(10)申請公布號CN120208550A(71)申請人秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計院有限公司地址066001河北省秦皇島市海港區(qū)燕山大街269號陳福(74)專利代理機構(gòu)北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250(54)發(fā)明名稱用本發(fā)明涉及玄武巖纖維技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種耐堿性玄武巖纖維及其制備方法與應(yīng)用，以質(zhì)量百分含量計，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包8%,Fe?O?+Fe02%-9%,K?04%-10%,Zr?22%-9%,B?O?1%-6%,MoO?Ta?O?+Nb?0?1%-4%;本發(fā)明的玄武巖纖維能夠在21.一種耐堿性玄武巖纖維，其特征在于，以質(zhì)量百分含量計，所述玄武巖纖維的化學(xué)組TiO?4%-10%,Zr022%-9%,B?0?1%-6%,MoO?1%-6%,Ta?0?+2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐堿性玄武巖纖維，其特征在于，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成6%-7%,Zr024%-6%,B?0?2%-4%,MoO?1%-4%,Ta?3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐堿性玄武巖纖維，其特征在于，所述玄武巖纖維的化學(xué)B?033%,MoO?2%,Ta?O?+Nb4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐堿性玄武巖纖維，其特征在于，所述玄武巖纖維的化學(xué)B?O?4%,MoO?3%,Ta?O?+Nb5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐堿性玄武巖纖維，其特征在于，所述玄武巖纖維的化學(xué)B?O?2%,MoO?4%,Ta?O?+Nb6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將所述耐堿性玄武巖纖維的原料混合攪拌，得到混合物料；(2)所述混合物料依次經(jīng)熔化、拉絲處理，得到所述耐堿性玄武巖纖7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，其特征在于，所述熔化的溫度為1450℃-1600℃;和/或，所述拉絲的溫度為1320℃-1450℃。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，在混合攪拌前還包括依次進(jìn)行研磨、磁選處理。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，其特征在于，所述玄武巖、為60-100:5-13:5-15:3-10:3-40:2-8:20-50。10.權(quán)利要求1-5任一項所述的耐堿性玄武巖纖維或者采用權(quán)利要求6-9任一項所述的制備方法制備得到的耐堿性玄武巖纖維在土木工程、航空航天中的應(yīng)用。CN120208550A說明書3一種耐堿性玄武巖纖維及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及玄武巖纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐堿性玄武巖纖維及其制備方法與應(yīng)用。背景技術(shù)[0002]玄武巖纖維具有成本低廉、性價比高、生產(chǎn)過程節(jié)能環(huán)保、無毒無害，被稱為21世紀(jì)無污染的“綠色材料和新材料”。與玻璃纖維相比，彈性模量、高斷裂強度),絕緣性能好、耐溫性及熱穩(wěn)定性優(yōu)異、抗輻射強等優(yōu)異性能，使其域得到廣泛應(yīng)用。然而，由于自然界的玄武巖礦石為原料，制備得到的玄武巖纖維性能較為降低纖維的理化性能。因此，如何有效提升玄武巖纖維的耐堿性，是本領(lǐng)域行業(yè)亟需解決的關(guān)鍵問題之一。[0003]為此，相關(guān)技術(shù)公開了一種耐堿玄武巖纖維制造方法、產(chǎn)品及設(shè)備，該方法雖然公開了在100℃飽和Ca(OH)?溶液中浸泡4小時后，纖維的抗拉強度仍能保持在800MPa以上，單絲強度的保留率超過75%;但SiO?與Al?O?的含量總和偏高，導(dǎo)致耐堿性能不夠理想；且原料包括螢石，在纖維的生產(chǎn)過程中分解產(chǎn)生含氟氣體，不僅會污染空氣，還可能對周邊生物的生長環(huán)境造成不利影響；相關(guān)技術(shù)公開了一種多礦物組合的耐堿性玄武巖纖維的配方，配方按照比例為玄武巖40-60重量份、白云石5-15重量份、白泡石10-18重量份、鋯英石6-8重8-11重量份，成品放在堿性溶液中浸泡28天，然而，計算出纖[0004]因此，如何對玄武巖纖維進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高玄武巖纖維的耐堿性，是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題之一。發(fā)明內(nèi)容[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種耐堿性的玄武巖纖維。[0006]本發(fā)明還提供一種上述耐堿性玄武巖纖維的制備方法。[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種耐堿性玄武巖纖維，以質(zhì)量百分含量計，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?40%-70%,Al?0?4%-11%,CaO+Mg02%-8%,Fe?O?+Fe02%-9%,K?O+[0008]在一種可選的實施方式中，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?45%-69%,Al?035%-10%,CaO+Mg04%-6%,Fe?0?