一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114671621A(43)申请公布日2022.06.28(21)申请号202210351042.4(22)申请日2022.04.02(71)申请人陕西理工大学地址723000陕西省汉中市汉台区朝阳路陕西理工大学(72)发明人艾桃桃董洪峰卫学玲李文虎袁新强(74)专利代理机构北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司11385专利代理师张敏(51)Int.Cl.C03C13/06(2006.01)C03C13/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页(54)发明名称一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维(57)摘要本发明提供了一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维，属于玻璃纤维材料技术领域。本发明先将废玻璃熔化形成玻璃液；将高炉矿渣粉投入玻璃液有利于高炉矿渣粉迅速平铺液面，促进高炉矿渣粉的熔化，并且这种投料方式能够为玻璃液和高炉矿渣粉形成的混合物提供粘度降低的时间，进一步加速熔融过程中高炉矿渣粉的熔化；然后通过澄清去除熔体中的气泡和难熔组分，通过均化使熔体密度均匀化；采用高温纺丝处理一方面保证微晶玻璃液足够的塑性，便于拉制，另一方面防止拉制过程中的快速冷却造成纤维断裂或较大的残余热应力；最后进行热处理消除微晶玻璃纤维内部残留的少量内应力，提高纤维的力学性能。CN114671621ACN114671621A权利要求书1/1页1.一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法，包括以下步骤：(1)将废玻璃熔化，得到玻璃液；(2)向所述步骤(1)得到的玻璃液中投入高炉矿渣粉，然后依次进行熔融、澄清和均化得到微晶玻璃纤维前驱体；(3)将所述步骤(2)得到的微晶玻璃纤维前驱体依次进行高温纺丝和热处理，得到微晶玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的废玻璃与步骤(2)中的高炉矿渣粉的质量比为(86～93):(128～141)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)均在玻璃熔化池窑中进行。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的高炉矿渣粉的投入位置为沿玻璃液流动方向上距废玻璃熔化处17～24cm处。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的熔融的位置为沿玻璃液流动方向上距废玻璃熔化处74～82cm处。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的高温纺丝包括依次进行的微晶玻璃薄片拉制、集束拉丝和卷丝。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微晶玻璃薄片拉制的薄片厚度为150～180μm，所述微晶玻璃薄片拉制的薄片宽度为7.4～7.9mm，所述微晶玻璃薄片拉制的速度为0.7～1.1m/s，所述微晶玻璃薄片拉制的温度为690～720℃。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述集束拉丝的温度为540～570℃。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述集束拉丝和卷丝的速度独立地为0.9～1.3m/s。10.权利要求1～9任意一项所述方法得到的微晶玻璃纤维。2CN114671621A说明书1/9页一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维技术领域[0001]本发明涉及玻璃纤维材料技术领域，尤其涉及一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维。背景技术[0002]微晶玻璃纤维是由玻璃母体和其中的一种或多种结晶相组成，其性能优于纯玻璃纤维，并因其具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高等优点，常用于增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料领域。目前，常用的制备微晶玻璃的原料主要是天然硅酸盐矿物和纯化合物，虽然此项技术已成熟，但经济性和环保性限制了微晶玻璃纤维的推广应用。[0003]高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，目前主要用来生产矿渣水泥，但市场售价较低，有时甚至无偿提供，经济效益并不高。在水泥市场不好的时候，大量高炉矿渣无法有效利用，堆积如山，占用大量土地，风化失去活性，污染环境，破坏生态平衡。高炉矿渣也可以用来生产一些产品价值高的产品，如硅钙渣肥和微晶玻璃等，能够提高制备微晶玻璃的经济性和环保性。[0004]但是目前采用高炉矿渣制备微晶玻璃的晶相体积含量较低导致品质较低，力学性能较差，且制备微晶玻璃纤维时的尺寸均匀性较差，限制了高炉矿渣在制备高品质微晶玻璃纤维的应用。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种利用高炉矿渣粉制备具有品质高、均匀的尺寸和优异的力学性能的微晶玻璃纤维的方法。[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0007]本发明提供了一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法，包括以下步骤：[0008](1)将废玻璃熔化，得到玻璃液；[0009](2)向所述步骤(1)得到的玻