專利名稱：一種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玄武巖纖維領(lǐng)域，特別是涉及ー種加入海泡石后經(jīng)熔化、拉絲エ藝制備的改性玄武巖復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
玄武巖、珍巖、輝綠巖和角閃巖等火山巖是玄武巖纖維的原材料，這類火山巖是熔融巖漿硬化和結(jié)晶等物理化學(xué)過程的產(chǎn)物，在地 球上分布十分廣泛。一般玄武巖熔化溫度在1500°C以下，它們在熔化時發(fā)生氧化過程，使熔體的粘度降低，加速了熔化，在1300 1450で溫度范圍內(nèi)可拉絲制纖。玄武巖纖維具有低容量、低導(dǎo)熱率、低吸濕率和良好化學(xué)穩(wěn)定性，可替代昂貴與匱乏材料，也可替代玻璃纖維和石棉等材料，不產(chǎn)生石棉相關(guān)的環(huán)境問題。玄武巖纖維原料成本低、能耗少、生產(chǎn)過程清潔，是ー種生態(tài)環(huán)境材料。目前玄武巖纖維的用途很多，不僅應(yīng)用于エ業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)，還用于航空、造紙、化工、醫(yī)療、交通和軍事等方面，隨著人們對玄武巖纖維的深入研究，將廣泛應(yīng)用于尖端技術(shù)領(lǐng)域的高強度、耐高溫、防輻射等復(fù)合材料的合成和制備。但是玄武巖纖維本身具有的良好的化學(xué)耐久性、柔韌性和耐熱強度一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍，不利于其今后的發(fā)展，而且在拓展市場方面也有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供ー種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，能夠影響玄武巖纖維的性能，改變玄武巖的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及性質(zhì)，使得玄武巖纖維的化學(xué)耐久性、柔韌性、耐酸堿性和耐熱強度都有顯著的提高。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供ー種改性的玄武巖復(fù)合材料，包括重量比為1(Γ20%的玄武巖顆粒和海泡石顆粒混合料，所述玄武巖顆粒中包括45. 5%Si02，7. 2%Mg0，8. l%CaO, 15. 2%A1203, 18. 8% 灰黒色 Fe111On，所述海泡石顆粒中包括O. 94% CaO, O. 16%Α1203，24· 5%Mg0, 54. 3%Si02，0. 37%Fe203。在本發(fā)明ー個較佳實施例中，所述玄武巖復(fù)合材料呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且表面呈光滑的圓柱狀。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另ー個技術(shù)方案是提供ー種改性的玄武巖復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
將玄武巖(45. 5%Si02,7. 2%Mg0，8. l%CaO, 15. 2%A1203, 18. 8% 灰黒色 FemOn)進行粉碎為顆粒；
按10 20%的重量比例在玄武巖顆粒中加入海泡石(O. 94% CaO, O. 16%A1203, 24. 5%Mg0，54. 3%Si02,0 . 37%Fe203)顆粒并均勻混合；
將混合好的顆粒裝入熔爐中進行熔化處理；
完全熔化后經(jīng)冷卻器降溫處理后將復(fù)合材料拉絲制成改性的玄武巖纖維。在本發(fā)明ー個較佳實施例中，所述粉碎后的顆粒大小為2. 5mm。
在本發(fā)明ー個較佳實施例中，所述熔化溫度為1500°C。在本發(fā)明ー個較佳實施例中，所述拉絲溫度為1350°C。在本發(fā)明ー個較佳實施例中，所述復(fù)合材料的直徑為3 100 μ m。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在玄武巖中加入了海泡石，制成的改性玄武巖復(fù)合材料具有(I)提高了玄武巖纖維的耐酸堿性能及化學(xué)耐久性能，改性后玄武巖復(fù)合材料中的酸性、堿性氧化物含量減少，不易被侵蝕；(2)增大了玄武巖纖維的耐熱強度；(3)增強了玄武巖纖維的柔韌性，不容易變脆；(4)擴大了玄武巖纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，市場前景非常廣闊。
具體實施例方式本發(fā)明ー種改性的玄武巖復(fù)合材料實施例包括重量比為1(Γ20%的玄武巖顆粒和海泡石顆?；旌狭希?(Γ20%范圍內(nèi)的重量比能夠最大化的提高玄武巖纖維的化學(xué)耐久性、穩(wěn)定性和表面張カ并且有利于改性玄武巖復(fù)合材料的エ藝操作。進一歩，玄武巖顆粒中包括45.5%Si02, 7. 2%Mg0,8. l%CaO, 15. 2%A1203, 18. 8% 灰黑色 FeA。進ー步，海泡石顆粒中包括O.94% CaO, O. 16%A1203，24. 5%Mg0, 54. 3%Si02,O. 37%Fe203。進ー步，玄武巖復(fù)合材料呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且表面呈光滑的圓柱狀。另ー個實施例ー種改性的玄武巖復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
