本發(fā)明涉及耐火材料應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及玄武巖纖維耐火材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

玄武巖纖維，是玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維，強(qiáng)度與高強(qiáng)度S玻璃纖維相當(dāng)。純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色,有些似金色。玄武巖纖維是一種新型無機(jī)環(huán)保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成的玄武巖石料在高溫熔融后，通過漏板快速拉制而成的。玄武巖連續(xù)纖維不僅強(qiáng)度高，而且還具有電絕緣、耐腐蝕、耐高溫等多種優(yōu)異性能。此外，玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝決定了產(chǎn)生的廢棄物少，對(duì)環(huán)境污染小，且產(chǎn)品廢棄后可直接在環(huán)境中降解，無任何危害，因而是一種名副其實(shí)的綠色、環(huán)保材料。我國已把玄武巖纖維列為重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維(碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維)之一，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

玄武巖連續(xù)纖維已在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業(yè)、高溫過濾織物以及防護(hù)領(lǐng)域等多個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。玄武巖纖維可作為耐火材料，但現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)玄武巖耐火材料的應(yīng)用中，工藝步驟復(fù)雜，生產(chǎn)效率很低。在將玄武巖纖維制成耐火隔熱材料時(shí)，由于其與其他材料的配比問題，沒有充分發(fā)揮出玄武巖纖維材料的耐火特性，使得現(xiàn)有玄武巖纖維耐火材料應(yīng)用領(lǐng)域受限?，F(xiàn)有玄武巖纖維材料抗拉強(qiáng)度較差、成型度差，可制成的產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易成型的玄武巖纖維耐火材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有玄武巖纖維產(chǎn)品工藝復(fù)雜、成型困難的問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

玄武巖纖維耐火材料，由以下重量份的原料制成：玄武巖纖維60-80份、硬水鋁石8-10份、β型半水石膏4-6份、巖棉粉14-18份、二硼化鋯5-10份、珍珠陶土15-20份、水鎂石纖維10-15份、三氧化二鉍5-10份、酒石酸鉀鈉3-5份、鋁粉膏2-4份、剛玉粉10-15份、氟硅酸鈉12-16份、烏洛托品10-14份、膨潤(rùn)土15-20份，水50-70份。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，由以下重量份的原料制成：玄武巖纖維70份、硬水鋁石9份、 β型半水石膏5份、巖棉粉16份、二硼化鋯7份、珍珠陶土17份、水鎂石纖維13份、三氧化二鉍8份、酒石酸鉀鈉4份、剛玉粉12份、氟硅酸鈉14份、烏洛托品12份、膨潤(rùn)土18份，水60份。

玄武巖纖維耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將60-80重量份玄武巖纖維、8-10重量份硬水鋁石、10-14重量份烏洛托品混合均勻，粉碎，過150-180目篩，待用；

(2)取14-18重量份巖棉粉、15-20重量份珍珠陶土、50-70重量份水?dāng)嚢柚瞥蓾{液，然后加入5-10重量份二硼化鋯、10-15重量份水鎂石纖維、5-10重量份三氧化二鉍、10-15重量份剛玉粉、12-16重量份氟硅酸鈉、15-20重量份膨潤(rùn)土，攪拌4-6min；再加入4-6重量份β型半水石膏、3-5重量份酒石酸鉀鈉以及步驟(1)制得的粉料，攪拌5-8min；

(3)將2-4重量份鋁粉膏加入步驟(2)制得的料漿中，攪拌20-30s后注入模中發(fā)氣，在60-70℃溫度下發(fā)氣30-40min；

(4)將模放入養(yǎng)護(hù)室用55-60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)，即得成品。

作為上述方法的優(yōu)選方案，步驟(1)中的玄武巖纖維經(jīng)原料制備工藝、熔制工藝、成型工藝、退解工藝制成：

(11)原料制備工藝：原料由玄武巖粉料、瑩石粉料、鋯英石粉料及熟料組成，其間重量比為：玄武巖粉料60-72％、鋯英石粉料5-10％、瑩石粉料3-5％、熟料20-25％；將玄武巖礦石原料經(jīng)粉碎、篩分、除鐵工藝成為玄武巖粉料；瑩石經(jīng)粉碎、篩分工藝成瑩石粉料；鋯英石粉料現(xiàn)有；熟料經(jīng)粉碎后，分別按重量比稱量，混合成原料，

