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连续玄武岩纤维国内专利技术解析(一)

供稿人:杨薇炯  供稿时间:2006-11-21   关键字:连续玄武岩纤维  玄武岩纤维  国内专利  专利技术  技术分析  
作为制备连续玄武岩纤维的原料玄武岩,它是由岩浆形成的基本矿石,是一种硬而致密的深色火山岩,主要矿物质是斜长石,在俄罗斯乌拉尔山脉、美国西部、印度尼西亚、菲律宾、越南等地有广泛矿藏分布。我国的黑龙江、宁夏、四川、山东、河北等地也有丰富储量。连续玄武岩纤维生产技术的研发源于前苏联五六十时期,最初产品主要用于军工、航天领域。历经几十年艰苦创业,在以前苏联为代表的几个科技较发达国家中连续玄武岩纤维材料技术的开发现已进入了一个崭新的发展阶段。上世纪70年代初起,我国国家建筑材料科研院和南京玻璃纤维研究院曾陆续有过相应的研究,但未获成功。虽然,近20年多来国内也曾有以研究单位或个人名义申请过一些有关玄武岩纤维制备方法及产品应用等发明专利,终因研发起步晚,工艺不成熟,技术相对落后而未能实现工业化生产。自1995年乌克兰KRAVCHENKO ANATOLIJ VASILEVICH等人公开民用的连续玄武岩纤维制备工艺专利RU2033977(GLASSMELTER)以来, 俄罗斯、乌克兰、加拿大、美国等少数几个国家发达开发玄武岩纤维及其产品的专利技术相继公开及其跨国间的合作与工业化规模生产,引起了国内相关领域业内人士的高度重视和重点研究。由此,国内也随之出现一些连续玄武岩纤维研究成果,并申请公开了相关的发明专利和实用新型。
 
下面笔者经对《中国专利文献数据库》最新检索(以2006.11.10当前检索日为例),就近十年来国内已申请公开的有关玄武岩纤维及其产品的制备方法、生产设备、产品应用等专利技术作一番简要的解读。
 
玄武岩纤维制造方法及其设备的主要公开专利技术揭示与文献链接:
 
 
公开(告)号
申请日
公开(告)日
 申请(专利权)人及发明人
专利名称
1
CN1566005
2003.07.07
2005.01.19
深圳国际技术创新研究院
OSNOS Sergey P.,李中郢等
 
 主要技术内容
发明提供了一种完全以玄武岩矿石为原料制造玄武岩连续纤维工艺方法。该法将玄武岩捣碎,原料入加热炉中加热,经漏板供料器、浸润装置基拉丝机拉丝等一系列工艺过程。为保证按所给方法制造连续纤维,专利中给出了矿石原料选取原则及须遵守的工艺规范。即加热炉熔化腔是在比玄武岩结晶温度上限TBnk高150-320℃温度下熔化玄武岩矿石,以便保证熔融物玻璃化度部低于96%;而拉丝过程是在比玄武岩矿石结晶温度上限高40-120℃温度区间进行,这样可以保证熔融物粘度η在5~70Pa·S之间,进而保证拉丝过程稳定进行。
2
CN1609024
2003.12.31
2005.04.27
 深圳国际技术创新研究院
OSNOS Sergey P.,李中郢
 
主要技术内容
发明涉及由玄武岩矿石熔融液制取短纤维生产工艺和所使用的相关生产装置。提供针对不同应用领域玄武岩矿石原料的选取原则;给出了矿石熔融温度控制范围(1450~1550℃)、熔融物位于供料器部位时所需控制的温度范围(1430~1490℃)以及熔融物以射束形式出丝过程所应保障的温度区间(1420~1480℃);给定了喷吹短纤维的喷吹压力值和喷吹气流速度的范围;明确了玄武岩短纤维生产设备的构成。
3
CN1830861
2006.03.14
 2006.09.13
哈尔滨工业大学深圳研究院
发明人:曹海琳等
 
主要技术内容
发明公开一种用于改善玄武岩纤维性能的杂化浆料的制备方法、玄武岩纤维表面改性方法,本发明结合表面涂层技术与超声浸渍改性技术,采用改性的杂化浆料对玄武岩纤维表面进行涂层处理,可以使其表面性能得到改善,与基体树脂的浸润速度提高,浸润量增大,浸润效果改善,采用的超声连续强迫涂敷工艺可以使涂层物质均匀地涂敷在每根纤维表面,消除纤维束间的涂敷差异,同时在超声波的作用下可以尽可能地强化纤维与涂层间的结合,使纤维本体性能得到一定程度的优化,纤维本体拉伸强度提高,耐高温性能改善。
4
CN1814561
 2005.02.01
2006.08.09
玄武岩纤维复合材料科技发展有限公司
发明人:OSNOS 奥尔加
 
