本发明专利技术提供了一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物，所述组合物以天然玄武岩为基础，通过添加其它特殊矿物组分获得一定组分的玄武岩原料组合物，其先将所述天然玄武岩矿石粉碎，然后与添加的特殊矿物充分混合，混合后的材料由以下组分构成，且各组分的元素平均化学组分(Wt％)满足以下范围：SiO253～55％、TiO21～4％、Al2O312～15％、FeO 6～8％、Fe2O32～4％、MnO 0.1～0.3％、MgO 5～7％、CaO 7～9％、K2O 0.1～1％、Na2O 2.5～3.5％、P2O50.1～0.2％，余量为不可避免的杂质。使用本发明专利技术的组合物生产的玄武岩纤维同时具备高强度和高模量，可以稳定生产5～10微米的玄武岩纤维。可以稳定生产5～10微米的玄武岩纤维。
【技术实现步骤摘要】
一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物
[0001]本专利技术涉及一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物。
技术介绍
[0002]玄武岩连续纤维是以天然玄武岩矿石为原料，经高温熔融后通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，具有高强度、高模量等特点，同时还具有耐高温、低温性能佳、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高等优异性能，是我国重点发展的四大高性能纤维之一。玄武岩纤维与其它高技术纤维相比，尤其在原料方面存在很大的不同。用于生产玄武岩纤维的玄武岩矿石属于天然矿石，由SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、P2O5等氧化物及其它微量元素组成，成分复杂。我国的玄武岩类岩石虽然分布广，储量大，类型多，但是在实际生产应用中发现并非所有的天然玄武岩矿石原料均可以用来生产玄武岩纤维。实验证明玄武岩矿石原料的化学组分对于玄武岩矿石能否用来生产玄武岩连续纤维具有决定性影响。
[0003]目前已有的玄武岩纤维矿石原料制备方法中，国内企业用于生产玄武岩连续纤维的原料基本均使用符合一定化学组分要求的天然玄武岩矿石或与玄武岩化学成分相近的部分辉绿岩。
[0004]专利CN1876587A公布的一种玄武岩纤维矿石原料制备方法中，为改变玄武岩纤维的某种性能，在天然玄武岩矿石中添加SiO2、Ai2O3、CaO、MgO等氧化物。
[0005]专利CN102329080A公布的一种生产玄武岩连续纤维的原料配方中，采用将玄武岩矿石原料与石灰石、焦炭均匀混合的方式。
[0006]目前公开的玄武岩原料配方技术和缺点如下：1)仅以能否成功生产玄武岩纤维为判断标准，不考虑纤维性能，导致生产的纤维性能低；2)仅考虑纤维的某一性能，例如强度或者模量，无法同时实现高模量和高强度；3)在生产5～10微米的纤维时，生产不稳定。
技术实现思路
[0007]本专利技术提供了一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物，所述组合物以天然玄武岩为基础，通过添加其它特殊矿物组分获得一定组分的玄武岩原料组合物，其先将所述天然玄武岩矿石粉碎，然后与添加的特殊矿物充分混合，混合后的材料由以下组分构成，且各组分的元素平均化学组分(Wt％)满足以下范围：SiO253～55％、TiO21～4％、Al2O312～15％、FeO 6～8％、Fe2O32～4％、MnO 0.1～0.3％、MgO 5～7％、CaO 7～9％、K2O 0.1～1％、Na2O 2.5～3.5％、P2O50.1～0.2％，余量为不可避免的杂质。使用本专利技术的组合物生产的玄武岩纤维同时具备高强度和高模量，可以稳定生产5～10微米的玄武岩纤维。
[0008]一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物，所述组合物的各组分的化学组分质量百分比满足以下范围：SiO253～55％、TiO21～4％、Al2O312～15％、FeO 6～8％、Fe2O32～4％、MnO 0.1～0.3％、MgO 5～7％、CaO 7～9％、K2O 0.1～1％、Na2O 2.5～3.5％、P2O50.1～0.2％，余量为不可避免的杂质。
