[发明专利]一种类玄武岩纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种类玄武岩纤维及其制备方法和应用，所述制备方法首先将原料和助剂进行混合，然后在阶段升温的条件下进行熔融，最后通过拉丝得到所述类玄武岩纤维；所述制备方法采用阶段升温的方式并且控制阶段升温每一阶段的升温温度以及保温时间，使得原料和助剂可以充分熔融，实现最大程度的均匀化熔融，进而有助于提升制备得到的类玄武岩纤维的均匀性，从而提升纤维性能。

技术领域

本发明属于纤维技术领域，具体涉及一种类玄武岩纤维及其制备方法和应用。

背景技术

目前，燃煤发电占据发电总量的一半多，粉煤灰主要来源于燃煤电厂，已成为堆积量最大的固体废弃物之一，粉煤灰的堆积和外排不仅占用了大量土地资源，而且还容易造成环境污染。

玄武岩纤维是以天然玄武岩拉制的连续纤维，是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。玄武岩主要成分与粉煤灰高度相似，且各成分含量范围有较大重叠，这就为利用粉煤灰制备玄武岩纤维创造了条件。

利用粉煤灰制备仿玄武岩纤维，能够大幅减小玄武岩矿开采和加工，有利于保护矿产资源和生态环境，同时也为粉煤灰的环保处理提供了一条有效的解决途径，实现变废为宝，产生良好的经济、社会和环保效益。CN109650730A公开了一种仿玄武岩纤维，其组分包括粉煤灰10～50份、煤矸石5～15份、铁尾矿5～10份、含钛渣1～10份、赤泥10～70份，将上述所有原料在1400～1500℃高温熔融拉丝加工制成短切纤维，即可得到所述仿玄武岩纤维；该发明全部成分均为工业固体废弃物，充分利用了固体废弃物，给工业固体废弃物提供了一个非常好的利用途径。CN109942181A公开了一种粉煤灰改性仿玄武岩纤维，其原料组成为：粉煤灰85％～93％，热稳定剂5％～15％，增塑剂0.8％～1％，分散剂0.3％～0.6％，抗冲改性剂0.4～0.7％，总量100％，所述百分比均为质量百分比。该发明根据需求适量添加分散剂、热稳定剂、增塑剂和抗冲改性剂，通过粉煤灰制纤维的过程中相互作用，使粉煤灰制成纤维时形成结构较好的网络形成物即硅铝骨架的核心结构，保证纤维的化学稳定性和优异的力学性能，有助于形成长纤维，而且可以提高纤维的热稳定性和耐水性，以达到玄武岩纤维所具备的特性来替代玄武岩纤维。

但是，上述现有技术均是以粉煤灰为主要原料，或添加其他固体废物，或加入一些化学助剂，然后通过简单的加热熔融与成纤工艺获得仿玄武岩纤维；这样的制备方法在均质化方面未能有效满足成纤要求，实际上也很难解决原料熔融与成纤过程中一系列物理和化学变化导致的晶体缺陷、生长不均、强度不够等问题，制备的纤维产品性能很难达到玄武岩纤维技术效果。

因此，开发一种综合性能优异的类玄武岩纤维的制备方法，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种类玄武岩纤维及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将原料和助剂混合，在阶段升温的条件下进行熔融、拉丝，得到所述类玄武岩纤维；采用阶段升温的方式将原料和助剂进行熔融，有助于其中各个组分实现熔融液体的最大程度均化，进而可以最大程度地提升类玄武岩纤维的纤维性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种类玄武岩纤维的制备方法，所述制备方法包括：将粉煤灰和任选地助剂混合混合，熔融、拉丝，得到所述类玄武岩纤维；