(12)熔制工藝：在熔制窯爐里完成，窯爐的升溫方法是在窯爐冷態(tài)時(shí)將中堿玻璃球作為原料進(jìn)行烤窯升溫，待整個(gè)窯爐溫度達(dá)到1200℃以上時(shí)方可加入配合好的原料，原料依次經(jīng)過熔制窯爐的熔化部、澄清部、作業(yè)部、漏板成型部完成熔化、澄清、作業(yè)、漏板成型工藝，溫度控制，熔化部為1400-1500℃，澄清部為1300-1400℃，作業(yè)部為1250-1300℃，漏板成型部為1200-1250℃，窯爐各部位溫度控制精度在24小時(shí)內(nèi)波動(dòng)±10℃，漏板成型部溫度波動(dòng)在±3℃，

(13)拉絲工藝：拉絲成型，拉絲機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)速控制在3000-7500轉(zhuǎn)/分，拉絲作業(yè)線高度在2.3-2.5m，生產(chǎn)出單絲直徑在6-20μm范圍的原絲產(chǎn)品；拉絲用浸潤(rùn)劑配方按重量比為水溶性酚醛樹酯：2-2.5％，固色劑：2-3％，聚醋酸乙烯乳液：3.0-3.5％，EL-40:0.3-0.5％，KH-550:0.3-0.5％，水：90-92.4％，

(14)退解工藝：分退繞、合股、紡紗工藝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了步驟，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明使玄武巖纖維材料應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)容易成型，具有良好的耐火性能。原材料資源豐富，工藝優(yōu)良，無污染，對(duì)人體接觸無害。產(chǎn)品具有比重大、強(qiáng)度高、耐堿腐蝕性好，使用溫度范圍寬，絕緣性能好的特點(diǎn)。本發(fā)明還具有耐高溫、抗壓強(qiáng)度高、電絕緣性好、抗腐蝕、抗燃燒，可廣泛應(yīng)用于冶煉、鑄造、發(fā)電廠、鍋爐、窯爐、耐火構(gòu)筑、耐高溫構(gòu)筑、抗腐蝕構(gòu)筑、隔音、隔熱等需要耐火材料的領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例一

玄武巖纖維耐火材料，由以下重量份的原料制成：玄武巖纖維60份、硬水鋁石8份、β型半水石膏4份、巖棉粉14份、二硼化鋯5份、珍珠陶土15份、水鎂石纖維10份、三氧化二鉍5份、酒石酸鉀鈉3份、鋁粉膏2份、剛玉粉10份、氟硅酸鈉12份、烏洛托品10份、膨潤(rùn)土15份，水50份。

玄武巖纖維耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將60重量份玄武巖纖維、8重量份硬水鋁石、10重量份烏洛托品混合均勻，粉碎，過150目篩，待用；

玄武巖纖維經(jīng)原料制備工藝、熔制工藝、成型工藝、退解工藝制成：

(11)原料制備工藝：原料由玄武巖粉料、瑩石粉料、鋯英石粉料及熟料組成，其間重量比為：玄武巖粉料60-72％、鋯英石粉料5-10％、瑩石粉料3-5％、熟料20-25％；將玄武巖礦石原料經(jīng)粉碎、篩分、除鐵工藝成為玄武巖粉料；瑩石經(jīng)粉碎、篩分工藝成瑩石粉料；鋯英石粉料現(xiàn)有；熟料經(jīng)粉碎后，分別按重量比稱量，混合成原料，

(12)熔制工藝：在熔制窯爐里完成，窯爐的升溫方法是在窯爐冷態(tài)時(shí)將中堿玻璃球作為原料進(jìn)行烤窯升溫，待整個(gè)窯爐溫度達(dá)到1200℃以上時(shí)方可加入配合好的原料，原料依次經(jīng)過熔制窯爐的熔化部、澄清部、作業(yè)部、漏板成型部完成熔化、澄清、作業(yè)、漏板成型工藝，溫度控制，熔化部為1400℃，澄清部為1300℃，作業(yè)部為1250℃，漏板成型部為1200℃，窯爐各部位溫度控制精度在24小時(shí)內(nèi)波動(dòng)±10℃，漏板成型部溫度波動(dòng)在±3℃，

(13)拉絲工藝：拉絲成型，拉絲機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)速控制在3000轉(zhuǎn)/分，拉絲作業(yè)線高度在2.3m，生產(chǎn)出單絲直徑在6μm范圍的原絲產(chǎn)品；拉絲用浸潤(rùn)劑配方按重量比為水溶性酚醛樹酯：2-2.5％，固色劑：2-3％，聚醋酸乙烯乳液：3.0-3.5％，EL-40:0.3-0.5％，KH-550:0.3-0.5％，水：90-92.4％，

