CN117534318A - 一种高强度玄武岩纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玄武岩纤维技术领域，且公开了一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原材料配比：依次取玄武岩90‑100份、蛇纹岩10‑20份和石英砂20‑30份。该高强度玄武岩纤维的制备方法，通过在制备玄武岩纤维时添加一定的蛇纹岩和石英砂，可以增加玄武岩纤维的力学强度、耐腐能力和消音性能，提高了玄武岩纤维的使用性能，通过浸润剂对玄武岩纤维进行浸润，使得浸润剂完全浸润玄武岩纤维的内部，通过浸润剂可以对玄武岩纤维内部的纤维进行连接，使得玄武岩纤维的纤维强度增加，通过表面处理剂可以对玄武岩纤维表面进行覆盖，增加了玄武岩纤维的耐高温以及耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及玄武岩纤维技术领域，具体为一种高强度玄武岩纤维的制备方法。
背景技术
玄武岩纤维是一种岩石纤维，通常是从玄武岩矿石中提取的纤维材料，它是一种人造纤维，用于各种应用，特别是在建筑和绝缘领域，玄武岩纤维主要用于制造隔热、隔音和耐火材料，如保温板、隔热毡、耐火砖、管道绝缘等，此外，它们还用于制造高温设备的绝缘层，如高温炉、锅炉和热交换器。
现有的玄武岩纤维虽然其性能较好，但是在实际使用时还是存在一定的缺陷，比如其内部的纤维强度较差，在使用过程中，纤维可能发生断裂，导致其强度下降，或者是长期暴露于高温、潮湿或化学腐蚀环境中可能导致玄武岩纤维的绝缘性能下降，故而提出一种高强度玄武岩纤维的制备方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度玄武岩纤维的制备方法，具备增加玄武岩纤维的强度以及耐腐蚀性等优点，解决了现有玄武岩纤维在使用过程中，纤维可能发生断裂，导致其强度下降，或者是长期暴露于高温、潮湿或化学腐蚀环境中可能导致玄武岩纤维绝缘性能下降的问题。
(二)技术方案
为实现上述增加玄武岩纤维的强度以及耐腐蚀性目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)原材料配比：依次取玄武岩90-100份、蛇纹岩10-20份和石英砂20-30份；
2)烘干破碎：将步骤1)中的原料进行清洗，然后放入烘干机内部进行烘干，烘干之后将原料放入破碎机进行破碎，且破碎的颗粒小于5mm；
3)熔融：将步骤2)中破碎完成的原料放入高温熔炉中进行熔融；
4)拉丝：将步骤3)中熔融的原料通过旋转法或喷射法拉丝成纤维；
5)冷却和固化：将步骤4)形成的玄武岩纤维通过冷却设备使其固化成为长丝或短切纤维；
6)制作浸润剂：依次取水树脂原料10-20份、聚氨酯乳液5-7份和偶联剂10-15份进行混合，得到浸润剂；
7)浸润处理：将步骤5)中的玄武岩纤维完全浸入到步骤6)的浸润剂中，并浸润1-1.5小时，浸润完成之后，在20℃的环境下进行干燥；
8)制作处理剂：依次取乳化剂20-30、气相二氧化硅10-15与纯净水90-100进行混合，得到表面处理剂；
9)表面处理：将步骤7)中的玄武岩纤维放入步骤8)的表面处理剂中，使得表面处理剂完全涂覆在玄武岩纤维的表面，并在15℃的环境下进行干燥，得到高强度玄武岩纤维。
优选的，所述步骤3)中的熔融温度为1500℃，且熔融时间为2小时。
优选的，所述步骤4)中的旋转法是将熔融的原料通过离心力使之成纤维状，所述步骤3)中的喷射法是将熔融的原料通过喷嘴喷出，并在喷射过程中成纤维。
优选的，所述步骤6)中的树脂原料为水溶性环氧树脂和聚乙烯醇树脂。
优选的，所述步骤8)中的乳化剂为黄原胶、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高强度玄武岩纤维的制备方法，具备以下有益效果：
1、该高强度玄武岩纤维的制备方法，通过在制备玄武岩纤维时添加一定的蛇纹岩和石英砂，可以增加玄武岩纤维的力学强度、耐腐能力和消音性能，提高了玄武岩纤维的使用性能。
2、该高强度玄武岩纤维的制备方法，通过浸润剂对玄武岩纤维进行浸润，使得浸润剂完全浸润玄武岩纤维的内部，通过浸润剂可以对玄武岩纤维内部的纤维进行连接，使得玄武岩纤维的纤维强度增加。
