本發(fā)明涉及玄武巖纖維纜繩制備的
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種玄武巖纖維纜繩的制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的纜繩有丙綸長(zhǎng)絲、滌綸復(fù)合絲、高分子聚乙烯、夜光繩索、芳綸繩索、化纖網(wǎng)絡(luò)、尼龍單絲復(fù)合繩索等。不同材料的纜繩具有不同的特性，其主要特點(diǎn)如下：1、尼龍繩強(qiáng)度大、柔軟、彈性好、耐腐蝕、抗疲勞性強(qiáng)。但是摩擦后靜電大、易臟；吸水性強(qiáng)，不耐風(fēng)雨日曬。2、乙綸繩耐低溫，吸水性小(0.1％)，能浮于水面，但是不耐高溫。手感與白棕繩相似。3、維尼龍繩耐低溫、耐腐蝕、抗日曬、但是吸水性強(qiáng)、回彈性差。4、滌綸繩耐腐蝕、耐氣候性較好、強(qiáng)度大、吸水率小，在航海中多用作拖繩。5、丙綸繩綜合性能好，也是現(xiàn)在最為常用的海船纜繩，但是同樣存在耐熱性差的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的專利文獻(xiàn)CN101531806(一種聚苯二甲酸乙二醇脂/玄武巖纖維復(fù)合材料及其制備方法2009.9.16)和CN103044877A(一種含改性玄武巖纖維和聚合物的復(fù)合材料及其制備方法2013.04.17)均揭示了一種利用玄武巖纖維作為增強(qiáng)體用于制作復(fù)合材料的制備方法，但我們對(duì)上述制備方法獲得復(fù)合材料產(chǎn)品以及市面上出現(xiàn)的由連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，不同工藝條件對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大的影響，主要表現(xiàn)在玄武巖纖維材料體系的組成、纖維表面處理的選擇以及復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)等方面，而現(xiàn)有的復(fù)合材料在力學(xué)性能上還有待加強(qiáng)，為此，本發(fā)明專門提出了一種玄武巖纖維復(fù)合筋的制備方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、制作出的纜繩強(qiáng)度高、吸濕性低、耐酸堿腐蝕、特別適用于系結(jié)船舶的多股繩索的玄武巖纖維纜繩的制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種玄武巖纖維纜繩的制備方法，它包括以下步驟：S1、將玄武巖礦石送入熔爐內(nèi)，提升熔爐內(nèi)的溫度至1450～1500℃，通過1450～1500℃的高溫對(duì)玄武巖礦石進(jìn)行熔化；S2、經(jīng)S1熔化后的高溫玄武巖熔融液，通過陶瓷漏板高速拉制而成纖維直徑為5～25μm的連續(xù)玄武巖纖維；S3、利用涂油器在步驟S2中的玄武巖纖維表面均勻涂覆浸潤(rùn)劑，增強(qiáng)玄武巖纖維的柔韌性；S4、將連續(xù)玄武巖纖維送入烘箱內(nèi)進(jìn)行分段式烘干，前段烘干從30℃升溫到90℃，隨后以90℃的溫度保溫60min；中段烘干從90℃升溫到105℃，隨后以105℃保溫90min；后段烘干從105℃升溫到115℃，以115℃保溫150min，以將玄武巖纖維表面上的水分徹底蒸干，從而制得連續(xù)玄武巖纖維；S5、加捻處理，將步驟S4中的玄武巖纖維工裝在加捻機(jī)上，通過加捻機(jī)對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，在加捻過程中沿玄武巖纖維的軸向方向上噴射水霧或水滴，水滴使叉狀的邊毛傾斜并依附在玄武巖纖維上，因此有效防止了在玄武巖纖維上起毛影響纜繩的強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，加捻后單絲玄武巖纖維的強(qiáng)度高達(dá)0.6～0.7N/tex；S6、制股處理，取用多根經(jīng)過加捻后的玄武巖纖維，再利用制股機(jī)將多根玄武巖纖維捻成一股，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行制股；S7、取用多股步驟S5中的玄武巖纖維，再將多股相互絞合或編制成繩，在絞合過程中，往每股之間噴射水，以避免疏散，從而實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維纜繩的制備。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)制備工藝簡(jiǎn)單、制作出的纜繩強(qiáng)度高、吸濕性低、耐酸堿腐蝕、特別適用于系結(jié)船舶。