(14)退解工藝：分退繞、合股、紡紗工藝。

(2)取14-18重量份巖棉粉、15重量份珍珠陶土、50重量份水?dāng)嚢柚瞥蓾{液，然后加入5重量份二硼化鋯、10重量份水鎂石纖維、5重量份三氧化二鉍、10重量份剛玉粉、12重量份氟硅酸鈉、15重量份膨潤(rùn)土，攪拌4min；再加入4重量份β型半水石膏、3重量份酒石酸鉀鈉以及步驟(1)制得的粉料，攪拌5min；

(3)將2重量份鋁粉膏加入步驟(2)制得的料漿中，攪拌20s后注入模中發(fā)氣，在60℃溫度下發(fā)氣30min；

(4)將模放入養(yǎng)護(hù)室用55℃蒸汽養(yǎng)護(hù)，即得成品。

實(shí)施例二

玄武巖纖維耐火材料，由以下重量份的原料制成：玄武巖纖維80份、硬水鋁石10份、β型半水石膏6份、巖棉粉18份、二硼化鋯10份、珍珠陶土20份、水鎂石纖維15份、三氧化二鉍10份、酒石酸鉀鈉5份、鋁粉膏4份、剛玉粉15份、氟硅酸鈉16份、烏洛托品14份、膨潤(rùn)土20份，水70份。

玄武巖纖維耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將80重量份玄武巖纖維、10重量份硬水鋁石、14重量份烏洛托品混合均勻，粉碎，過180目篩，待用；

玄武巖纖維經(jīng)原料制備工藝、熔制工藝、成型工藝、退解工藝制成：

(11)原料制備工藝：原料由玄武巖粉料、瑩石粉料、鋯英石粉料及熟料組成，其間重量比為：玄武巖粉料60-72％、鋯英石粉料5-10％、瑩石粉料3-5％、熟料20-25％；將玄武巖礦石原料經(jīng)粉碎、篩分、除鐵工藝成為玄武巖粉料；瑩石經(jīng)粉碎、篩分工藝成瑩石粉料；鋯英石粉料現(xiàn)有；熟料經(jīng)粉碎后，分別按重量比稱量，混合成原料，

(12)熔制工藝：在熔制窯爐里完成，窯爐的升溫方法是在窯爐冷態(tài)時(shí)將中堿玻璃球作為原料進(jìn)行烤窯升溫，待整個(gè)窯爐溫度達(dá)到1200℃以上時(shí)方可加入配合好的原料，原料依次經(jīng)過熔制窯爐的熔化部、澄清部、作業(yè)部、漏板成型部完成熔化、澄清、作業(yè)、漏板成型工藝，溫度控制，熔化部為1400-1500℃，澄清部為1400℃，作業(yè)部為1300℃，漏板成型部為1250℃，窯爐各部位溫度控制精度在24小時(shí)內(nèi)波動(dòng)±10℃，漏板成型部溫度波動(dòng)在±3℃，

(13)拉絲工藝：拉絲成型，拉絲機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)速控制在7500轉(zhuǎn)/分，拉絲作業(yè)線高度在2.5m，生產(chǎn)出單絲直徑在20μm范圍的原絲產(chǎn)品；拉絲用浸潤(rùn)劑配方按重量比為水溶性酚醛樹酯：2.5％，固色劑：3％，聚醋酸乙烯乳液：3.0-3.5％，EL-40:0.3-0.5％，KH-550:0.3-0.5％，水：90-92.4％，

(14)退解工藝：分退繞、合股、紡紗工藝。

(2)取18重量份巖棉粉、20重量份珍珠陶土、70重量份水?dāng)嚢柚瞥蓾{液，然后加入10重量份二硼化鋯、15重量份水鎂石纖維、10重量份三氧化二鉍、15重量份剛玉粉、16重量份氟硅酸鈉、20重量份膨潤(rùn)土，攪拌6min；再加入6重量份β型半水石膏、5重量份酒石酸鉀鈉以及步驟(1)制得的粉料，攪拌8min；

(3)將4重量份鋁粉膏加入步驟(2)制得的料漿中，攪拌30s后注入模中發(fā)氣，在70℃溫度下發(fā)氣40min；

(4)將模放入養(yǎng)護(hù)室用60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)，即得成品。