专利名称：一种微晶纤维,及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶纤维及其制备方法和用途，更具体地说涉及 利用发火力发电厂液态熔融的炉渣生产的超细增韧的微晶纤维及其 制备方法和用途。
背景技术：
通常的玻璃纤维既脆又缺乏韧性，不适于添加到诸如纸浆、塑 料、橡胶、水泥、涂料等等工业材料中起到材料结构中的框架作用和 增强材料的强度和挠度。
本发明的微晶纤维具有超细的直径(3 — 30微米)和较强的韧性， 克服了玻璃纤维材料性能上的不足，如果添加到纸浆中可以增强纸制 品的强度和耐水性能；如果添加到塑料中，可以增强塑料构件的强度 和挠度，使之不易断裂和变形；如果添加到橡胶中，可以提高橡胶制 品的强度和耐磨能力；如果添加到公路路面材料中，可以增加路面的 延展性和抗御环境温度变化所造成的路面开裂；如果添加到水泥材料 中，可以增强水泥制品的强度和防止渗水性能。
发明内容
微晶纤维的制备方法是将火力发电厂的150(TC左右的熔融炉渣 直接引入特制的耐高温的搅拌容炉，该搅拌炉是由耐火砖砌制而成， 呈圆柱形或者具有相同矩形截面长方形，与地面呈30。到60°倾斜 角度，其中每隔半米左右有一个不同形状，高度不等的隔断，在该炉
子的最高处在两个入口， 一个是熔融的炉渣的入口，另一个入口是软 化剂的入口 ，熔融的炉渣从上至下流动的过程也就是软化剂与熔融的 炉渣混合搅拌的过程。在前述搅拌炉最下面出口处放置一个旋转式搅 拌装置，该装置呈圆柱形，下面呈锥形，在最下面有一个出料口。从 前面的搅拌炉流出的熔融的炉渣与软化剂混合过的液态物料流入下 面的旋转式搅拌装置，通过旋转使之充分地搅拌与混合。在旋转搅拌 器最下面的出口安置一台通用抽丝机，将熔融的物料抽丝，该丝状物
的直径3至30微米，该产物就是微晶纤维。 说明书
图1是微晶纤维制造工艺的流程图
图2是具有矩形截面的长方形搅拌炉截面示意图3是具有圆截面的圆柱形搅拌炉截面示意图4是旋转式搅拌炉的结构示意具体实施例方式
下面结合说明书附图1对微晶纤维制造工艺做出说明，熔融的 发电厂的炉渣从料斗1流入具有自搅拌功能的搅拌炉3，流入的炉渣 的温度具有1500至1600°C，软化剂从料斗2流入自搅拌炉3，软化 剂是由氢氧化钙和碳酸镁组成其比例为20: 1至10比1，所添加量 是炉渣重量的25%到35%。搅拌炉是由耐火砖砌成的，其长度6米 至8米，炉体与水平地面成30—60°角度。在炉膛内每隔半米左右 有一个隔板，见图中隔板4和隔板5，该隔板按一高一低规则地排列， 或可以是高低不规则地排列，该隔板的上表面呈30。到60°倾斜，
具体见图8和图9。其目的是熔融的发电厂的炉渣在搅拌炉内从前往 后流动的过程中，由于隔板的斜面作用，使得流体产生旋转，从而将 熔融的炉渣与软化剂自动进行混合。在炉渣与软化剂充分搅拌后从出 料口6流入抽丝机7，该抽丝机是通用的工业抽丝机，例如wQ---100 型号的抽丝机。在抽丝机中将温度降低到1200至1300。C的混合料进 行抽丝，抽出的微晶纤维可以是比较长的，以后可以根据需要将其剪 成所需要的长度，根据对抽丝机的调整，可以抽出3微米到30微米 粗的微晶纤维。
图2是具有矩形截面的搅拌炉的剖面图，垂直于炉渣流动方向的 搅拌炉的剖面是矩形，图2是沿炉渣流动方向搅拌炉的剖面图，它示 出了其中的隔板的排列和结构。为了有利于炉渣的流动而不使熔融的 炉渣淤积，在隔板面朝流动的炉渣的一面，将隔板做成如图中所示的 具有圆角R的弧面。
图3是垂直于炉渣流动方向的搅拌炉的剖面是圆形的圆柱形搅 拌炉的截面图。为了减少炉壁对熔融炉渣流动的阻碍，将炉体做成圆 柱形，有利于熔融炉渣流动。由于炉膛截面呈圆形，所以其中的隔板 形状也有适当的变化。同样隔板面朝流动的炉渣的一面，将隔板做具 有圆角R的弧面。其中的隔板按一高一低规则地排列，或可以是高 低不规则地排列。不论如何排列，其目的就是要熔融的炉渣在流动的 过程中有翻滚，以利于炉渣与软化剂的混合。
图4是旋转式搅拌炉，其中1表示熔融电厂炉渣的进料口， 2是 软化剂的进料口， 3是炉壁，4是炉体，5是出料口。电机通过皮带
或齿轮传动带动旋转式搅拌炉转动，从出料口流出的混合好的料，输 送到抽丝机进行抽丝。
