一種高強(qiáng)度纖維的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度纖維，屬于紡絲領(lǐng)域。一種高強(qiáng)度纖維，所述纖維的抗張強(qiáng)度為5.2~12.0GPa，纖維直徑為1~20μm。本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維具有強(qiáng)度高，抗腐蝕性能強(qiáng)、柔韌性好等特點(diǎn)。
【專利說明】一種高強(qiáng)度纖維
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度纖維，屬于紡絲領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、電子等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]紡絲為制造化學(xué)纖維的一道工序，將某些高分子化合物制成膠體溶液或熔化成熔體后由噴絲頭細(xì)孔壓出形成化學(xué)纖維的過程，主要包括溶液紡絲和熔體紡絲兩大類。其中，熔融紡絲是一種使用成熟的紡絲方法。熔融紡絲法又分為聚合法、共混紡絲法、皮芯復(fù)合紡絲法。
[0004]隨著各行各業(yè)的飛速發(fā)展，對工業(yè)用纖維的要求越來越高，尤其要求其具有良好的強(qiáng)度和抗腐蝕性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度纖維，利用該方法制備的高強(qiáng)度纖維具有強(qiáng)度高，抗腐蝕性能強(qiáng)、柔韌性好等特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度纖維。
[0007]一種高強(qiáng)度纖維，所述纖維的抗張強(qiáng)度為5.2^12.0GPa，纖維直徑為f 20 μ m。
`[0008]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維優(yōu)選所述纖維的抗張強(qiáng)度為8.0-12.0GPa,纖維直徑為5~20 μ m。
[0009]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維優(yōu)選所述纖維的抗張強(qiáng)度為10.(Tl2.0GPa，纖維直徑為10~20 μ m。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供上述高強(qiáng)度纖維的制備方法。
[0011]一種高強(qiáng)度纖維的制備方法，包括陶瓷原料處理、制漿、紡絲和熱處理的步驟，所述陶瓷原料處理的步驟中，所述陶瓷原料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成:
[0012]Al2O350% ~70%
[0013]SiO220%~40%
[0014]SiC10%~20%
[0015]所述A1203、SiO2和SiC的平均粒徑均在150nm以下。
[0016]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選陶瓷原料處理的步驟中，所述陶瓷原料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成:
[0017]Al2O360% ~70%
[0018]SiO220%~30%
[0019]SiC10%" 15%
[0020]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選陶瓷原料處理的步驟中，所述陶瓷原料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成:
[0021]Al2O363%
[0022]SiO225%
[0023]SiC12%。
[0024]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選所述A1203、SiO2和SiC的粒徑為50nm~120nmo
[0025]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選所述A1203、SiO2和SiC的粒徑為50nm~80nmo
[0026]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選所述制漿步驟為:將陶瓷原料溶于高聚物溶質(zhì)中，所述高聚物基體材料的分子量為20000-500000。
[0027]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選所述紡絲步驟為:所述高聚物基體材料的分子量為100000~500000。
[0028]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選高聚物基體材料為聚苯乙烯或聚乙二醇。
[0029]本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法中優(yōu)選所述制備方法包括下述工藝步驟:
[0030]①陶瓷原料處理:按比例備料，將Al203、Si02和SiC的平均粒徑均在150nm以下的原料均勻混合；
[0031]②制漿:將步驟①所得陶瓷原料溶于高聚物基體材料中，所述高聚物基體材料的分子量為20000~500000，攪拌均勻；
[0032]③紡絲:將步驟②所得漿液置于熔融紡絲裝置中，真空下加熱至100°C ~120°C，保溫0.5^1h,隨后以10(T200m/min的速度進(jìn)行紡絲，直徑為f 20 μ m的原絲；
