[发明专利]一种耐高温玄武岩纤维组合物

说明书

技术领域

本发明属于高技术纤维材料领域，具体来说，涉及一种耐高温玄武岩纤维组合物。

背景技术

人造无机纤维广泛应用在耐热领域中，它们可用于高温隔热的保温防护材料、密封材料和防火材料，如焊接隔帘，防火卷帘，灭火毯、防火服、隔热卷帘、高温滤袋等。近年来，人们开始利用无机人造纤维制作密封填料。

目前应用在耐热领域的无机纤维主要有玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、陶瓷纤维等。玻璃纤维中无碱E玻璃的产量最大，应用最广，且成本低廉，但其在500℃条件下，拉伸强度迅速退化，耐热性能不好；高硅氧玻璃纤维耐热性很好，专利CN102992634A公开了一种耐高温的高硅氧玻璃，其耐温性能大于等于1100℃。尽管这种玻璃的耐热性能高，但是熔化温度较高，并且是必须经过复杂的后处理，才能达到良好的耐热性能，工业化生产难度较大。高强度S系列玻璃的耐热性和强度俱佳，但成本很高。碳纤维、陶瓷纤维与高强玻璃一样，由于价格昂贵，使它们的使用受到了限制。日本专利公报（公开）No.2001-206733A公开了一种耐热玻璃纤维，这种耐热玻璃纤维通过使玻璃纤维表面经受无机酸处理得到了耐热800℃左右的耐热玻璃纤维。

玄武岩纤维具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本、高性能、洁净程度理想的新型绿色环保材料，同时又具有较好的力学性能、化学稳定性、耐高温性能、耐久性等综合性能。其主要成分是SiO₂、A1₂O₃、MgO、CaO、FeO、Fe₂O₃，和传统玻璃纤维成分类似，由于玄武岩原矿遍布各地，原料成本相比玻璃纤维低廉很多。玄武岩纤维具有良好的热绝缘性、抗声性、抗腐蚀性、无毒性、不燃性以及良好的力学性能，因此用来制作工业上广泛使用的热绝缘材料、声绝缘材料和抗震材料等复合材料。目前，玄武岩纤维保温材料主要包括玄武岩纤维保温毡、玄武岩纤维绳、玄武岩纤维保温管和玄武岩纤维保温板。

虽然玄武岩纤维具有较好的耐热性能，但随玄武岩纤维在保温、耐热应用领域的不断拓展，对玄武岩纤维耐热性能提出了更高的要求。近年来，如何提高玄武岩纤维的耐热性能，以满足更高耐热应用领域的实际要求，成为玄武岩纤维研究的一个热点。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐高温玄武岩纤维组合物，使玄武岩纤维具有更好的耐热性能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种耐高温玄武岩纤维组合物，该玄武岩纤维组合物按照重量百分比，由以下成分组成：

进一步，该玄武岩纤维组合物按照重量百分比，由以下成分组成：

进一步，所述的SiO₂和Al₂O₃的重量百分比之和大于或等于70%。

进一步，所述的Fe₂O₃的重量百分比和FeO的重量百分比的比值大于1。

进一步，所述的K₂O和Na₂O的重量百分比之和为0.4～2%。

有益效果：与现有技术相比，本发明的玄武岩纤维组合物具有耐高温的优良特性。与普通玄武岩纤维相比，本发明的玄武岩纤维组合物的组分变化不大，但其软化温度从700℃提高到900℃左右，从而显著提高了玄武岩纤维的耐热性能。发明的耐热玄武岩纤维可作为防火、保温、绝缘等材料，用途极为广泛。采用同步热分析仪测量纤维的软化点温度，采用纤维强伸度仪测量纤维的拉伸强度和模量。测量结果显示，相对于现有玻璃纤维、玄武岩纤维，本发明的玄武岩纤维的软化点温度、拉伸强度和模量均有明显提高。因此，相比普通玻璃纤维，本发明的玄武岩纤维的耐热性能得到大幅提升，还有更好的拉伸强度和模量。另外，使用本发明的组合物来制备玄武岩纤维，可采用普通玄武岩纤维生产工艺和装置及相似的工艺条件进行生产，具有较低廉的生产成本，适用于工业化生产。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行详细的说明。

一种耐高温玄武岩纤维组合物，该玄武岩纤维组合物按照重量百分比，由以下成分组成：

作为一种优选方案，上述玄武岩纤维组合物，按照重量百分比，由以下成分组成：