(2)本發(fā)明采用陶瓷漏板代替鉑銠合金漏板，耐1000℃以上高溫，而且成本低。具體實(shí)施方式下面本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述：實(shí)施例一：一種玄武巖纖維纜繩的制備方法，它包括以下步驟：S1、將玄武巖礦石送入熔爐內(nèi)，提升熔爐內(nèi)的溫度至1450～1500℃，通過1450～1500℃的高溫對(duì)玄武巖礦石進(jìn)行熔化；S2、經(jīng)S1熔化后的高溫玄武巖熔融液，通過陶瓷漏板高速拉制而成纖維直徑為5μm的連續(xù)玄武巖纖維；S3、利用涂油器在步驟S2中的玄武巖纖維表面均勻涂覆浸潤(rùn)劑，增強(qiáng)玄武巖纖維的柔韌性；S4、將連續(xù)玄武巖纖維送入烘箱內(nèi)進(jìn)行分段式烘干，前段烘干從30℃升溫到90℃，隨后以90℃的溫度保溫60min；中段烘干從90℃升溫到105℃，隨后以105℃保溫90min；后段烘干從105℃升溫到115℃，以115℃保溫150min，以將玄武巖纖維表面上的水分徹底蒸干，從而制得連續(xù)玄武巖纖維；S5、加捻處理，將步驟S4中的玄武巖纖維工裝在加捻機(jī)上，通過加捻機(jī)對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，在加捻過程中沿玄武巖纖維的軸向方向上噴射水霧或水滴，水滴使叉狀的邊毛傾斜并依附在玄武巖纖維上，因此有效防止了在玄武巖纖維上起毛影響纜繩的強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，加捻后單絲玄武巖纖維的強(qiáng)度高達(dá)0.6N/tex；S6、制股處理，取用多根經(jīng)過加捻后的玄武巖纖維，再利用制股機(jī)將多根玄武巖纖維捻成一股，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行制股；S7、取用多股步驟S5中的玄武巖纖維，再將多股相互絞合或編制成繩，在絞合過程中，往每股之間噴射水，以避免疏散，從而實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維纜繩的制備。實(shí)施例二：一種玄武巖纖維纜繩的制備方法，它包括以下步驟：S1、將玄武巖礦石送入熔爐內(nèi)，提升熔爐內(nèi)的溫度至1450～1500℃，通過1450～1500℃的高溫對(duì)玄武巖礦石進(jìn)行熔化；S2、經(jīng)S1熔化后的高溫玄武巖熔融液，通過陶瓷漏板高速拉制而成纖維直徑為17μm的連續(xù)玄武巖纖維；S3、利用涂油器在步驟S2中的玄武巖纖維表面均勻涂覆浸潤(rùn)劑，增強(qiáng)玄武巖纖維的柔韌性；S4、將連續(xù)玄武巖纖維送入烘箱內(nèi)進(jìn)行分段式烘干，前段烘干從30℃升溫到90℃，隨后以90℃的溫度保溫60min；中段烘干從90℃升溫到105℃，隨后以105℃保溫90min；后段烘干從105℃升溫到115℃，以115℃保溫150min，以將玄武巖纖維表面上的水分徹底蒸干，從而制得連續(xù)玄武巖纖維；S5、加捻處理，將步驟S4中的玄武巖纖維工裝在加捻機(jī)上，通過加捻機(jī)對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，在加捻過程中沿玄武巖纖維的軸向方向上噴射水霧或水滴，水滴使叉狀的邊毛傾斜并依附在玄武巖纖維上，因此有效防止了在玄武巖纖維上起毛影響纜繩的強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，加捻后單絲玄武巖纖維的強(qiáng)度高達(dá)0.65N/tex；S6、制股處理，取用多根經(jīng)過加捻后的玄武巖纖維，再利用制股機(jī)將多根玄武巖纖維捻成一股，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行制股；S7、取用多股步驟S5中的玄武巖纖維，再將多股相互絞合或編制成繩，在絞合過程中，往每股之間噴射水，以避免疏散，從而實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維纜繩的制備。