一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法技术

本发明专利技术公开一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法，步骤1)控制台软件设置系统运行参数，包括玻璃成分配比、窑炉升温曲线等；步骤2)玻璃粉料放入原料存储器中，运行系统；步骤3)多种原材料精准供料；步骤4)多种原材料进入粉末混合器内均匀混合；步骤5)混合料送入玻璃窑炉，混合料在玻璃窑炉内完成熔化、澄清、均化、拉丝，生成玻璃纤维；步骤6)监测拉丝稳定性；步骤7)完成一个成分配比的玻璃纤维制备后控制台根据设定进行洗炉；步骤8)循环步骤3‑步骤7，完成所有设定的原料配比成分的玻璃纤维产品制备。本方法，用于小产量玻璃纤维试验，具有成分精准配比，生产实时监测，连续生产的优点，加速玻璃纤维开发研制降低开发成本。

A gradient high flux preparation method of multi-component glass fiber

【技术实现步骤摘要】
一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法
本专利技术属于玻璃纤维制造领域，具体涉及化学成分梯度变化的多组分玻璃纤维高通量制备方法。
技术介绍
玻璃纤维及玻璃纤维增强复合材料具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特性，被广泛应用手机械、化工、交通运输等领域。复合材料性能主要取决于增强用玻璃纤维的性能，玻璃纤维的性能可通过调节原材料成分配比改善，然而可选原材料多元，配比调节困难，通过经验及试错法研制新的玻璃纤维产品所需周期长、成本高，因此亟需发展可加速新材料从发现到应用的新方法和新技术。
技术实现思路
针对上述背景，本专利技术的目的在于提供一种可大大缩短玻璃纤维从设计、制备到表征的时间进程，降低开发成本，且工艺简单的多组分玻璃纤维高通量制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法，包括如下步骤：步骤1)在控制台中设置系统如下运行参数：1.1、玻璃成分配比：输入所需的玻璃纤维产品成品配比序列及拉丝量；1.2、.窑炉温度：设置窑炉升温曲线；1.3、洗炉要求：设置洗炉次数及洗炉料成分要求；1.4、数据采集要求：设置各监测设备数据采集频率；步骤2)玻璃粉料为原材料，分别放入玻璃粉料存储器中，系统运行；步骤3)控制台根据玻璃成分配比要求计算各粉料所需量，并通过信号处理器发送给流量控制器，通过流量控制器控制原料流量，在原料量达到设定要求后流量阀关闭，实现多种原材料精准供料；步骤4)多种原材料进入粉末混合器内均匀混合；>步骤5)步骤4中混合料送入玻璃窑炉，混合料在玻璃窑炉内进行熔化、澄清、均化和拉丝，生成玻璃纤维，此过程中对窑炉运行参数进行监控并实时反馈给控制台；步骤6)监测步骤5中生成的玻璃纤维直径的变化；步骤7)完成一个成分配比的玻璃纤维制备后控制台根据设定的洗炉料成分配比向流量控制器发送信号，根据洗炉次数控制循环进行洗炉，确保下一配比玻璃纤维成分不被污染；步骤8)循环步骤3-步骤7，完成所有设定的原料配比成分的玻璃纤维产品制备。对本专利技术技术方案的优选，步骤5中玻璃窑炉顶部开设投料口，玻璃窑炉底部嵌入单孔漏板；玻璃窑炉的炉膛由预熔区、主熔区和集液区构成，预熔区对混合料进行熔化和澄清，主熔区对玻璃液进行均化，集液区用于收集主熔区流出的玻璃熔液；炉膛分左右两侧，预熔区位于炉膛左侧的上部，主熔区和集液区位于炉膛右侧，集液区位于主熔区的下方；预熔区的底部与主熔区相通且在预熔区与主熔区相通处设置炉坎；预熔区内设加热电极，主熔区的下部安装熔炉，熔炉的底部与在熔炉集液区相通，熔炉外部设置电加热线圈；玻璃熔液在主熔区内完成均化并进入集液区，集液区内的玻璃熔液经过单孔漏板拉丝生成玻璃纤维。