玄武岩纤维在耐高温输送带芯

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1、《河北纺织>2009年第一期(总136期)新产品新材料玄武岩纤维在耐高温输送带芯上应用梁凤静杨彩云(天津天津工业大学纺织学院300160)【摘要】：耐高温输送带发展迅速，更多的新型纤维应用在其骨架材料上。玄武岩纤维是抗拉强度高、模量大、耐高温的绿色环保高性能纤维，将其作为耐高温输送带骨架材料比玻璃纤维、芳纶纤维更具有明显优势。[关键词】：玄武岩纤维；特性；耐高温输送带；应用1．玄武岩纤维概述玄武岩连续纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后放进池窑中，经1450—1500~C的高温熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤维。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其它碱

2、金属氧化物排出，使玄武岩连续纤维的制造过程对环境无害，无工业垃圾，不向大气排放有害气体，是迄今为止唯一的无环境污染的、不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品【1】。玄武岩纤维是20世纪由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出来的一种产品，于1985年在乌克兰开始投产，在2002年以前，前苏联每年大约生产500t连续玄武岩纤维产品，但主要用于军工领域。目前主要的生产厂家集中在俄罗斯、美国、乌克兰和我国，其中我国的生产技术具有自主知识产权，处于国际先进水平【2。我国对玄武岩纤维的研发工作并不落后，南京玻璃纤维研究设计院最早开始玄武岩纤维的研究，北京航空航天大学、东北大

3、学等一批高校也在进行玄武岩纤维的性能研究，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司、黑龙江省宁安市镜泊湖耐碱玄武岩纤维有限公司等专门从事玄武岩纤维的生产销售。我国把玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维一起列为鼓励发展的四大高性能纤维，玄武岩纤维将成为与碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维并驾齐驱的又一极具竞争力的高科技纤维l。35<河北纺织》2009年第一期(总136期)新产品新材料继前苏联之后，近几年来，国际上如美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对玄武岩纤维这一新型无机高科技纤维的研究开发，并取得了一系列新的应用研究成果。研究结果表明

4、：玄武岩纤维已经成为一种将改变世界新材料格局的高技术纤维【6】。我国有关决策部门拟从新材料的战略发展高度引起充分的关注和重视，以推动我国玄武岩纤维及其产业的快速发展，真正成为全球“后来者居上”的玄武岩纤维制造大国。2．玄武岩纤维的特性玄武岩矿石主要由SiO2、AI2O3、FeO+Fe203、CaO、MgO、Na20+KzO、TiOz等多种氧化物陶瓷成分组成，因此玄武岩纤维在耐高温性、化学稳定性、耐腐蚀性、力学性能等许多方面具有优良的特性。．2．1优异的耐高温特性玄武岩连续纤维的耐热性优于矿棉和E玻璃纤维等，接近产量小而价格高的耐高温石英玻璃纤维。在40

5、0~C下工作时，其断裂强度能够保持85％；在600~E下工作时，其断裂强度仍能够保持80％的原始强度；而即使优良的矿棉此时也只能保持50％～6O％的强度，玻璃棉则完全破坏【_。玄武岩纤维可以工作到6000(：，而玻璃纤维在相同条件下的使用温度不超过400~C。此外，玄武岩矿石还可以和许多配料组合形成可在800~C下工作的耐高温材料。如果玄武岩纤维预先在780～8200(2下进行处理，纤维还能在86OcI=下工作而不会出现收缩】。2．2优越的力学性能玄武岩纤维的抗拉比强度是金属的2—2．5倍，是E型玻璃纤维的1．4—1．5倍】。表1列出的是玄武岩纤维抗拉

6、比强度的数据，表2给出的是由玄武岩连续纤维制造的RB10型多股粗纱的拉断载荷数据【9】。表1玄武岩纤维抗拉比强度表2玄武岩连续纤维制造的RB10型多股粗纱的拉断载荷《河北纺织>2009年第一期(总136期)新产品新材料2．3耐疲劳性能优异根据文献【l0】介绍，由连续玄武岩纤维制成的细棒在长时间(超过9年)经受交变载荷作用后几乎没有疲劳破坏的痕迹，即未出现裂纹或其他破坏现象。3．玄武岩纤维用于耐高温输送带3．1耐高温输送带概况耐高温输送带在输送带中占有很重要的地位。耐高温输送带作为运输带的一个品种，是以热稳定性高的纤维作为骨架材料，以耐高温胶料为覆盖胶制

7、成的输送带，广泛用于煤炭、水泥、钢铁、冶炼等行业，用作固体热物料的输送，如烧结矿石、球团矿石、水泥熟料、烘干水泥、石灰、尿素和无机化肥等。耐高温输送带的工作环境十分苛刻，现国内煤炭、水泥、冶金等行业生产过程中要输送的物料温度非常高，达400～600~C，个别工序达800以上，因此要求输送带材料必须耐高温。现今耐高温输送带共分为T，，T2，T3三个等级，对应的试验温度分别为100，125，150℃，已明显不能适应当前的使用要求[1¨。现在急需的任务是，开发新型的使用寿命长的耐高温输送带来满足这些行业发展的需要。3．2目前用于耐高温输送带芯的材料目前常见的

8、带芯骨架材料有：棉纤维、锦纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等等，具体性能对比见表3【1。表