實(shí)施例三：一種玄武巖纖維纜繩的制備方法，它包括以下步驟：S1、將玄武巖礦石送入熔爐內(nèi)，提升熔爐內(nèi)的溫度至1450～1500℃，通過1450～1500℃的高溫對(duì)玄武巖礦石進(jìn)行熔化；S2、經(jīng)S1熔化后的高溫玄武巖熔融液，通過陶瓷漏板高速拉制而成纖維直徑為25μm的連續(xù)玄武巖纖維；S3、利用涂油器在步驟S2中的玄武巖纖維表面均勻涂覆浸潤(rùn)劑，增強(qiáng)玄武巖纖維的柔韌性；S4、將連續(xù)玄武巖纖維送入烘箱內(nèi)進(jìn)行分段式烘干，前段烘干從30℃升溫到90℃，隨后以90℃的溫度保溫60min；中段烘干從90℃升溫到105℃，隨后以105℃保溫90min；后段烘干從105℃升溫到115℃，以115℃保溫150min，以將玄武巖纖維表面上的水分徹底蒸干，從而制得連續(xù)玄武巖纖維；S5、加捻處理，將步驟S4中的玄武巖纖維工裝在加捻機(jī)上，通過加捻機(jī)對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，在加捻過程中沿玄武巖纖維的軸向方向上噴射水霧或水滴，水滴使叉狀的邊毛傾斜并依附在玄武巖纖維上，因此有效防止了在玄武巖纖維上起毛影響纜繩的強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行加捻處理，加捻后單絲玄武巖纖維的強(qiáng)度高達(dá)0.7N/tex；S6、制股處理，取用多根經(jīng)過加捻后的玄武巖纖維，再利用制股機(jī)將多根玄武巖纖維捻成一股，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖纖維進(jìn)行制股；S7、取用多股步驟S5中的玄武巖纖維，再將多股相互絞合或編制成繩，在絞合過程中，往每股之間噴射水，以避免疏散，從而實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維纜繩的制備。制作出的玄武巖纖維纜繩具有以下技術(shù)特點(diǎn)：(1)強(qiáng)度極高，制備出的玄武巖纖維的單絲斷裂強(qiáng)度達(dá)到0.6～0.7N/tex，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于丙綸的0.3～0.5N/tex，此外玄武纖維彈性模量也高達(dá)1x104kg/mm2，具有力學(xué)性能優(yōu)異，因此制備出的玄武巖纖維纜繩在同等直徑下比丙綸繩的極限拉力強(qiáng)近一倍。(2)耐高溫和耐低溫，玄武巖纖維是用天然的玄武巖礦石熔化拉絲而成，其本身就具有優(yōu)良的耐高溫耐低溫的性能，其使用溫度范圍為-269～650℃，軟化溫度超過960℃，而丙綸的在100℃時(shí)收縮0～5％，在130℃時(shí)收縮5％～12％，軟化點(diǎn)為140～195℃，熔點(diǎn)為160～177℃，因此在溫度方面，制備出的玄武巖纖維纜繩比丙綸纜繩更加可靠。(3)不燃特性，玄武巖纖維的極限氧指數(shù)在70以上，屬于不燃材料。如果突發(fā)火災(zāi)，玄武巖纖維纜繩不會(huì)擴(kuò)大火災(zāi)規(guī)模，還可以起到阻燃滅火的功效。(4)極高的耐酸堿和耐腐蝕性能，玄武巖纖維化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，在酸、堿、鹽等各種惡劣環(huán)境中都長(zhǎng)期使用質(zhì)量損失都極小，在極端惡劣條件下都能很好的工作，同時(shí)玄武巖纖維還具有優(yōu)良的耐蟲蛀、耐霉菌性和抗老化性能，在長(zhǎng)期使用壽命方面比其他材料的纜繩要長(zhǎng)很多。(5)低的吸濕性，玄武巖纖維的吸濕率僅為0.1％，它和乙綸相當(dāng)，即便是長(zhǎng)時(shí)間浸泡在海水中也不會(huì)為吸收海水而增加重量。由以上特點(diǎn)可知玄武巖纖維纜繩具有優(yōu)良的耐酸堿、耐潮濕、抗老化、抗蟲蛀等特點(diǎn)，明顯優(yōu)于其他各類纜繩材料，因此特別適用于系結(jié)船舶的多股繩索。表1為玄武巖礦石的化學(xué)組份表；表2為制作出的玄武巖纖維與同類纖維物理性能對(duì)比表；表3為制作出的玄武巖纖維與玻璃纖維的化學(xué)性能對(duì)比表?；瘜W(xué)組份SiO2AL2O3F2O3CaOMgOTiO2Na2O其它雜質(zhì)最低％45125430.92.52.0最高％6019151272.06.03.5表1性能玄武巖纖維E玻纖碳纖維芳綸纖維巖棉密度g/cm32.6～2.82.5～2.61.7～2.21.492.5使用溫度℃-260～880-60～350最高2000℃最高250℃最高600℃彈性模量GPa79.3～93.172.5～75.5230～60070～140抗拉強(qiáng)度MPa3000～48003100～38003500～60002900～3400熱傳導(dǎo)系數(shù)m/k0.031～0.0380.034～0.0405～1850.04～0.130.034～0.048比體積電阻Ω*m1x10121x10112x10-53x1013吸音細(xì)數(shù)％0.9～0.990.8～0.93表2表3當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3