CN108842345A - 一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，将编织成的玄武岩纤维布缓慢通过装有酸溶液的超声振荡器，超声振荡器中的酸溶液不断循环，超声振荡器的循环量为0.5‑2m3/h，超声振荡器中酸溶液的温度为30‑90℃，将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压最后进行干燥。本发明制备方法简单，步骤易于操作，通过盐酸溶液处理后的玄武岩纤维布耐温程度长期耐温≥900℃，短时间耐温可达1100℃，使玄武岩纤维布的应用范围更广。

Description

一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，属于材料制备技术领域。
背景技术
玄武岩纤维是由玄武岩熔融拉丝制备而成，玄武岩属于火成岩中的一种。火成岩是地下岩浆喷出在地表冷凝后形成的岩石。玄武岩属于难熔矿物原料，熔化温度在1500℃之上。含铁量高，使纤维呈古铜色。其材料具有耐高温（≤ 800 ℃）、耐低温（<-200 ℃）、热传导系数低（隔热）、隔音、阻燃、绝缘、吸湿性低、抗腐蚀、抗辐射、断裂强度高、伸长率低、弹性模量高、重量轻等优异性能和优良的加工性能，完全属于全新的材料；且在正常生产加工过程中不产生有毒物质，无废气、废水、废渣排放，因而被称为21世纪无污染的“绿色工业材料和新材料”。 与目前广泛应用于建筑、化工等行业的玻璃纤维相比，玄武岩纤维及其复合材料具有力学强度高，物理和化学性能好，能够用来制作高端产品等优势；就是与价格昂贵的碳纤维相比，二者的综合性能也不相上下，玄武岩纤维有些性能还好于碳纤维，而其成本按现在的市场价还不及碳纤维的十分之一。因此，玄武岩纤维是继碳纤维、芳纶、聚乙烯纤维等之后的一种低成本、高性能、洁净程度理想的新纤维。虽然玄武岩纤维耐高温，但是短时间可以≤ 800-900 ℃，长期使用温度一般不超过500 ℃，所以对于一些需要长期温度大于500甚至上千度的场合还是无法使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决玄武岩纤维长期耐高温性差的问题，提供了一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法。
本发明采用如下技术方案：一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱，将玄武岩细纱编织成玄武岩纤维布；
（2）将玄武岩纤维布置于放布架上放布，使玄武岩纤维布缓慢通过装有酸溶液的超声振荡器，所述超声振荡器中的酸溶液不断循环，所述超声振荡器的循环量为0.5-2m3/h， 所述超声振荡器中酸溶液的温度为30-90℃ ；
（3）将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压；
（4）清洗后的玄武岩纤维通过电加热管进行卧式干燥，所述电加热管的温度100-200℃，加热时间为6-150min。
进一步的，所述酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液或甲酸溶液。
进一步的，所述酸溶液的质量百分数为3-19%。
进一步的，所述超声波振荡器的振荡频率为5-30 khz。
进一步的，所述玄武岩纤维布进入超声振荡器的速度为0.15-3.5m/min。
玄武岩纤维的主要成分有SiO2和其余Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、Na2O，通过酸溶液使SiO2之外的相转入溶液中，留下硅氧骨架近乎均一相结构的，通过干燥，骨架结构趋于紧密，从而获得高稳定性的耐温纤维材料。
本发明制备方法简单，步骤易于操作 ，通过盐酸溶液处理后的玄武岩纤维布耐温程度长期耐温≥900℃，短时间耐温可达1100℃，使玄武岩纤维布的应用范围更广。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一：
一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱，将玄武岩细纱编织成玄武岩纤维布；
（2）将玄武岩纤维布置于放布架上放布，使玄武岩纤维布缓慢通过装有盐酸溶液的超声振荡器，玄武岩纤维布进入超声振荡器的速度为0.15m/min，盐酸溶液的质量百分数为19%，所述超声振荡器中的酸溶液不断循环，所述超声振荡器的循环量为0.5m3/h， 所述超声振荡器中酸溶液的温度为30℃，超声波振荡器的振荡频率为30 khz ；
（3）将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压；
