專利名稱：一種微晶纖維,及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微晶纖維及其制備方法和用途，更具體地說涉及 利用發(fā)火力發(fā)電廠液態(tài)熔融的爐渣生產(chǎn)的超細(xì)增韌的微晶纖維及其 制備方法和用途。
背景技術(shù)：
通常的玻璃纖維既脆又缺乏韌性，不適于添加到諸如紙漿、塑 料、橡膠、水泥、涂料等等工業(yè)材料中起到材料結(jié)構(gòu)中的框架作用和 增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和撓度。
本發(fā)明的微晶纖維具有超細(xì)的直徑(3 — 30微米)和較強(qiáng)的韌性， 克服了玻璃纖維材料性能上的不足，如果添加到紙漿中可以增強(qiáng)紙制 品的強(qiáng)度和耐水性能；如果添加到塑料中，可以增強(qiáng)塑料構(gòu)件的強(qiáng)度 和撓度，使之不易斷裂和變形；如果添加到橡膠中，可以提高橡膠制 品的強(qiáng)度和耐磨能力；如果添加到公路路面材料中，可以增加路面的 延展性和抗御環(huán)境溫度變化所造成的路面開裂；如果添加到水泥材料 中，可以增強(qiáng)水泥制品的強(qiáng)度和防止?jié)B水性能。

發(fā)明內(nèi)容
微晶纖維的制備方法是將火力發(fā)電廠的150(TC左右的熔融爐渣 直接引入特制的耐高溫的攪拌容爐，該攪拌爐是由耐火磚砌制而成， 呈圓柱形或者具有相同矩形截面長方形，與地面呈30。到60°傾斜 角度，其中每隔半米左右有一個不同形狀，高度不等的隔斷，在該爐
子的最高處在兩個入口， 一個是熔融的爐渣的入口，另一個入口是軟 化劑的入口 ，熔融的爐渣從上至下流動的過程也就是軟化劑與熔融的 爐渣混合攪拌的過程。在前述攪拌爐最下面出口處放置一個旋轉(zhuǎn)式攪 拌裝置，該裝置呈圓柱形，下面呈錐形，在最下面有一個出料口。從 前面的攪拌爐流出的熔融的爐渣與軟化劑混合過的液態(tài)物料流入下 面的旋轉(zhuǎn)式攪拌裝置，通過旋轉(zhuǎn)使之充分地攪拌與混合。在旋轉(zhuǎn)攪拌 器最下面的出口安置一臺通用抽絲機(jī)，將熔融的物料抽絲，該絲狀物
的直徑3至30微米，該產(chǎn)物就是微晶纖維。 說明書


圖1是微晶纖維制造工藝的流程圖
圖2是具有矩形截面的長方形攪拌爐截面示意圖3是具有圓截面的圓柱形攪拌爐截面示意圖4是旋轉(zhuǎn)式攪拌爐的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖1對微晶纖維制造工藝做出說明，熔融的 發(fā)電廠的爐渣從料斗1流入具有自攪拌功能的攪拌爐3，流入的爐渣 的溫度具有1500至1600°C，軟化劑從料斗2流入自攪拌爐3，軟化 劑是由氫氧化鈣和碳酸鎂組成其比例為20: 1至10比1，所添加量 是爐渣重量的25%到35%。攪拌爐是由耐火磚砌成的，其長度6米 至8米，爐體與水平地面成30—60°角度。在爐膛內(nèi)每隔半米左右 有一個隔板，見圖中隔板4和隔板5，該隔板按一高一低規(guī)則地排列， 或可以是高低不規(guī)則地排列，該隔板的上表面呈30。到60°傾斜，
具體見圖8和圖9。其目的是熔融的發(fā)電廠的爐渣在攪拌爐內(nèi)從前往 后流動的過程中，由于隔板的斜面作用，使得流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而將 熔融的爐渣與軟化劑自動進(jìn)行混合。在爐渣與軟化劑充分?jǐn)嚢韬髲某?料口6流入抽絲機(jī)7，該抽絲機(jī)是通用的工業(yè)抽絲機(jī)，例如wQ---100 型號的抽絲機(jī)。在抽絲機(jī)中將溫度降低到1200至1300。C的混合料進(jìn) 行抽絲，抽出的微晶纖維可以是比較長的，以后可以根據(jù)需要將其剪 成所需要的長度，根據(jù)對抽絲機(jī)的調(diào)整，可以抽出3微米到30微米 粗的微晶纖維。
圖2是具有矩形截面的攪拌爐的剖面圖，垂直于爐渣流動方向的 攪拌爐的剖面是矩形，圖2是沿爐渣流動方向攪拌爐的剖面圖，它示 出了其中的隔板的排列和結(jié)構(gòu)。為了有利于爐渣的流動而不使熔融的 爐渣淤積，在隔板面朝流動的爐渣的一面，將隔板做成如圖中所示的 具有圓角R的弧面。
圖3是垂直于爐渣流動方向的攪拌爐的剖面是圓形的圓柱形攪 拌爐的截面圖。為了減少爐壁對熔融爐渣流動的阻礙，將爐體做成圓 柱形，有利于熔融爐渣流動。由于爐膛截面呈圓形，所以其中的隔板 形狀也有適當(dāng)?shù)淖兓?。同樣隔板面朝流動的爐渣的一面，將隔板做具 有圓角R的弧面。其中的隔板按一高一低規(guī)則地排列，或可以是高 低不規(guī)則地排列。不論如何排列，其目的就是要熔融的爐渣在流動的 過程中有翻滾，以利于爐渣與軟化劑的混合。
圖4是旋轉(zhuǎn)式攪拌爐，其中1表示熔融電廠爐渣的進(jìn)料口， 2是 軟化劑的進(jìn)料口， 3是爐壁，4是爐體，5是出料口。電機(jī)通過皮帶