+Fe03%-6%,K?0+Na?05%-9%,Ti0?6%-7%,Zr0[0009]在一種可選的實施方式中，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?54%,Al?0?10%,CaO+Mg05%,Fe?O?+Fe06%,K?0+Na?07%,Ti0?7%,Zr025%,B?03%,Mo0?2%[0010]在一種可選的實施方式中，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?56%,Al?0?9%,4CaO+Mg04%,Fe?O?+Fe04%,K?0+Na?06%,TiO?6%,Zr0?6%,B?0?4%,Mo023%[0011]在一種可選的實施方式中，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?59%,Al?0?5%,CaO+Mg06%,Fe?O?+Fe03%,K?0+Na?08%,TiO?6%,Zr0?4%,B?O?2%,MoO?4%[0012]第二方面，本發(fā)明提供了一種上述的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括以下步(1)將所述耐堿性玄武巖纖維的原料混合攪拌，得到混合物料；(2)所述混合物料依次經(jīng)熔化、拉絲處理，得到所述耐堿性玄武巖纖維；所述耐堿性玄武巖纖維的原料組成包括玄武巖，金紅石，鋯英石，硼鎂石，鉀長石，輝鉬礦，以及鉭鈮礦尾砂。[0013]在一種可選的實施方式中，所述熔化的溫度為1450℃-1600℃。[0014]在一種可選的實施方式中，所述拉絲的溫度為1320℃-1450℃。[0015]在一種可選的實施方式中，步驟(1)中，在混合攪拌前還包括依次進(jìn)行研磨、磁選處理。[0016]在一種可選的實施方式中，所述玄武巖、所述金紅石、所述鋯英石、所述硼鎂石、所述鉀長石、所述輝鉬礦、所述鉭鈮礦尾砂的質(zhì)量比為60-100:5-13:5-15:3-10:3-40:2-8:[0017]第三方面，本發(fā)明提供了上述的耐堿性玄武巖纖維在土木工程、航空航天中的應(yīng)[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：1、本發(fā)明提供的耐堿性玄武巖纖維，所述玄武巖纖維的化學(xué)組成包括：SiO?40%-70%,Al?0?4%-11%,CaO+Mg02%-8%,Fe?O?+Fe02%-9%,K?0+Na?04%-13%,Ti0?4%-10%,Zr9%,B?O?1%-6%,Mo0?1%-6%,Ta?O?+Nb?051%-4%;本發(fā)明的玄武巖纖維能夠在堿性條件性保持較高的穩(wěn)定性，延長其使用壽命。具體為：鉀長石主要成分是鉀鋁硅酸鹽，是一種常見的長石類礦物，主要提供鉀元素和硅酸鹽成分，鉀長石具有較低的熔點和較長的熔融時間，可以改善玄武巖纖維原料的熔融性能，使其更容易拉制成纖維絲；MgO、Na?0、Ca0可以對玄武巖纖維內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行充填和補充，有利于提高纖維的耐堿性腐蝕；金紅石的主要成分是TiO?,可以提高玄武巖纖維的耐腐蝕性和防水性能；Zr0?可以提高玄武巖纖維的耐堿性腐蝕，也可以提高玄武巖纖維的耐熱性；硼鎂石主要成分包括鎂、硼等元素，是一種常見的硼礦物，采用硼鎂石用來提供硼元素，硼元素的加入可以提高玄武巖纖維的化學(xué)穩(wěn)定性，使其在不同的化學(xué)環(huán)境中表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性；輝鉬礦中含有豐富的鉬元素，鉬元素具有優(yōu)良的耐腐蝕性，加入到玄武巖纖維中，有利于增強玄武巖纖維在堿性條件下的腐蝕抵抗能力；鉭鈮礦尾砂含有豐富的鉭元素和鈮元素，鉭元素和鈮元素具有較強的耐腐蝕性和較高的熔點，加入到玄武巖纖維中，有利于增強玄武巖纖維的對腐蝕環(huán)境的適應(yīng)性，延長纖維的使用壽命；同時，有利于提高玄武巖纖維的耐熱性和力學(xué)性能(抗拉強度、彈性模量),使其在極端的高溫環(huán)境下保持優(yōu)良的性能。[0019]本發(fā)明提供的耐堿性玄武巖纖維，相比于普通玄武巖纖維材料，成本較低，使用壽命較長，適用于極端條件使用。[0020]2、本發(fā)明的耐堿性玄武巖纖維的制備方法，原料組成簡單，制備工藝成熟，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，推廣應(yīng)用。5處理，可以有效去除原料中的雜質(zhì)。具體實施方式[0022]提供下述實施例是為了更好地進(jìn)一步理解本發(fā)明，并不局限于所述最佳實施方式，不對本發(fā)明的內(nèi)容和保護(hù)范圍構(gòu)成限制，任何人在本發(fā)明的啟示下或是將本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)的特征進(jìn)行組合而得出的任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。[0023]實施例中未注明具體實驗步驟或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的常規(guī)實驗步驟的操作或條件即可進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)試劑產(chǎn)品。[0024]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實施例不能理解為限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)稱取79重量份玄武巖、7重量份金紅石、10重量份鋯英石、3重量份硼鎂石、3重量份鉀長石、3重量份輝鉬礦、20重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁到混合物料；(2)將上述混合物料在1500℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1320℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其Ti027%,Zr0?5%,B?0?3%,MoO?2%,Ta?O?