[发明专利]耐碱玄武岩纤维制造方法、产品及设备

说明书

本发明涉及无机非金属材料耐碱纤维制造方法、产品及设备诸技术领域。

目前，世界上各国都比较重视抗碱玻璃纤维的研究和应用，特别是禁用石棉国家，抗碱玻璃纤维用于替代石棉，产量逐年增加。抗碱玻璃纤维增强水泥(GRC)复合材料在建筑中得到应用，GRC制品主要有外墙复合板、单板、阳台栏板、建筑用品及农业构件等。但是，抗碱玻璃纤维的使用必须与低碱度早强水泥复合使用，这种水泥成本高，产量低，不能象普通硅酸盐水泥大量生产，从而限制了它的推广使用。

本发明的目的是提供一种制造方法简单，产品替代抗碱玻璃纤维，具有优良的物理、化学、机械力学性能，抗碱性能强，设备温控能力强的耐碱玄武岩纤维制造方法、产品及设备。

本发明制造方法分四步

第一步：原料制备工艺

原料由玄武岩粉料、莹石粉料、锆英石粉料及熟料组成，其间重量比为：

玄武岩粉料    60～72％

锆英石粉料    5～10％

莹石粉料      3～5％

熟料          20～25％

玄武岩矿石原料经粉碎、筛分、除铁工艺成为玄武岩粉料；莹石经粉碎、筛分工艺成莹石粉料；锆英石粉料现有；熟料经粉碎工艺后，分别按重量比称量，混合成原料。

玄武岩粉料成份重量比

SiO₂:45～55％

Al₂O₃:12～15％

Fe₂O₃:9.5～13％

TiO₂:2.0～3.0％

CaO:5.0～8.5％

MgO:5.0～8.5％

K₂O:1.5～3.5％

Na₂O:3.5～4.5％

第二步：熔制工艺

在熔制窑炉里完成，窑炉的升温方法是在窑炉冷态时将中碱玻璃球作为原料进行烤窑升温，待整个窑炉温度达到1200℃以上时方可加入配合好的原料。原料依次经过熔制窑炉的熔化部、澄清部、作业部、漏板成型部完成熔化、澄清、作业、漏板成型工艺。温度控制，熔化部为1400～1500℃，澄清部为1300～1400℃，作业部为1250～1300℃，漏板成型部为1200～1250℃，窑炉各部位温度控制精度在24小时内波动±10℃，漏板成型部温度波动在±3℃。

第三步：拉丝工艺

拉丝成型，选用691型双筒自动换相拉丝机，机头转速控制在3000～7500转/分，拉丝作业线高度在2.3～2.5m，生产出单丝直径在6～20μm范围的原丝产品。

拉丝用浸润剂配方按重量比为水溶性酚醛树酯：2～2.5％，固色剂：2～3％，聚醋酸乙烯乳液：3.0～3.5％，EL-4 0:0.3～0.5％，KH-550:0.3～0.5％，水：90～92.4％。

第四步：退解工艺

分退绕、合股、纺纱工艺。采用MB3型无捻粗纱机，可退解多股的无捻粗纱。采用150B-Ⅰ型、Ⅱ型纺纱机，可退解单股合股的有捻纱，其捻度可控制在80～200范围。

耐碱玄武岩纤维成分重量比为：

SiO₂:45～55％

Al₂O₃:12～14％

Fe₂O₃:9～12％

TiO₂:2～3％

CaO:5～8％

MgO:5～8％

K₂O:1.5～3.0％

Na₂O:2.0～3.5％

ZrO₂:9.0～10％

本制造方法采用的设备除第二步熔制工艺的熔制窑炉外，其余设备都为通用设备。熔制窑炉采用全电溶池窑，整个窑炉分为熔化部、澄清部、作业部、漏板成型部。窑炉炉体耐火材料为33#电溶锆刚玉砖及白泡石经加工砌筑而成，外保温层保温材料为高铝保温砖及硅酸铝保温毡，电极为5mm厚的铜板加工而成。窑炉温度控制为可控硅交流调压进行供电，并采用热电偶进行监控。窑炉成型漏板部为铂铑合金加工成200～400孔的漏板，孔径在1.5～2.0mm。