主要技术内容
发明涉及一种连续玄武岩纤维生产中矿石熔化和熔融体调制方法及设备。该方法采用在熔化炉内部局部加热的熔化工艺过程,在低熔融体水平高度的条件下完成熔化过程。本发明从工艺和设备结构上实现了玄武岩矿石的加料和熔化过程相结合,达到有效的矿石熔化、熔融的质量均匀化和气泡脱除,同时由于提高了矿石的熔化温度,保证高质量地熔化玄武岩矿石和熔化含有高温杂质和填加料的玄武岩矿石,从而拓宽了生产玄武岩纤维的矿石原料种类,达到增加纤维品种数量,提高纤维品质的生产效果。
5
CN1789187
2004.12.14
2006.06.21
玄武岩纤维复合材料科技发展有限公司
发明人:OSNOS 奥尔加
 
主要技术内容
发明涉及一种玄武岩纤维生产方法及设备。包括加料、矿石熔化、熔融体质量均匀化、纤维成形、对初级纤维进行浸润剂涂层与拉伸缠绕的工艺步骤,通过该生产方法和设备可实现玄武岩矿石的熔化过程,按无定形程度和温度要求的熔融体质量均匀化过程,通过拉丝漏板直接生成纤维等过程结合并存,从而提高由玄武岩矿石生产玄武岩纤维的经济性。
6
 CN1237948
 1997.11.18
1999.12.08
 G·P·多曼诺夫; L·G·阿斯拉诺娃等(已授权)
 
主要技术内容
发明涉及由玄武岩类天然材料制造矿物纤维。包括将玄武岩加入到熔炉中熔化,使玻璃熔体于1250-1450℃温度在喂入器中稳定化,用喂入装置制造纤维,通过喷丝头拉出纤维,给所得纤维上油,最后将其卷绕在绕线筒上。玄武岩加到熔炉之前将其150—900℃温度预热,同时将玻璃熔体保持在熔炉稳定化区直至达到tmelt+(50-250℃)纤维制造温度。实现该方法设备包括玄武岩称料装置、熔炉、喂入器、许多喷丝头及给纤维加油的装置和将纤维卷绕在绕线筒上的装置。称重装置中包括与熔炉燃烧室连接的热交换器,而熔炉具有与喂入器连接的内有玻璃熔体的稳定化区。该方法可用于缩短纤维的生产周期并提高纤维的耐化学侵蚀性能和耐热性能。
7
CN1281828
1999.07.26
2001.01.31
华电(蓬莱)铸石有限公司
发明人:王其舜等
 
主要技术内容
发明一种玄武岩超细纤维的制造方法,将玄武岩加热至熔化,使玄武岩熔化物均质化后拉伸成长纤维,其特征在于将玄武岩加热至1500-1600℃,熔化物的粘度为110-500泊,拉伸速度3500-4500米/分,用该方法获得玄武岩纤维直径小于7微米具有高强度,耐高温,耐腐蚀,长寿命等优点。
8
 CN1272561
2000.05.26
2000.11.08
营口市建筑材料科学研究所
(已授权)发明人:刘荣宝等
 
主要技术内容
发明一种耐碱性玄武岩连续纤维及其制造方法,其包括由玄武岩粉、萤石粉和锆英石粉,按重量百分比混合的原料、熔制、拉丝和退并纺四步工序组成。熔制工艺包括熔融、澄清、作业及漏板成型。该发明生产工艺简单,原料来源丰富,制造成 本低,产品具有优良的物理化学性能,可替代抗碱玻璃纤维及其他纤维,还可作为防火、保温、绝缘等材料,用途极为广泛。
9
 CN1230526
1998.04.01
1999.10.06
鸡西市梨树区人民政府
(已授权) 发明人:刘荣宝等
 
主要技术内容
发明涉及到玄武岩连续纤维及其生产工艺。它是经玄武岩矿石破碎、过筛、配料、熔化、拉丝等一系列工艺形成玄武岩连续纤维。具有原料来源广,制造成本低,工艺简单,耗能小,物化性能高,适应性能较强,出口潜力大,可广泛应用于FRP(树脂基复合材料)、GRC(玻璃纤维增强水泥)领域等经济效益和社会效益。
10
CN1263058
1999.02.09
2000.08.16
李国斌(已授权)
 
主要技术内容
 发明涉及一种玄武岩长纤及其制造方法和专用生产窑炉,玄武岩长纤维,各种配料混合后经窑炉溶化、漏板成型所形成的玻璃丝束包括重量份数比如下的各组分:SiO242-50,Al2O311-16.54,CaO 6.14-10,MgO7.13-9,Na2O3.12-4.90,K2O3.01-3.45,TiO21.82-2.27,MnO0.16,CrO30.11-0.13,F-0.08-0.20;玄武岩长纤维生产方法包括1:将玄武岩矿石粉碎;2:除铁;3:与助溶剂混合;4:熔融;5:拉丝。
111
CN1696070
2004.05.12
2005.11.16
横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司
发明人:连天峰;胡显奇
 