3、该高强度玄武岩纤维的制备方法，通过表面处理剂可以对玄武岩纤维表面进行覆盖，增加了玄武岩纤维的耐高温以及耐腐蚀性能，同时，使得玄武岩纤维具有良好的稳定性，方便对玄武岩纤维的储存。
附图说明
图1为本发明中一种高强度玄武岩纤维的制备方法的流程框图；
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种高强度玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)原材料配比：依次取玄武岩90份、蛇纹岩10份和石英砂20份；
2)烘干破碎：将步骤1)中的原料进行清洗，然后放入烘干机内部进行烘干，烘干之后将原料放入破碎机进行破碎，且破碎的颗粒小于5mm；
3)熔融：将步骤2)中破碎完成的原料放入高温熔炉中进行熔融，且熔融温度为1500℃，熔融时间为2小时；
4)拉丝：将步骤3)中熔融的原料通过旋转法或喷射法拉丝成纤维，旋转法是将熔融的原料通过离心力使之成纤维状，喷射法是将熔融的原料通过喷嘴喷出，并在喷射过程中成纤维；
5)冷却和固化：将步骤4)形成的玄武岩纤维通过冷却设备使其固化成为长丝或短切纤维；
6)制作浸润剂：依次取水树脂原料10份、聚氨酯乳液5份和偶联剂10份进行混合，且树脂原料为水溶性环氧树脂和聚乙烯醇树脂，混合得到浸润剂；
7)浸润处理：将步骤5)中的玄武岩纤维完全浸入到步骤6)的浸润剂中，并浸润1小时，浸润完成之后，在20℃的环境下进行干燥；
8)制作处理剂：依次取乳化剂20、气相二氧化硅10与纯净水90进行混合，且乳化剂为黄原胶、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种，混合得到表面处理剂；
9)表面处理：将步骤7)中的玄武岩纤维放入步骤8)的表面处理剂中，使得表面处理剂完全涂覆在玄武岩纤维的表面，并在15℃的环境下进行干燥，得到高强度玄武岩纤维。
按照上述配方和工艺所制得的玄武岩纤维制作成本低，同时通过增加浸润处理以及表面处理增加了其纤维强度以及耐腐蚀性，适合在较为普通的耐火材料或者保温材料等。
实施例二：一种高强度玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)原材料配比：依次取玄武岩95份、蛇纹岩15份和石英砂25份；
2)烘干破碎：将步骤1)中的原料进行清洗，然后放入烘干机内部进行烘干，烘干之后将原料放入破碎机进行破碎，且破碎的颗粒小于5mm；
3)熔融：将步骤2)中破碎完成的原料放入高温熔炉中进行熔融，且熔融温度为1500℃，熔融时间为2小时；
4)拉丝：将步骤3)中熔融的原料通过旋转法或喷射法拉丝成纤维，旋转法是将熔融的原料通过离心力使之成纤维状，喷射法是将熔融的原料通过喷嘴喷出，并在喷射过程中成纤维；
5)冷却和固化：将步骤4)形成的玄武岩纤维通过冷却设备使其固化成为长丝或短切纤维；
6)制作浸润剂：依次取水树脂原料15份、聚氨酯乳液6份和偶联剂13份进行混合，且树脂原料为水溶性环氧树脂和聚乙烯醇树脂，混合得到浸润剂；
7)浸润处理：将步骤5)中的玄武岩纤维完全浸入到步骤6)的浸润剂中，并浸润1.3小时，浸润完成之后，在20℃的环境下进行干燥；
8)制作处理剂：依次取乳化剂25、气相二氧化硅13与纯净水95进行混合，且乳化剂为黄原胶、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种，混合得到表面处理剂；
9)表面处理：将步骤7)中的玄武岩纤维放入步骤8)的表面处理剂中，使得表面处理剂完全涂覆在玄武岩纤维的表面，并在15℃的环境下进行干燥，得到高强度玄武岩纤维。
按照上述配方和工艺所制得的玄武岩纤维制作成本适中，相较于实施例一来说，进一步增加了玄武岩纤维的强度以及耐腐蚀性，适合将玄武岩纤维用于承重耐火砖或者传输腐蚀性液体的管道等。
实施例三：一种高强度玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：
1)原材料配比：依次取玄武岩100份、蛇纹岩20份和石英砂30份；
2)烘干破碎：将步骤1)中的原料进行清洗，然后放入烘干机内部进行烘干，烘干之后将原料放入破碎机进行破碎，且破碎的颗粒小于5mm；
3)熔融：将步骤2)中破碎完成的原料放入高温熔炉中进行熔融，且熔融温度为1500℃，熔融时间为2小时；
