[发明专利]超细玄武岩连续纤维的生产方法

说明书

技术领域

本发明提供一种玄武岩纤维的生产方法，特别是涉及一种超细玄武岩连续纤维的生产方法。

背景技术

玄武岩是一种地下岩浆从火山中喷出或从地表裂隙中溢出凝结形成的火成岩。玄武岩的主要成分是硅铝酸钠或硅铝酸钙，二氧化硅的含量大约是45-52％，还含有较高的氧化铁和氧化镁，是一种细粒致密的黑色岩石。由于喷发时产生大量气孔，有时是大孔如杏仁状构造，后来中间常被其他矿物充填。玄武岩岩浆的黏度小，易于流动，形成很大的覆盖层，常形成广大的熔岩台地，所以分布很广。

玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武岩；按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃；按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。没有被风化的玄武岩是黑色或暗绿色的致密岩石，由于其凝结后产生六方晶体节理，被风化后形成六方柱状，风化厉害可以形成黄褐色的玄武土，如果进一部被雨水淋滤，除去二氧化硅形成铝土矿。有的玄武岩气孔中还充填有铜、钴、硫磺等矿物。

玄武岩是基性喷出岩的一种。成分相当于辉长岩。灰黑色。常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构。斑晶为橄榄石、辉石、基性长石等；基质一般为细粒或隐晶质。按次要矿物的不同，可划分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等；按结构构造，可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩等；按化学成分和矿物成分，可分为高铝玄武岩、碱性玄武岩和拉斑玄武岩等。由于玄武岩浆粘度小，流动性大，喷溢地表易形成大规模熔岩流和熔岩被，但也有呈层状侵入体的，如岩床等。在高原地区常形成面积达数千至数十万平方千米的熔岩台地，有人称其为高原玄武岩，如印度的德干高原玄武岩。在海洋则构成海岭和火山岛。与之有关的矿产有铜、钴、硫黄、冰洲石、宝石等，其本身亦可作耐酸铸石原料。

玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保原料出现于上世纪中期。从70年代起，美国和德国的科学家先后对玄武岩连续纤维的制备进行了大量的探究，但未能成功的实现生产化。乌克兰建筑材料工业部与当年设立的科研生产联合体，经过几十年的探索，终于在1985年成功的研制出了玄武岩纤维并实现工业化生产，玄武岩纤维直径为13um。迄今为止，经专家们的精心探研，玄武岩纤维的直径可达7um以左右。

玄武岩纤维化学性稳定，具有良好的耐酸、耐碱性，使用温度范围大，力学性强，无毒，不易燃。而且具有优良的物理机械性能，拉伸强度、弹性模量及断裂伸长都比较大。在一些应用领域内完全可以替代玻璃纤维、碳纤维、高硅氧纤维、陶瓷纤维、芳纶及其他化学纤维等充当复合材料的增强体。

目前经过多国专家20几年的不懈攻关，玄武岩纤维的制作工艺已经有了很大的提高，但仍然存在以下几点问题：

1.整个生产过程需要的成本较高。

由于没有找到合适的炉体材料，导致炉体寿命短，单位成本提高。也是因炉体材料的原因，如保温做得好，炉体寿命就缩短，想延长炉体寿命就不敢将炉体做太好的保温层，导致加温过程中电耗过高。

2.玄武岩纤维的性能不能够满足特定的工况条件的需求。

玄武岩的化学成分基本上是稳定的，由于纤维直径决定了一定的物理性能，所以必须将玄武岩的熔融条件进行改变，也就是在其矿石中加入其他的成分。

3.生产过程中的拉丝作业不稳定

目前国内的一些玄武岩纤维生产企业，在生产中普遍存在纤维成型过程中作业不稳定，成纤不匀，号数不匀率难控制的问题，主要是因为炉窑在融化岩石的过程中，电极分布不匀，电流不匀，导致融化熔体不匀所造成。

4.拉丝炉、漏板的寿命短，产量低

玄武岩纤维在熔化过程中的熔融温度要比普通玻纤高200多度，而岩石中又有很多金属铁的存在，还有很多的氧化物的不断挥发，对炉体和漏板有着极大的损伤，导致对两者的严重破坏。由此可见，上述现有的玄武岩连续纤维的生产方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的玄武岩连续纤维的生产方法存在的缺陷，而提供一种新的超细玄武岩连续纤维的制备方法，所要解决的技术问题是降低玄武岩连续纤维的生产成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本发明的另一目的在于，提供一种超细玄武岩连续纤维的生产方法，所要解决的技术问题是使生产的玄武岩连续纤维具有优异的耐候性和耐折性能，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，提供一种超细玄武岩连续纤维的生产方法，所要解决的技术问题是生产的玄武岩连续纤维的直径更细，从而更加适于实用。