主要技术内容
 发明涉及制造玄武岩连续纤维和玻璃纤维所使用非贵金属合金拉丝漏板调节其两端温差的处理方法及装置。在拉丝漏板两端电极根部头端处装上水冷夹头,并与馈电铜排相连接从调压阀输出的压缩空气,经喷气管喷向拉丝漏板两端电极根部高温处,使其降温;为使喷出的压缩空气不影响拉丝漏板的漏嘴温度,在喷气管喷出压缩空气的有效区间外装有镶嵌喷气管口的气流隔板(5)。该方法和装置简便易行、结构简单,不必切断电源,随时通过调压阀和气体流量计有效控制压缩空气的气体流量,使拉丝漏板两端电极根部的温度达到最佳控制温度。
 12
CN2773071
2005.03.03
2006.04.19
横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司(已授权)
发明人:连天峰; 胡显奇
 
主要技术内容
实用新型公开一种生产玄武岩纤维熔炉上加料漏斗与燃烧喷嘴的复合装置,其特征:加料漏斗与燃烧喷嘴的圆管同心合为一体并构成了同心套管,在其同心套管的上端是一个蜗壳形进气管,并与喷嘴管道连通,喷嘴管道出口端断面稍加缩小,同心套管的下端是开有同孔径大小的喷嘴砖。
13
CN1513782
2003.07.24
2004.07.21
深圳俄金碳材料科技有限公司
发明人:胡显奇; 盛钢
 
主要技术内容
公开一种采用感应加热法对硅酸盐类矿石连续进行加热、熔融的方法,其特征在于采用中频感应加热法或高频感应加热法对硅酸盐类矿石进行加热和熔融,特别涉及采用中频和高频结合的中高频(1KHz~300KHz)感应加热法对玄武岩、辉绿岩等火山岩类矿石进行熔融,并进而用以生产各种不同直径和长度的纤维。
 14
CN1562832
CN 2690394
2004.04.20
 2004.04.20
2005.01.12
2005.04.06
北京融商网信电子技术开发有限公司(实用新型已授权)
 
主要技术内容
一种生产连续玄武岩纤维的池窑,其特征在于:它是由池窑体(1),加料口(2),熔化池(3),熔融体(4),分隔墙(5),流液洞(6),垂直上升通道(7),热屏(8),加热烧嘴(9),熔融体薄层溢流带(10),作业室(11),熔融体池(12),裙板(13),溜槽(14),供料管(15),漏板(16)组成的;在熔炉内腔中的熔化池(3)与作业区之间设有分隔墙(5),在池窑体(1)上设有加料口(2)和加热烧嘴(9),加料口(2)的下方设有熔化池(3),其下为熔融体(4)。
 15
CN2421287
2000.04.17
2001.02.28
 南京玻璃纤维研究设计院
(已授权) 发明人:王岚等
 
主要技术内容
公开制造玄武岩纤维用的铂金漏板及对制造普通玻璃纤维用铂金漏板的一种改进方法。包括底板、侧壁、加热耳、漏嘴和法兰,底板长度不超过350mm,漏嘴呈喇叭形,漏嘴并排排列。此结构能有效解决料液在漏板上的析晶、漫流问题,减少拉丝工的劳动强度和提高产品成品率。该实用新型特别适合用于制造玄武岩纤维及其它高熔点的特种玻璃纤维。
 16
 CN2421285
2000.03.27
2001.02.28
南京玻璃纤维研究设计院
(已授权) 发明人:王岚等
 
主要技术内容
该玄武岩化料代铂炉包括炉顶、加料管、炉墙、炉底、流液洞,左右炉墙内侧装有一对电极,它炉膛形状为长方体,长宽比为1.5:1-3:1,炉膛最小净长度大于400mm,流液洞边缘离开电极端部最小距离大于60mm,在装有电极窑炉内墙外侧设有冷却水包。本实用新型可以提高玄武岩的熔化效率,在熔融过程中有效地减少玄武岩中金属铁的析出,保护铂金漏板不中毒。它主要适用于玄武岩微纤维的生产。
 17
CN2516548
2001.12.29
2002.10.16
南京双威科技实业有限责任公司(已授权)
发明人:王岚;李振伟等
 
主要技术内容
该实用新型是拉制玄武岩纤维用的铂坩埚,由顶盖、加料管、加热耳、埚身和漏嘴构成,在埚身中设置有隔板,隔板上设有许多漏孔;漏嘴出口直径大于入口直径。
 18
 CN2449169
2000.09.19
2001.09.19
李广信(已授权)
 
主要技术内容
公开了一种全电熔组合窑炉,其由耐火材料制成炉体所围成的炉腔由开有流液洞的耐火隔墙依次分隔成熔化部、澄清区与作业部;熔化部顶部设有进料装置与通气孔,内部设有熔化部加热电极;澄清区顶部设有通气孔,内部设有澄清区加热电极;作业部顶部设有通气孔,内部设有作业部加热电极,底板开设有流液槽;与流液槽相对,炉体外部设有带网眼漏板。该实用新型用来生产玄武岩长纤维,具有结构简单,效率高等特点。

:已经授权的中国实用新型专利。

 

参考文献附在下一篇之后:《 连续玄武岩纤维国内专利技术解析(二)》


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