4)拉丝：将步骤3)中熔融的原料通过旋转法或喷射法拉丝成纤维，旋转法是将熔融的原料通过离心力使之成纤维状，喷射法是将熔融的原料通过喷嘴喷出，并在喷射过程中成纤维；
5)冷却和固化：将步骤4)形成的玄武岩纤维通过冷却设备使其固化成为长丝或短切纤维；
6)制作浸润剂：依次取水树脂原料20份、聚氨酯乳液7份和偶联剂15份进行混合，且树脂原料为水溶性环氧树脂和聚乙烯醇树脂，混合得到浸润剂；
7)浸润处理：将步骤5)中的玄武岩纤维完全浸入到步骤6)的浸润剂中，并浸润1.5小时，浸润完成之后，在20℃的环境下进行干燥；
8)制作处理剂：依次取乳化剂30、气相二氧化硅15与纯净水100进行混合，且乳化剂为黄原胶、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种，混合得到表面处理剂；
9)表面处理：将步骤7)中的玄武岩纤维放入步骤8)的表面处理剂中，使得表面处理剂完全涂覆在玄武岩纤维的表面，并在15℃的环境下进行干燥，得到高强度玄武岩纤维。
按照上述配方和工艺所制得的玄武岩纤维制作成本较高，相较于实施例一和实施例二来说，玄武岩纤维的强度以及耐腐蚀性得到了极大的增加，使得玄武岩纤维可以用于比较特殊的场所，比如高温设备的隔热或者是对强腐蚀液体的传输以及盛放等。
本发明的有益效果是：该高强度玄武岩纤维的制备方法，通过在制备玄武岩纤维时添加一定的蛇纹岩和石英砂，可以增加玄武岩纤维的力学强度、耐腐能力和消音性能，提高了玄武岩纤维的使用性能，通过浸润剂对玄武岩纤维进行浸润，使得浸润剂完全浸润玄武岩纤维的内部，通过浸润剂可以对玄武岩纤维内部的纤维进行连接，使得玄武岩纤维的纤维强度增加，通过表面处理剂可以对玄武岩纤维表面进行覆盖，增加了玄武岩纤维的耐高温以及耐腐蚀性能，同时，使得玄武岩纤维具有良好的稳定性，方便对玄武岩纤维的储存，该玄武岩纤维的强度较高，且具有良好的耐高温以及耐腐蚀性能，增加了玄武岩纤维的实用性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原材料配比：依次取玄武岩90-100份、蛇纹岩10-20份和石英砂20-30份；
2)烘干破碎：将步骤1)中的原料进行清洗，然后放入烘干机内部进行烘干，烘干之后将原料放入破碎机进行破碎，且破碎的颗粒小于5mm；
3)熔融：将步骤2)中破碎完成的原料放入高温熔炉中进行熔融；
4)拉丝：将步骤3)中熔融的原料通过旋转法或喷射法拉丝成纤维；
5)冷却和固化：将步骤4)形成的玄武岩纤维通过冷却设备使其固化成为长丝或短切纤维；
6)制作浸润剂：依次取水树脂原料10-20份、聚氨酯乳液5-7份和偶联剂10-15份进行混合，得到浸润剂；
7)浸润处理：将步骤5)中的玄武岩纤维完全浸入到步骤6)的浸润剂中，并浸润1-1.5小时，浸润完成之后，在20℃的环境下进行干燥；
8)制作处理剂：依次取乳化剂20-30、气相二氧化硅10-15与纯净水90-100进行混合，得到表面处理剂；
9)表面处理：将步骤7)中的玄武岩纤维放入步骤8)的表面处理剂中，使得表面处理剂完全涂覆在玄武岩纤维的表面，并在15℃的环境下进行干燥，得到高强度玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的熔融温度为1500℃，且熔融时间为2小时。
3.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中的旋转法是将熔融的原料通过离心力使之成纤维状，所述步骤3)中的喷射法是将熔融的原料通过喷嘴喷出，并在喷射过程中成纤维。
4.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中的树脂原料为水溶性环氧树脂和聚乙烯醇树脂。
5.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤8)中的乳化剂为黄原胶、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
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| PB01 | Publication | ||
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