对本专利技术技术方案的优选，主熔区内设置螺旋杆，螺旋杆的螺旋角小于等于30°，螺旋杆由驱动电机带动反向旋转。主要目的是：对玻璃熔液进行搅拌，延长玻璃液在主熔区停留的时间，从而保证玻璃液均化。对本专利技术技术方案的优选，步骤5中的玻璃窑炉内进行熔化、澄清、均化和拉丝，形成玻璃纤维的具体步骤如下：a、步骤4中混合料先进入玻璃窑炉的预熔区内，混合料在预熔区进行熔化和澄清；在此熔化和澄清的工艺过程中，通过在玻璃窑炉的炉膛顶部设置的液面高度探测器和温度传感器在线监测预熔区工作状态；b、玻璃粉料在预熔区内熔化澄清并越过炉坎进入主熔区；c、主熔区对玻璃熔液进行均化，玻璃熔液进入主熔区，玻璃熔液沿螺旋杆流道向下流动，玻璃熔液流动过程中，螺旋杆逆向慢速旋转，对玻璃熔液进行搅拌，并由电加热线圈对主熔区保温，确保玻璃熔液在主熔区中完成均化；d、通过主熔区均化后的玻璃熔液进入集液区，集液区内的玻璃熔液进过单孔漏板拉丝生成玻璃纤维向下运动；在此工艺过程中，在单孔漏板下方装有工业摄像机，工业摄像机正对玻璃纤维，工业摄像机设定间隔时间连续拍照采集玻璃纤维的直径，用于监测纤维拉丝稳定性。对本专利技术技术方案的优选，工业摄像机位于单孔漏板下方50cm处。对本专利技术技术方案的优选，步骤1中多种原材料精准供料系统包括至少两个玻璃粉料存储器，每个玻璃粉料存储器通过送料管道接入粉末混合器，在每根送料管道上都设置流量控制器，按照原材料配比的要求，玻璃粉料存储器内的玻璃粉料由送料管道传输至粉末混合器中搅拌混合，混合均匀的混合料可一次性或分批次运送至玻璃窑炉。本专利技术方法与现有技术相比，其有益效果是：本方法，用于小产量玻璃纤维试验，具有成分精准配比，生产实时监测，连续生产的优点，加速玻璃纤维开发研制降低开发成本。附图说明图1是多组分梯度玻璃纤维高通量制备方法的装置结构示图。图2是多组分梯度玻璃纤维高通量制备方法系统运行总体框架图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。为使本专利技术的内容更加明显易懂，以下结合附图1-2和具体实施方式做进一步的描述。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法，包括如下步骤：步骤1)在控制台19中设置系统如下运行参数：1.1、玻璃成分配比：输入所需的玻璃纤维产品成品配比序列及拉丝量；1.2、.窑炉温度：设置窑炉升温曲线；1.3、洗炉要求：设置洗炉次数及洗炉料成分要求；1.4、数据采集要求：设置各监测设备数据采集频率；步骤2)玻璃粉料为原材料，分别放入玻璃粉料存储器1中，系统运行；步骤3)控制台19根据玻璃成分配比要求计算各粉料所需量，并通过信号处理器发送给流量控制器，通过流量控制器控制原料流量，在原料量达到设定要求后流量阀关闭，实现多种原材料精准供料；步骤4)多种原材料进入粉末混合器3内均匀混合；步骤5)步骤4中混合料送入玻璃窑炉5，混合料在玻璃窑炉内进行熔化、澄清、均化和拉丝，生成玻璃纤维17，此过程中对窑炉运行参数进行监控并实时反馈给控制台19；步骤6)监测步骤5中生成的玻璃纤维17直径的变化；步骤7)完成一个成分配比的玻璃纤维制备后控制台根据设定的洗炉料成分配比向流量控制器2发送信号，根据洗炉次数控制循环进行洗炉，确保下一配比玻璃纤维成分不被污染；步骤8)循环步骤3-步骤7，完成所有设定的原料配比成分的玻璃纤维产品制备。实施例1中多种原材料精准供料，这在现有技术中有很多实施结构，因此本实施例中采用了玻璃粉料存储器1、流量控制器2和送料管道进行精准供料。