【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及玄武巖，具體涉及一種使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料及其制備方法。
技術介紹
1、玄武巖纖維是一種由玄武巖石料在高溫熔融后，通過漏板快速拉制而成的高性能無機纖維。它具有優異的耐溫性、單絲力學強度、彈性模量、密度、蠕變斷裂應力、化學穩定性等物理化學性質，耐腐蝕性優于普通玻璃纖維。同時，其在生產過程中產生的廢棄物少，且產品廢棄后不會污染環境，無任何危害，因而是一種名副其實的綠色、環保材料。目前玄武巖纖維已應用于國防軍工、土建設施、建筑增強、海洋工程、電力特高壓輸送、軌道交通車輛、汽車輕量化、消防、環保等諸多領域。
2、目前，玄武巖纖維生產的原料存在以下問題：
3、1、由于玄武巖纖維生產中對于玄武巖粉末的組分要求非常嚴格，導致可用資源極其稀缺，絕大部分的玄武巖是不可以直接用于玄武巖纖維的生產。
4、2、由于玄武巖在自然形成過程中環境變化極其復雜，導致同一礦區的礦體會體現出不同的礦性，從而造成用于生產玄武巖纖維的玄武巖粉末品質不穩定，從而導致玄武巖纖維成品品質不穩定。
5、3、以目前行業內普遍采用的河北蔚縣的原材料為例，河北蔚縣的玄武巖粉末析晶溫度為1290℃，析晶溫度高，能耗大，普遍每噸生產成本達到10000元以上。
6、4、由于在生產玄武巖纖維的過程中作業溫度高，對鉑銠合金的損耗很大，造成生產成本上升。
7、5、目前生產工藝的玄武巖纖維性能無法滿足新要求，亟待開發新技術新工藝，提高玄武巖纖維的強度，以適應新興領域的技術發展。p>
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提出一種使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料及其制備方法，采用多種巖石礦進行混合配比，從而實現對組分的精準把控，實現對礦性的調節，從而達到產品的品質穩定，成本更低，品質更好，力學性能更佳。
2、本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、本專利技術提供一種使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)將英安巖礦石和玄武巖礦石通過顎式破碎機破碎成顆粒；
5、(2)通過精密計量將兩種礦石顆粒按比例投送球磨機，進行磨礦以及均化；
6、(3)將兩種礦石通顆粒過干式球磨機磨成全部礦物小于40目，100目篩下不超過5％的粉末；
7、(4)通過兩次磁選，去除生產過程中產生的鐵元素，以及礦物中自帶的四氧化三鐵；
8、(5)將礦粉投送如臥式攪拌機，加入增強增韌材料，進行進一步的均化，裝袋打包，制得使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料。
9、作為本專利技術的進一步改進，所述英安巖礦石和玄武巖礦石的質量比為2-3:7-8。
10、作為本專利技術的進一步改進，所述顆粒的直徑在10-20mm之間。
11、作為本專利技術的進一步改進，所述磁選中，第一次磁選的強度為2500-3000高斯，第二次磁選的強度為1000-1500高斯。
12、作為本專利技術的進一步改進，所述增強增韌材料的添加量為總質量的3-5wt％，所述增強增韌材料的制備方法如下：
13、s1.改性納米氧化鈣的制備：將納米氧化鈣加入乙醇中，加入帶有氨基的硅烷偶聯劑，加熱攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得改性納米氧化鈣；
14、s2.改性納米二氧化鈦的制備：將納米二氧化鈦加入乙醇中，加入帶有雙鍵的硅烷偶聯劑，加熱攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得改性納米二氧化鈦；
15、s3.janus納米片的制備：將正硅酸烷基酯、帶有環氧基硅烷偶聯劑、帶有雙鍵的硅烷偶聯劑、表面活性劑、甲苯混合均勻，制得油相，向油相中滴加酸液，加熱攪拌反應，離心，洗滌，球磨，干燥，制得janus納米片；
16、s4.增強增韌材料的制備：將janus納米片加入甲苯中，加入改性納米二氧化鈦和引發劑，加熱攪拌反應，離心，洗滌，加入乙腈中，加入改性納米氧化鈣，攪拌反應，離心，洗滌，干燥，制得增強增韌材料。
17、作為本專利技術的進一步改進，步驟s1中所述納米氧化鈣的平均粒徑為100-200nm，所述納米氧化鈣和帶有氨基的硅烷偶聯劑的質量比為10:2-3，所述帶有氨基的硅烷偶聯劑選自kh550、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為40-50℃，時間為2-4h。
18、作為本專利技術的進一步改進，步驟s2中所述納米二氧化鈦和帶有雙鍵的硅烷偶聯劑的質量比為10:2-3，所述加熱攪拌反應的溫度為40-50℃，時間為2-4h，所述帶有雙鍵的硅烷偶聯劑選自kh570、a151、a171中的至少一種，所述納米二氧化鈦的平均粒徑為100-200nm。
19、作為本專利技術的進一步改進，步驟s3中所述正硅酸烷基酯、帶有環氧基硅烷偶聯劑、帶有雙鍵的硅烷偶聯劑、表面活性劑、甲苯、酸液的質量比為5-6：0.7-1.1：1-1.5：4-7：50-70：10-20，所述酸液為ph＝2-3的鹽酸或硫酸溶液，所述帶有環氧基硅烷偶聯劑為kh560，所述帶有雙鍵的硅烷偶聯劑選自kh570、a151、a171中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為65-75℃，時間為7-10h，所述球磨的時間為0.5-1h。
20、作為本專利技術的進一步改進，步驟s4中所述janus納米片、改性納米二氧化鈦、改性納米氧化鈣和引發劑的質量比為10:3.5-4.5:1.5-2.5:0.01-0.02，所述引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化二酰、過氧化苯甲酰中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為50-60℃，時間為3-5h，所述攪拌反應的時間為6-8h。