[0033]④熱處理:將步驟③所得原絲置于高溫爐中，在真空下以5°C /min的速度，升溫至14000C ~1800°C，處理 2~24h。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述高強(qiáng)度纖維的制備方法，該方法以A1203、SiO2,SiC等高強(qiáng)度原料為基質(zhì)，以高聚物為基體，采用熔融紡絲法進(jìn)行紡絲。利用該方法制備的高強(qiáng)度纖維具有強(qiáng)度高，抗腐蝕性能強(qiáng)、柔韌性好等特點(diǎn)。同時，該方法工藝簡單，原料易得，適合工業(yè)化生產(chǎn)。可廣泛用于機(jī)械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、電子等行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0036]實(shí)施例1
[0037]①陶瓷原料處理:按比例備料，將Al203、Si02和SiC的平均粒徑均在IOOnm原料均勻混合；
[0038]Al2O363%
[0039]SiO225%
[0040]SiC12%。
[0041]②制漿:將步驟①所得陶瓷原料溶于聚乙二醇中，所述聚乙二醇的分子量為300000，攪拌均勻；[0042]③紡絲:將步驟②所得漿液置于熔融紡絲裝置中，真空下加熱至100°C，保溫lh，隨后以120m/min的速度進(jìn)行紡絲,直徑為10 μ m的原絲；
[0043]④熱處理:將步驟③所得原絲置于高溫爐中，在真空下以5°C /min的速度，升溫至1650°C，處理 12h。
[0044]所得纖維抗張強(qiáng)度為8.3GPa，纖維直徑為10 μ m。
[0045]實(shí)施例2
[0046]①陶瓷原料處理:按比例備料，將Al203、Si02和SiC的平均粒徑均在IOOnm原料均勻混合；
[0047]Al2O363%
[0048]SiO225%
[0049]SiC12%。
[0050]②制漿:將步驟①所得陶瓷原料溶于聚乙二醇中，所述聚乙二醇的分子量為300000，攪拌均勻；
[0051]③紡絲:將步驟②所得漿液置于熔融紡絲裝置中，真空下加熱至100°C，保溫lh，隨后以150m/min的速度進(jìn)行紡絲,直徑為5μ m的原絲；
[0052]④熱處理:將步驟③所得原絲置于高溫爐中，在真空下以5°C /min的速度，升溫至1700°C，處理 12h。
`[0053]所得纖維抗張強(qiáng)度為6.1GPa,纖維直徑為5 μ m。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度纖維，其特征在于:所述纖維的抗張強(qiáng)度為5.2^12.0GPa,纖維直徑為I~20 μ mD
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:所述纖維的抗張強(qiáng)度為8.0-12.0GPa，纖維直徑為5~20 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維，其特征在于:所述纖維的抗張強(qiáng)度為10.0-12.0GPa，纖維直徑為10~20 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:按下述方法制備:包括陶瓷原料處理、制漿、紡絲和熱處理的步驟，其特征在于:所述陶瓷原料處理的步驟中，所述陶瓷原料按質(zhì)量百分比，由下述組分組成: Al2O350% ~70% SiO220%"40% SiC10%"20% 所述A1203、SiO2和SiC的平均粒徑均在150nm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維，其特征在于:所述A1203、SiO2和SiC的粒徑為50nm~120nmo
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維，其特征在于:所述A1203、SiO2和SiC的粒徑為50nm~80nmo
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:所述制漿步驟為:將陶瓷原料溶于高聚物溶質(zhì)中，所述高聚物基體材料的分子量為20000-500000。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:所述紡絲步驟為:所述高聚物基體材料的分子量為100000~500000。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維，其特征在于:高聚物基體材料為聚苯乙烯或聚乙二醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其特征在于:所述制備方法包括下述工藝步驟: ①陶瓷原料處理:按比例備料，將Al203、Si02和SiC的平均粒徑均在150nm以下的原料均勻混合； ②制漿:將步驟①所得陶瓷原料溶于高聚物基體材料中，所述高聚物基體材料的分子量為20000~500000，攪拌均勻； ③紡絲:將步驟②所得漿液置于熔融紡絲裝置中，真空下加熱至10(TC~120°C，保溫0.5~lh，隨后以10(T200m/min的速度進(jìn)行紡絲，直徑為f 20 μ m的原絲； ④熱處理:將步驟③所得原絲置于高溫爐中，在真空下以5°C/min的速度，升溫至14000C ~1800°C，處理 2~24h。
【文檔編號】C04B35/66GK103806126SQ201210460674
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】張子瑜 申請人:大連捌伍捌創(chuàng)新工場科技服務(wù)有限公司