如图1所示，实施例1中三个玻璃粉料存储器1用来存在作为拉丝原材料的玻璃瓶分料，三个玻璃粉料存储器1都通过送料管道接入粉末混合器3，在每根送料管道上都设置流量控制器2，按照原材料配比的要求，玻璃粉料存储器1内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1)在控制台(19)中设置系统如下运行参数：/n1.1、玻璃成分配比：输入所需的玻璃纤维产品成品配比序列及拉丝量；/n1.2、窑炉温度：设置窑炉升温曲线；/n1.3、洗炉要求：设置洗炉次数及洗炉料成分要求；/n1.4、数据采集要求：设置各监测设备数据采集频率；/n步骤2)玻璃粉料为原材料，分别放入玻璃粉料存储器(1)中，系统运行；/n步骤3)控制台(19)根据玻璃成分配比要求计算各粉料所需量，并通过信号处理器(20)发送给流量控制器，通过流量控制器控制原料流量，在原料量达到设定要求后流量阀关闭，实现多种原材料精准供料；/n步骤4)多种原材料进入粉末混合器(3)内均匀混合；/n步骤5)步骤4中混合料送入玻璃窑炉(5)，混合料在玻璃窑炉内进行熔化、澄清、均化和拉丝，生成玻璃纤维(17)，此过程中对窑炉运行参数进行监控并实时反馈给控制台(19)；/n步骤6)监测步骤5中生成的玻璃纤维(17)直径的变化；/n步骤7)完成一个成分配比的玻璃纤维制备后控制台根据设定的洗炉料成分配比向流量控制器(2)发送信号，根据洗炉次数控制循环进行洗炉，确保下一配比玻璃纤维成分不被污染；/n步骤8)循环步骤3-步骤7，完成所有设定的原料配比成分的玻璃纤维产品制备。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多组分玻璃纤维梯度高通量制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)在控制台(19)中设置系统如下运行参数：
1.1、玻璃成分配比：输入所需的玻璃纤维产品成品配比序列及拉丝量；
1.2、窑炉温度：设置窑炉升温曲线；
1.3、洗炉要求：设置洗炉次数及洗炉料成分要求；
1.4、数据采集要求：设置各监测设备数据采集频率；
步骤2)玻璃粉料为原材料，分别放入玻璃粉料存储器(1)中，系统运行；
步骤3)控制台(19)根据玻璃成分配比要求计算各粉料所需量，并通过信号处理器(20)发送给流量控制器，通过流量控制器控制原料流量，在原料量达到设定要求后流量阀关闭，实现多种原材料精准供料；
步骤4)多种原材料进入粉末混合器(3)内均匀混合；
步骤5)步骤4中混合料送入玻璃窑炉(5)，混合料在玻璃窑炉内进行熔化、澄清、均化和拉丝，生成玻璃纤维(17)，此过程中对窑炉运行参数进行监控并实时反馈给控制台(19)；
步骤6)监测步骤5中生成的玻璃纤维(17)直径的变化；
步骤7)完成一个成分配比的玻璃纤维制备后控制台根据设定的洗炉料成分配比向流量控制器(2)发送信号，根据洗炉次数控制循环进行洗炉，确保下一配比玻璃纤维成分不被污染；
步骤8)循环步骤3-步骤7，完成所有设定的原料配比成分的玻璃纤维产品制备。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中玻璃窑炉(5)顶部开设投料口(6)，玻璃窑炉(5)底部嵌入单孔漏板(16)；
玻璃窑炉(5)的炉膛由预熔区(9)、主熔区(12)和集液区(15)构成，预熔区(9)对混合料进行熔化和澄清，主熔区(12)对玻璃液进行均化，集液区(15)用于收集主熔区(12)流出的玻璃熔液；
炉膛分左右两侧，预熔区(9)位于炉膛左侧的上部，主熔区(12)和集液区(15)位于炉膛右侧，集液区(15)位于主熔区(12)的下方；预熔区(9)的底部与主熔区(12)相通且在预熔区(9)与主熔区(12)相通处设置炉坎(21)；
预熔区(9)内设加热电极(10)，主熔区(12)的下部安装熔炉，熔炉的底部与在熔炉集液区(15)相通，熔炉外部设置电加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：于守富，朱立平，杨成，吕士武，孙雪坤，孙珊珊，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32