[0009]进一步的，一种制备所述的用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物的方法，所述组合物以天然玄武岩矿石为基础，通过添加其它特殊矿物组分获得。
[0010]进一步的，所述方法包括先将所述天然玄武岩矿石粉碎，然后与添加的特殊矿物充分混合获得。
[0011]进一步的，以90wt％的天然玄武岩为基础，通过添加其它特殊矿物组分获得一定组分的玄武岩原料，其中所述天然玄武岩矿石与添加的特殊矿物混合前，将所述天然玄武岩矿石清洗烘干后碎为100目左右的细粉，然后采用机械混合的方式充分混合，使其能够完全混合均匀。
[0012]进一步的，一种玄武岩纤维，所述玄武岩纤维由所述的组合物经高温熔融后通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
[0013]进一步的，所述纤维的直径为10微米以下。
[0014]本专利技术的有益技术效果
[0015]本专利技术给出的原料配制方法可扩大天然玄武岩矿石用于玄武岩纤维制造的范围，大大提高矿石利用率。混合配制的方法可使得玄武岩矿石原料化学组分更加稳定，玄武岩纤维性能的稳定性与矿石原料化学组分的稳定性密切相关，因此有利于提升纤维的性能稳定性。配方在同时满足高强、高模性能的情况下，能够稳定生产10微米以下的纤维。
实施例
[0016]列举实施例和比较例对本专利技术进行更具体的说明，但本专利技术在不超出其主旨的范围内并不受这些实施例的限制。
[0017]以下实施例均为通过上述方法进行原料混合后，通过拉丝实验证明混合后的原料能够用来进行纤维生产。
[0018]实施例1
[0019]表1
‑
1玄武岩原料主量元素(Wt％)
[0020]样品号SiO2TiO2Al2O3FeOFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OP2O5A154.142.2212.777.992.110.166.218.973.140.860.19
[0021]表1
‑
2 A1原料生产的纤维原料力学性能
[0022]样品号直径/um强度/Mpa模量/Gpa断裂伸长率/％A17.43(
±
0.21)3016(
±
163)89(
±
11)2.89(
±
0.14)
[0023]实施例2
[0024]表2
‑
1玄武岩原料主量元素(Wt％)
[0025]样品号SiO2TiO2Al2O3FeOFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OP2O5A254.511.2414.547.682.830.166.288.243.250.420.17
[0026]表2
‑
2 A2原料生产的纤维原料力学性能
[0027]样品号直径/um强度/Mpa模量/Gpa断裂伸长率/％A25.71(
±
0.14)2889(
±
163)97(
±
9)3.11(
±
0.23)
[0028]实施例3
[0029]表3
‑
1玄武岩原料主量元素(Wt％)
[0030]样品号SiO2TiO2Al2O3FeOFe2O3MnOMgOCaONa2OK2OP2O5A353.442.7713.547.673.220.166.227.313.110.220.1387
[0031]表3
‑
2 A3原料生产的纤维原料力学性能
[0032]样品号直径/um强度/Mpa模量/Gpa断裂伸长率/％A39.65(
±
0.23)3011(
±
147)95(
±
7)2.77(
±
0.16)
[0033]实施例4...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物，所述组合物的各组分的化学组分质量百分比满足以下范围：SiO
2 53～55％、TiO
2 1～4％、Al2O
3 12～15％、FeO 6～8％、Fe2O32～4％、MnO 0.1～0.3％、MgO 5～7％、CaO 7～9％、K2O 0.1～1％、Na2O 2.5～3.5％、P2O50.1～0.2％，余量为不可避免的杂质。2.一种制备如权利要求1所述的用于生产高强、高模玄武岩纤维的组合物的方法，所述组合物以天然玄武岩矿石为基础，通过添加其它特殊矿物组分获得。3.如权利要求2所述的方法，所述方法包括先将所述天...
【专利技术属性】
技术研发人员：李震，任东强，
申请(专利权)人：兴安盟石源玄武岩纤维工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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