【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及抗火材料，具體涉及橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著我國經濟的快速發展，橋梁的交通量，特別是危化品車輛的交通量大幅增加，導致了大量的橋梁火災事故。火災會對橋梁造成無法彌補的破壞，甚至導致橋梁坍塌，造成重大安全事故和經濟損失。因此，要大力發展適合橋梁特定應用環境的耐火材料，對我國橋梁消防安全、經濟建設的健康、穩定發展具有重要的現實意義。二氧化硅氣凝膠是一種多孔結構的材料，孔隙率可以達到90％以上，而且具有極低的導熱系數。選擇合適的耐火纖維與二氧化硅氣凝膠復合可以有效降低耐火纖維的導熱系數。
2、玄武巖纖維是一種天然的高溫耐火材料，它是以天然玄武巖礦石為原料，經過熔融紡絲和拉伸等工藝制成的纖維材料，具有高熔點、優異的耐高溫性、耐酸堿性、抗生物侵蝕和良好的機械性能等特點，這種材料可以在高溫環境下長時間穩定地工作，不易受到熱能的破壞。玻璃纖維具有較低的導熱系數，然而其無法長期在高溫下工作，穩定性較差。
技術實現思路
1、為了彌補這個缺點，本專利技術的目的是提供一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，可以兼備二氧化硅氣凝膠極低的導熱系數和玄武巖纖維及玻璃纖維高熔點、較高強度的前提下，大大降低成本。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)玄武巖纖維及玻璃纖維
5、首先以玄武巖纖維和玻璃纖維為原料，將玄武巖纖維以及玻璃纖維切成短纖維；
6、然后混合短纖維狀的玄武巖纖維以及玻璃纖維，并對混合纖維進行預處理，后移入滾筒干燥機中將混合纖維干燥并獲得混合均勻的混合纖維；
7、最后利用開松機對混合纖維進行開松處理，后投入梳理機進行纖維梳理，針刺壓實后制得玄武巖纖維及玻璃纖維復合纖維氈；
8、(2)二氧化硅溶膠的制備：
9、首先將四乙氧基硅烷、乙醇和水進行混合，制備出硅前驅體溶液；
10、然后用鹽酸調整硅前驅體溶液的ph值；
11、最后將鹽酸與硅前驅體溶液混合液進行攪拌，加熱得到二氧化硅溶膠；
12、(3)氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合材料的制備：
13、首先將步驟(1)制備的玄武巖纖維及玻璃纖維復合纖維氈浸入到步驟(2)制備的二氧化硅溶膠中并放入真空箱中；
14、然后將上述的產物從真空箱取出后用氨水調節ph值促進二氧化硅溶膠的凝膠化以形成復合凝膠，待復合凝膠形成后將其置于乙醇中陳化；
15、然后用正己烷替換掉復合凝膠中的水，再將復合凝膠置于改性溶液中進行一步改性；
16、最后，將改性后的復合凝膠進行預凍操作，之后經真空冷凍干燥48h得到二氧化硅氣凝膠與玄武巖纖維及玻璃纖維復合材料。
17、進一步地，在步驟(1)中，短纖維的長度為18-22mm，且短纖維狀的玄武巖纖維與玻璃纖維重量比例為100～65：0～35。
18、進一步地，在步驟(1)中，預處理為選取工業酒精作為清洗劑對混合纖維進行攪拌清洗處理。
19、進一步地，在步驟(2)中，四乙氧基硅烷、乙醇和水按照0.4-0.6:7-9:2.5-3.5的摩爾比進行混合。
20、進一步地，在步驟(2)中，用0.3-0.5mol/l的鹽酸將硅前驅體溶液的ph值調至3-4；鹽酸與硅前驅體溶液混合液在38-42℃下進行攪拌，加熱2h得到二氧化硅溶膠。
21、進一步地，在步驟(3)中，產物從真空箱取出后用0.4-0.6mol/l的氨水調節ph值至6-7。
22、進一步地，在步驟(3)中，其中改性溶液由摩爾比為0.8-1.2：3-5的六甲基二硅氮烷和正己烷組成。
23、進一步地，在步驟(3)中，采用液氮進行時長為4h的預凍操作，將預冷后的復合凝膠在-60～-50℃經真空冷凍干燥48h得到二氧化硅氣凝膠與玄武巖纖維及玻璃纖維復合材料。
24、進一步地，在步驟(3)中，待復合凝膠形成后將其置于38-42℃的乙醇中陳化時間為12h。
25、本專利技術還提供一種采用上述方法制備的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料。
26、本專利技術與現有技術相比的優點在于：本專利技術結合玄武巖纖維高穩定性及玻璃纖維低導熱系數的優點，將玄武巖纖維與玻璃纖維結合制備復合纖維氈，并將復合纖維氈與二氧化硅氣凝膠進一步復合，從而制備出同時具備高穩定性和低導熱系數的氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合材料。
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1.一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，短纖維的長度為18-22mm，且短纖維狀的玄武巖纖維與玻璃纖維重量比例為100～65：0～35。
3.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，預處理為選取工業酒精作為清洗劑對混合纖維進行攪拌清洗處理。
4.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，四乙氧基硅烷、乙醇和水按照0.4-0.6:7-9:2.5-3.5的摩爾比進行混合。
5.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，用0.3-0.5mol/L的鹽酸將硅前驅體溶液的pH值調至3-4；鹽酸與硅前驅體溶液混合液在38-42℃下進行攪拌，加熱2h得到二氧化硅溶膠。<...
【技術特征摘要】
1.一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，短纖維的長度為18-22mm，且短纖維狀的玄武巖纖維與玻璃纖維重量比例為100～65：0～35。
3.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，預處理為選取工業酒精作為清洗劑對混合纖維進行攪拌清洗處理。
4.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，四乙氧基硅烷、乙醇和水按照0.4-0.6:7-9:2.5-3.5的摩爾比進行混合。
5.根據權利要求1所述的一種橋梁用氣凝膠增強玄武巖纖維及玻璃纖維復合抗火材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，用0.3-0.5mol/l的鹽酸將硅前驅體溶液的ph值調至3-4；鹽酸與硅前驅體溶液混合液在38-42℃下進行攪拌，加熱2h得到二氧化硅溶膠...
【專利技術屬性】
技術研發人員：付道興，魏曉晨，閔亮，施方長，馮良平，鄧旭剛，吳可，朱堯于，李佳，王西利，黎偉捷，于力，
申請(專利權)人：南京長江第二大橋有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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