一種耐高溫玄武巖纖維組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫玄武巖纖維組合物，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，由以下成分組成：SiO2：55~66%，Al2O3：10~20%，MgO：8~15%，CaO：4~12%，F(xiàn)e2O3：4~8%，F(xiàn)eO：3~5%，K2O：0.2~1%，Na2O：0.2~1%，TiO2：0.3~1%。采用上述組合物制備的耐高溫玄武巖纖維，拉伸強度超過2600MPa，軟化點溫度超過900℃，具有更好的耐熱性能。
【專利說明】一種耐高溫玄武巖纖維組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高技術(shù)纖維材料領(lǐng)域，具體來說，涉及一種耐高溫玄武巖纖維組合物。【背景技術(shù)】
[0002]人造無機纖維廣泛應用在耐熱領(lǐng)域中，它們可用于高溫隔熱的保溫防護材料、密封材料和防火材料，如焊接隔簾，防火卷簾，滅火毯、防火服、隔熱卷簾、高溫濾袋等。近年來，人們開始利用無機人造纖維制作密封填料。
[0003]目前應用在耐熱領(lǐng)域的無機纖維主要有玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、陶瓷纖維等。玻璃纖維中無堿E玻璃的產(chǎn)量最大，應用最廣，且成本低廉，但其在500°C條件下，拉伸強度迅速退化，耐熱性能不好；高硅氧玻璃纖維耐熱性很好，專利CN102992634A公開了一種耐高溫的高硅氧玻璃，其耐溫性能大于等于1100°C。盡管這種玻璃的耐熱性能高，但是熔化溫度較高，并且是必須經(jīng)過復雜的后處理，才能達到良好的耐熱性能，工業(yè)化生產(chǎn)難度較大。高強度S系列玻璃的耐熱性和強度俱佳，但成本很高。碳纖維、陶瓷纖維與高強玻璃一樣，由于價格昂貴，使它們的使用受到了限制。日本專利公報(公開)N0.2001-206733A公開了一種耐熱玻璃纖維，這種耐熱玻璃纖維通過使玻璃纖維表面經(jīng)受無機酸處理得到了耐熱800 V左右的耐熱玻璃纖維。
[0004]玄武巖纖維具有非人工合成的純天然性，加之生產(chǎn)過程無害，且產(chǎn)品壽命長，是一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新型綠色環(huán)保材料，同時又具有較好的力學性能、化學穩(wěn)定性、耐高溫性能、耐久性等綜合性能。其主要成分是Si02、A1203、MgO, CaO, FeO、Fe2O3,和傳統(tǒng)玻璃纖維成分類似，由于玄武巖原礦遍布各地，原料成本相比玻璃纖維低廉很多。玄武巖纖維具有良好的熱絕緣性、抗聲性、抗腐蝕性、無毒性、不燃性以及良好的力學性能，因此用來制作工業(yè)上廣泛使用的熱絕緣材料、聲絕緣材料和抗震材料等復合材料。目前，玄武巖纖維保溫材料主要包括玄武巖纖維保溫氈、玄武巖纖維繩、玄武巖纖維保溫管和玄武巖纖維保溫板。
[0005]雖然玄武巖纖維具有較好的耐熱性能，但隨玄武巖纖維在保溫、耐熱應用領(lǐng)域的不斷拓展，對玄武巖纖維耐熱性能提出了更高的要求。近年來，如何提高玄武巖纖維的耐熱性能，以滿足更高耐熱應用領(lǐng)域的實際要求，成為玄武巖纖維研究的一個熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種耐高溫玄武巖纖維組合物，使玄武巖纖維具有更好的耐熱性能。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008] 一種耐高溫玄武巖纖維組合物，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，由以下成分組成:
[0009]SiO255-66%,
Al2O51 0~20%?
MgO8-15%,
CaO4-12%,
Fc2O',4-8%,
FcO3-5%,
K2O0.2-1%
NaiO0.2-1%,
TiO20.3~I %。
[0010]進一步，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，由以下成分組成:
[0011]
SiO258-65%,
Al2O312~14%,
MgOIO~15%，
CaO5~10%,
Fc2O34 ~8%，
FeO3-5%,
[0012]K2O0.2-0.5%
Na2O0.2-0.5%,
TiO20.3-1 %?
[0013]進一步，所述的SiO2和Al2O3的重量百分比之和大于或等于70%。
[0014]進一步，所述的Fe2O3的重量百分比和FeO的重量百分比的比值大于I。
[0015]進一步，所述的K2O和Na2O的重量百分比之和為0.4~2%。
[0016]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的玄武巖纖維組合物具有耐高溫的優(yōu)良特性。與普通玄武巖纖維相比，本發(fā)明的玄武巖纖維組合物的組分變化不大，但其軟化溫度從700°C提高到900°C左右，從而顯著提高了玄武巖纖維的耐熱性能。發(fā)明的耐熱玄武巖纖維可作為防火、保溫、絕緣等材料，用途極為廣泛。采用同步熱分析儀測量纖維的軟化點溫度，采用纖維強伸度儀測量纖維的拉伸強度和模量。測量結(jié)果顯示，相對于現(xiàn)有玻璃纖維、玄武巖纖維，本發(fā)明的玄武巖纖維的軟化點溫度、拉伸強度和模量均有明顯提高。因此，相比普通玻璃纖維，本發(fā)明的玄武巖纖維的耐熱性能得到大幅提升，還有更好的拉伸強度和模量。另外，使用本發(fā)明的組合物來制備玄武巖纖維，可采用普通玄武巖纖維生產(chǎn)工藝和裝置及相似的工藝條件進行生產(chǎn)，具有較低廉的生產(chǎn)成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明。
[0018]一種耐高溫玄武巖纖維組合物，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，由以下成分組成:
[0019]




jm j--jT f
S1O255-66%,
AI2O310~20%f
MgO8 ~15%,
CaO4-12%,
Fe^O?4~8%?
FeO3-5%,
K2O0.2-1%
Na.00.2-1%,
TiO20.3-1%,
[0020]作為一種優(yōu)選方案，上述 玄武巖纖維組合物，按照重量百分比，由以下成分組成:
[0021]
Sio；63-66%,

Al2O310-11%,
MgO8~11%，
CaO4-5%,
Fe2O35~8%,
FeO3-5%,
K2O0.3-0.4%
Na2O0.2-1%,
TiO203-0,6%=
[0022]該優(yōu)選方案的玄武巖纖維組合物的軟化點溫度較高，為895°C以上，同時也具有較好的纖維化溫度，均為1300°C以上。該優(yōu)選方案的玄武巖纖維組合物具有明顯的耐高溫性倉泛。
[0023]作為另一種優(yōu)選方案，上述玄武巖纖維組合物，按照重量百分比，由以下成分組
成:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫玄武巖纖維組合物，其特征在于，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，由以下成分組成:
2.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫玄武巖纖維組合物，其特征在于，該玄武巖纖維組合物按照重量百分比，更優(yōu)選的由以下成分組成:
3.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫玄武巖纖維組合物，其特征在于，所述的SiO2和Al2O3的重量百分比之和大于或等于70%。
4.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫玄武巖纖維組合物，其特征在于，所述的Fe2O3的重量百分比和FeO的重量百分比的比值大于I。
5.按照權(quán)利要求1所述的耐高溫玄武巖纖維組合物，其特征在于，所述的K2O和Na2O的重量百分比之和為0.4~2%。
【文檔編號】C03C13/06GK103951268SQ201410139342
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】吳智深, 劉建勛, 蔣鳴, 汪洋, 雷亮 申請人:東南大學, 江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司