（4）清洗后的玄武岩纤维通过电加热管进行卧式干燥，所述电加热管的温度100℃，加热时间为150min。
实施例二：
一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱，将玄武岩细纱编织成玄武岩纤维布；
（2）将玄武岩纤维布置于放布架上放布，使玄武岩纤维布缓慢通过装有硝酸溶液的超声振荡器，玄武岩纤维布进入超声振荡器的速度为2m/min，硝酸溶液的质量百分数为10%，所述超声振荡器中的酸溶液不断循环，所述超声振荡器的循环量为1.5m3/h， 所述超声振荡器中酸溶液的温度为60℃，超声波振荡器的振荡频率为20 khz ；
（3）将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压；
（4）清洗后的玄武岩纤维通过电加热管进行卧式干燥，所述电加热管的温度150℃，加热时间为11.25min。
实施例三：
一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱，将玄武岩细纱编织成玄武岩纤维布；
（2）将玄武岩纤维布置于放布架上放布，使玄武岩纤维布缓慢通过装有甲酸溶液的超声振荡器，玄武岩纤维布进入超声振荡器的速度为3.5m/min，甲酸溶液的质量百分数为3%，所述超声振荡器中的酸溶液不断循环，所述超声振荡器的循环量为2m3/h， 所述超声振荡器中酸溶液的温度为90℃，超声波振荡器的振荡频率为5 khz ；
（3）将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压；
（4）清洗后的玄武岩纤维通过电加热管进行卧式干燥，电加热管的温度200℃，加热时间为5min。
将未经过本发明处理方法的普通玄武岩纤维布和实施例二中得到的玄武岩纤维布进行检测，结果如表1所示：
表1
长期耐温（℃） 短期耐温（℃） 火枪烧（温度1000-1200℃）
普通玄武岩纤维布 约500 800-900 烧穿
处理后玄武岩纤维布 约900 约1100 烧不穿
由表1结果可知，采用本发明的制备方法得到的玄武岩纤维布无论是长期耐温还是短期耐温性能均优于普通玄武岩纤维布，且采用1000-1200℃的火枪烧也不能烧穿，表明经过本发明的处理办法使得玄武岩纤维布具有更好的长期耐温和短期耐温性能。
对本发明实施例二中的玄武岩纤维布进行二氧化硅含量的测定，测定方法采用GJB1679A-2008高硅氧玻璃纤维纱规范 附录A高硅氧玻璃纤维纱二氧化硅含量测定方法，经测定得到处理前玄武岩纤维布中二氧化硅的含量为45-60% 处理后的玄武岩纤维布中二氧化硅含量升高，达到85-98%，这表明经过处理后二氧化硅的含量升高，玄武岩纤维中其他物质溶解在酸溶液中，且二氧化硅含量越高，耐温性越高。
对本发明实施例二中的玄武岩纤维布的强度进行测定，处理前玄武岩纤维布的强度为6000 N/5cm，处理后的玄武岩纤维布的强度为4900 N/5cm，与现有的其他材料相比，在提高了耐温性的前提下仍具有较好的强度。

Claims (5)

1.一种具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）将玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱，将玄武岩细纱编织成玄武岩纤维布；
（2）将玄武岩纤维布置于放布架上放布，使玄武岩纤维布缓慢通过装有酸溶液的超声振荡器，所述超声振荡器中的酸溶液不断循环，所述超声振荡器的循环量为0.5-2m3/h， 所述超声振荡器中酸溶液的温度为30-90℃ ；
（3）将经过超声波振荡器的玄武岩纤维布通过胶辊挤压，然后经过自来水池浸泡并通过胶辊挤压；
（4）清洗后的玄武岩纤维通过电加热管进行卧式干燥，所述电加热管的温度100-200℃，加热时间为5-150min。
2.如权利要求1所述的具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，其特征是：所述酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液或甲酸溶液。
3.如权利要求1所述的具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，其特征是：所述酸溶液的质量百分数为3-19%。
4. 如权利要求1所述的具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，其特征是：所述超声波振荡器的振荡频率为5-30 khz。
5.如权利要求1所述的具有高耐温性的玄武岩纤维布的制备方法，其特征是：所述玄武岩纤维布进入超声振荡器的速度为0.15-3.5m/min。
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