当然，图l所示的自搅拌炉，可以与图4所示的旋转式搅拌炉联 合使用，自搅拌炉流出的混合料流入旋转式搅拌炉，当然，就不需要 再往该旋转式搅拌炉输送软化剂了，也就可以去掉软化剂进料口。目 的是通过旋转更充分地将炉渣与软化剂进行混合，充分混合的原料送 往抽丝机进行抽丝。
根据需要，可以抽出不同粗细的微晶纤维，，然后根据需要剪截 成所需要的长度。分别应用于不同的领域。
1. 可以将微晶纤维按总量5%至50%的比例添加到橡胶中， 以增加橡胶制品的耐磨性能和抗拉性能(即韧性)，同时 提高了制品的刚性。
2. 可以将微晶纤维按总量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(即韧性)，同时 提高了制品的强度和韧性。
3. 可以将微晶纤维按总量5%至50%的比例添加到纸桨中，
以增加纸制品的承受能力同时提高了制品的表面光洁度 和具有较好的抗渗水性能(防水特性)。
4. 可以将微晶纤维按总量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. 可以将微晶纤维按路面材料总量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环境温度变
化所造成的路面开裂.，
本发明披露了用发电厂的炉渣制造的微晶纤维，及其制备方
法和它的用途。根据本发明的构思重新组合形成的制备方法都不 能超脱本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种微晶纤维，其特征是通过熔融的发电厂炉渣添加由氢氧化钙和碳酸镁组成的软化剂混合后经抽丝而成直径3至30微米的超细和柔韧纤维。
2. 权利要求1的微晶纤维的制造方法，其特征在于将发电厂的熔融 炉渣与碳酸镁组成的软化剂在自搅拌炉中充分混合，所添加的软 化剂是电厂所排炉渣重量的25%至35%，或者与旋转式搅拌炉联合 使用，更充分将软化剂与炉渣混合后通过抽丝机将熔融物料抽丝 成直径3至30微米的微晶纤维。
3. 权利要求1的微晶纤维的制造方法，其特征在于将发电厂的熔融 炉渣与碳酸镁组成的软化剂在旋转式搅拌炉中充分混合，所添加 的软化剂是电厂所排炉渣重量的25%至35%，充分将软化剂与炉渣 混合后通过抽丝机将熔融物料抽丝成直径3至30微米的微晶纤 维。
4. 根据权利要求2的微晶纤维的制造方法，其特征在于自搅拌炉可 以是有矩形内膛的长方体形状，也可以是有圆形内膛的圆柱体形 状，6 — 8米自搅拌炉膛内每隔半米左右设置一个隔板，隔板的高 度可以不同，但隔板的上面呈30°—60°的斜边，通过该斜边可以使熔融的物料发生翻流滚，从而达到自搅拌的作用。
5. 权利要求1的微晶纤维的一种用途是该微晶纤维按总量5%至50%的比例添加到橡胶中，以增加橡胶制品的耐磨性能和抗拉性能(即 韧性)，同时提高了制品的刚性。
6. 权利要求1的微晶纤维的一种用途是该微晶纤维按总量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 韧性)，同时提高了制品的强度和韧性。
7. 权利要求1的微晶纤维的一种用途是该微晶纤维按总量5%至50% 的比例添加到纸桨中，以增加纸制品的承受能力同时提高了制品 的防火性能和具有较好的抗渗水性能(防水特性)。
8. 权利要求1的微晶纤维的一种用途是该微晶纤维按总量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. 权利要求1的微晶纤维的一种用途是该微晶纤维按总量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环境 温度变化所造成的路面开裂。
全文摘要
本发明涉使用发电厂的熔融炉渣制造的超细增韧微晶纤维，以及该微晶纤维的制备方法和广泛在工业上的应用。该微晶纤维可以添加在公路路面材料、工程塑料、橡胶、水泥和纸浆中，并且产生优异的工程性能。
文档编号C03B37/00GK101113071SQ20061010339
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月24日 优先权日2006年7月24日
发明者黄世鲜 申请人:黄世鲜