+Nb?051%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：份鉀長石、4重量份輝鉬礦、40重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁選混合物料；(2)將上述混合物料在1550℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1380℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其Ti0?6%,Zr0?6%,B?0?4%,MoO?3%,Ta?O?+Nb?0?2%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：(2)稱取84重量份玄武巖、9重量份金紅石、8重量份鋯英石、5重量份硼鎂石、30重量份鉀長石、8重量份輝鉬礦、30重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁到混合物料；(2)將上述混合物料在1600℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；6(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1450℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其中，玄武巖纖維的組成包括：Si0?59%,Al?0?5%,CaO+Mg06%,Fe?O?+Fe03%,K?0+Na?08%,Ti0?6%,Zr0?4%,B?0?2%,MoO?4%,Ta?O?+Nb?053%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊器、自動繞絲機最終成筒。[0028]實施例4本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)稱取89重量份玄武巖、7重量份金紅石、10重量份鋯英石、3重量份硼鎂石、40重量份鉀長石、5重量份輝鉬礦、50重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁選處理、攪拌混合后得到混合物料；(2)將上述混合物料在1450℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1350℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其中，玄武巖纖維的組成包括：Si0?60%,Al?0?11%,CaO+Mg02%,Fe?O?+Fe02%,K?0+Na?0%,Ti0?4%,Zr0?2%,B?0?1%,Mo0?5%,Ta?O?+Nb?054%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊器、自動繞絲機最終成筒。[0029]實施例5本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)稱取65重量份玄武巖、5重量份金紅石、15重量份鋯英石、10重量份硼鎂石、20重量份鉀長石、2重量份輝鉬礦、50重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁選處理、攪拌混合后得到混合物料；(2)將上述混合物料在1600℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1450℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其中，玄武巖纖維的組成包括：SiO?47%,Al?0?4%,CaO+Mg07%,Fe?O?+Fe02%,K?O+Na?013%,Ti0?5%,Zr0?7%,B?O?5%,MoO?6%,Ta?0?+Nb?0?4%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊器、自動繞絲機最終成筒。[0030]實施例6本實施例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，包括如下步驟：(1)稱取60重量份玄武巖、10重量份金紅石、5重量份鋯英石、3重量份硼鎂石、17重量份鉀長石、6重量份輝鉬礦、50重量份鉭鈮礦尾砂，經(jīng)精細(xì)研磨、磁選處理、攪拌混合后得到混合物料；(2)將上述混合物料在1580℃的高溫爐中進(jìn)行熔化，得到玄武巖纖維熔融體；(3)將上述玄武巖纖維熔融體在1425℃下進(jìn)行鉑銠合金漏板牽引、拉制后得到；其中，玄武巖纖維的組成包括：SiO?41%,Al?0?11%,CaO+Mg08%,Fe?O?+Fe08%,K?0+Na?010%,Ti0?10%,Zr022%,B?0?1%,Mo0?5%,Ta?O+Nb?054%;再在浸潤劑的作用下經(jīng)過集束器、纖維張緊器、自動繞絲機最終成筒。[0031]對比例1本對比例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，與實施例1的步驟基本相同，區(qū)別僅在于，原料組成包括：80重量份玄武巖、10重量份金紅石、10重量份鋯英石、3重量份硼鎂石、6重量份鉀長石、4重量份輝鉬礦、41重量份鉭鈮礦尾砂，玄武巖纖維的組成包括：Si0?55%,Al?0?8%,CaO+Mg03%,Fe?O?+Fe05%,K?0+Na?04%,Ti0?10%,CN120208550A7石、28重量份鉀長石、2重量份輝鉬礦、18重量份鉭鈮礦尾砂，玄武巖纖維的組成包括：Si0?57%,Al?0?10%,CaO+Mg08%,Fe?0?+Fe02%,K?0+Na?010[0033]對比例3本對比例提供一種耐堿性玄武巖纖維的制備方法，與實施例1的步驟基本相同，區(qū)別僅在于，80重量份玄武巖、10重量份金紅石、9重量份鋯英石、4重量份硼鎂石、5重量份鉀長石、11重量份輝鉬礦、22重量份鉭鈮礦尾砂，玄武巖纖維的組成包括：SiO?55%,Al?0?5%,CaO+Mg?2%,Fe?O?+Fe?3%,K?O+Na?04%,TiO?9%,Zr??8%,B?036%,MoO?7石、4重量份鉀長石、1重量份輝鉬礦、28重量份鉭鈮礦尾砂，玄武巖纖維的組成包括：SiO?59%,Al?2O?5%,CaO+Mg02%,Fe?O?+Fe?2%,K?O+Na?04%MoO?0.5%,Ta?O?+Nb?05將各實施例和對比例制備的玄武巖纖維切割成尺寸均一的樣品，并均勻分成四組，分別置于0.1mol/LNaOH