將玄武巖(45. 5%Si02,7. 2%Mg0，8. l%CaO, 15. 2%A1203, 18. 8% 灰黒色 FemOn)進行粉碎為顆粒；
按10 20%的重量比例在玄武巖顆粒中加入海泡石(O. 94% CaO, O. 16%A1203, 24. 5%Mg0，54. 3%Si02,0 . 37%Fe203)顆粒并均勻混合；
將混合好的顆粒裝入熔爐中進行熔化處理，熔化過程中玄武巖能與海泡石相熔并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改性復(fù)合材料；
完全熔化后經(jīng)冷卻器降溫處理后將復(fù)合材料拉絲制成改性的玄武巖纖維。進ー步，粉碎后的顆粒大小為2. 5mm。進ー步，熔化溫度為1500°C。進ー步，拉絲溫度為1350°C。進一歩，復(fù)合材料的直徑為3 100 μ m。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在玄武巖中加入了海泡石，制成的改性玄武巖復(fù)合材料，海泡石的増加影響了玄武巖纖維的制備エ藝和性能，使玄武巖纖維的化學(xué)耐久性、柔韌性、耐熱強度和耐酸堿性等均有顯著提高，進而擴大了玄武巖纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，市場前景非常廣闊。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種改性的玄武巖復(fù)合材料，其特征在于，包括重量比為1(Γ20%的玄武巖顆粒和海泡石顆?；旌狭?，所述玄武巖顆粒中包括45. 5%Si02，7. 2%MgO，8. l%CaO, 15. 2%A1203，18. 8% 灰黒色 Fe111On,所述海泡石顆粒中包括0. 94% CaO, O. 16%A1203, 24. 5%Mg0, 54. 3%Si02，O.37%Fe203。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性的玄武巖復(fù)合材料，其特征在于，所述玄武巖復(fù)合材料呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且表面呈光滑的圓柱狀。
3.ー種改性的玄武巖復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將玄武巖(45. 5%Si02,7. 2%Mg0，8. l%CaO, 15. 2%A1203, 18. 8% 灰黒色 FemOn)進行粉碎為顆粒； 按10 20%的重量比例在玄武巖顆粒中加入海泡石(O. 94% CaO, O. 16%A1203, 24. 5%Mg0，54. 3%Si02,0 . 37%Fe203)顆粒并均勻混合； 將混合好的顆粒裝入熔爐中進行熔化處理； 完全熔化后經(jīng)冷卻器降溫處理后將復(fù)合材料拉絲制成改性的玄武巖纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的ー種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，其特征在于，所述粉碎后的顆粒大小為2. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的ー種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，其特征在于，所述熔化溫度為1500°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的ー種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，其特征在于，所述拉絲溫度為1350°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的ー種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料的直徑為3 100 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性的玄武巖復(fù)合材料及制備方法，屬于玄武巖纖維領(lǐng)域，在玄武巖中加入重量比為10~20%的海泡石，通過熔化、拉絲等工藝制成玄武巖復(fù)合材料。通過上述方式，本發(fā)明能夠影響玄武巖纖維的性能，改變玄武巖的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及性質(zhì)，使得玄武巖纖維的化學(xué)耐久性、柔韌性、耐酸堿性和耐熱強度都有顯著的提高，進而擴大了玄武巖纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，市場前景非常廣闊。
文檔編號C03B37/00GK102690063SQ201210171469
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者郭豐亮 申請人:郭豐亮