或齒輪傳動帶動旋轉(zhuǎn)式攪拌爐轉(zhuǎn)動，從出料口流出的混合好的料，輸 送到抽絲機(jī)進(jìn)行抽絲。
當(dāng)然，圖l所示的自攪拌爐，可以與圖4所示的旋轉(zhuǎn)式攪拌爐聯(lián) 合使用，自攪拌爐流出的混合料流入旋轉(zhuǎn)式攪拌爐，當(dāng)然，就不需要 再往該旋轉(zhuǎn)式攪拌爐輸送軟化劑了，也就可以去掉軟化劑進(jìn)料口。目 的是通過旋轉(zhuǎn)更充分地將爐渣與軟化劑進(jìn)行混合，充分混合的原料送 往抽絲機(jī)進(jìn)行抽絲。
根據(jù)需要，可以抽出不同粗細(xì)的微晶纖維，，然后根據(jù)需要剪截 成所需要的長度。分別應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
1. 可以將微晶纖維按總量5%至50%的比例添加到橡膠中， 以增加橡膠制品的耐磨性能和抗拉性能(即韌性)，同時 提高了制品的剛性。
2. 可以將微晶纖維按總量5%至30%的比例添加到塑料中， 以增加塑料制品的耐磨性能和抗拉性能(即韌性)，同時 提高了制品的強(qiáng)度和韌性。
3. 可以將微晶纖維按總量5%至50%的比例添加到紙槳中，
以增加紙制品的承受能力同時提高了制品的表面光潔度 和具有較好的抗?jié)B水性能(防水特性)。
4. 可以將微晶纖維按總量5%至30%的比例添加到水泥中， 以增加水泥制品的抗裂性能和防水性能。
5. 可以將微晶纖維按路面材料總量5%至30%的比例添加到 公路路面材料中，以增加路面的延展性和抗御環(huán)境溫度變
化所造成的路面開裂.，
本發(fā)明披露了用發(fā)電廠的爐渣制造的微晶纖維，及其制備方
法和它的用途。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思重新組合形成的制備方法都不 能超脫本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種微晶纖維，其特征是通過熔融的發(fā)電廠爐渣添加由氫氧化鈣和碳酸鎂組成的軟化劑混合后經(jīng)抽絲而成直徑3至30微米的超細(xì)和柔韌纖維。
2. 權(quán)利要求1的微晶纖維的制造方法，其特征在于將發(fā)電廠的熔融 爐渣與碳酸鎂組成的軟化劑在自攪拌爐中充分混合，所添加的軟 化劑是電廠所排爐渣重量的25%至35%，或者與旋轉(zhuǎn)式攪拌爐聯(lián)合 使用，更充分將軟化劑與爐渣混合后通過抽絲機(jī)將熔融物料抽絲 成直徑3至30微米的微晶纖維。
3. 權(quán)利要求1的微晶纖維的制造方法，其特征在于將發(fā)電廠的熔融 爐渣與碳酸鎂組成的軟化劑在旋轉(zhuǎn)式攪拌爐中充分混合，所添加 的軟化劑是電廠所排爐渣重量的25%至35%，充分將軟化劑與爐渣 混合后通過抽絲機(jī)將熔融物料抽絲成直徑3至30微米的微晶纖 維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的微晶纖維的制造方法，其特征在于自攪拌爐可 以是有矩形內(nèi)膛的長方體形狀，也可以是有圓形內(nèi)膛的圓柱體形 狀，6 — 8米自攪拌爐膛內(nèi)每隔半米左右設(shè)置一個隔板，隔板的高 度可以不同，但隔板的上面呈30°—60°的斜邊，通過該斜邊可以使熔融的物料發(fā)生翻流滾，從而達(dá)到自攪拌的作用。
5. 權(quán)利要求1的微晶纖維的一種用途是該微晶纖維按總量5%至50%的比例添加到橡膠中，以增加橡膠制品的耐磨性能和抗拉性能(即 韌性)，同時提高了制品的剛性。
6. 權(quán)利要求1的微晶纖維的一種用途是該微晶纖維按總量5%至30% 的比例添加到塑料中，以增加塑料制品的耐磨性能和抗拉性能(即 韌性)，同時提高了制品的強(qiáng)度和韌性。
7. 權(quán)利要求1的微晶纖維的一種用途是該微晶纖維按總量5%至50% 的比例添加到紙槳中，以增加紙制品的承受能力同時提高了制品 的防火性能和具有較好的抗?jié)B水性能(防水特性)。
8. 權(quán)利要求1的微晶纖維的一種用途是該微晶纖維按總量5%至30% 的比例添加到水泥中，以增加水泥制品的抗裂性能和防水性能。
9. 權(quán)利要求1的微晶纖維的一種用途是該微晶纖維按總量5%至30% 的比例添加到公路路面材料中，以增加路面的延展性和抗御環(huán)境 溫度變化所造成的路面開裂。
全文摘要
本發(fā)明涉使用發(fā)電廠的熔融爐渣制造的超細(xì)增韌微晶纖維，以及該微晶纖維的制備方法和廣泛在工業(yè)上的應(yīng)用。該微晶纖維可以添加在公路路面材料、工程塑料、橡膠、水泥和紙漿中，并且產(chǎn)生優(yōu)異的工程性能。
文檔編號C03B37/00GK101113071SQ20061010339
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者黃世鮮 申請人:黃世鮮