21、本專利技術進一步保護一種上述的制備方法制得的使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料。
22、本專利技術制備并添加了增強增韌材料，首先制備了一種二氧化硅jenus納米片，一面帶有雙鍵，一面帶有環氧基，并制備了帶有雙鍵的改性納米二氧化鈦和帶有氨基的改性納米氧化鈣，二氧化硅jenus納米片一面通過雙鍵聚合與帶有雙鍵的改性納米二氧化鈦偶聯，另一面通過氨基與環氧基開環反應偶聯帶有氨基的改性納米氧化鈣，從而制得了一面帶有納米氧化鈣，一面帶有納米氧化鈦的jenus片，不僅與玄武巖和英安巖有很好的浸潤效果，能夠實現均勻分散，避免了改性材料的不相容性導致力學性能下降等問題。
23、同時，帶有納米氧化鈦的一面能夠很好的與玄武巖相容，通過應力誘導相變增韌等機理提高纖維的斷裂韌性，從而提高玄武巖纖維的拉伸強度，并且增加玄武巖的力學強度。帶有納米氧化鈣的一面能夠更好的與英安巖相容，從而提高了纖維的斷裂韌性和力學強度。并且提高了兩中礦材的結合力，從而進一步降低了析晶溫度，提高了材料的耐老化性能，降低了原料的生產成本以及提高了原料的品質。
24、本專利技術具有如下有益效果：
25、本專利技術采用多種巖石礦進行混合配比，從而實現對組分的精準本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述英安巖礦石和玄武巖礦石的質量比為2-3:7-8。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述顆粒的直徑在10-20mm之間。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁選中，第一次磁選的強度為2500-3000高斯，第二次磁選的強度為1000-1500高斯。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增強增韌材料的添加量為總質量的3-5wt％，所述增強增韌材料的制備方法如下：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述納米氧化鈣的平均粒徑為100-200nm，所述納米氧化鈣和帶有氨基的硅烷偶聯劑的質量比為10:2-3，所述帶有氨基的硅烷偶聯劑選自KH550、KH602、KH792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為40-50℃，時間為2-4h。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述納米二氧化鈦
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述正硅酸烷基酯、帶有環氧基硅烷偶聯劑、帶有雙鍵的硅烷偶聯劑、表面活性劑、甲苯、酸液的質量比為5-6：0.7-1.1：1-1.5：4-7：50-70：10-20，所述酸液為pH＝2-3的鹽酸或硫酸溶液，所述帶有環氧基硅烷偶聯劑為KH560，所述帶有雙鍵的硅烷偶聯劑選自KH570、A151、A171中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為65-75℃，時間為7-10h，所述球磨的時間為0.5-1h。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述Janus納米片、改性納米二氧化鈦、改性納米氧化鈣和引發劑的質量比為10:3.5-4.5:1.5-2.5:0.01-0.02，所述引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化二酰、過氧化苯甲酰中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為50-60℃，時間為3-5h，所述攪拌反應的時間為6-8h。
10.一種如權利要求1-9任一項所述的制備方法制得的使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料。
...【技術特征摘要】
1.一種使用英安巖和玄武巖混合生產出用于玄武巖纖維生產的原料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述英安巖礦石和玄武巖礦石的質量比為2-3:7-8。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述顆粒的直徑在10-20mm之間。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁選中，第一次磁選的強度為2500-3000高斯，第二次磁選的強度為1000-1500高斯。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增強增韌材料的添加量為總質量的3-5wt％，所述增強增韌材料的制備方法如下：
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述納米氧化鈣的平均粒徑為100-200nm，所述納米氧化鈣和帶有氨基的硅烷偶聯劑的質量比為10:2-3，所述帶有氨基的硅烷偶聯劑選自kh550、kh602、kh792中的至少一種，所述加熱攪拌反應的溫度為40-50℃，時間為2-4h。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述納米二氧化鈦和帶有雙鍵的硅烷偶聯劑的質量比為10:2-3，所述加熱攪拌反應的溫度為40-50℃，時間為2-4h，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：童志杰，李永南，周子揚，
申請(專利權)人：宜賓瑞峰新材料科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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