本发明属于纤维加工
技术领域：
，具体涉及一种高断裂强度的玄武岩纤维。
背景技术：
玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。虽然玄武岩纤维的整体特性较好，但其仍存在一定的使用缺点，如其表面特性较差，断裂强度一般。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高断裂强度的玄武岩纤维。本发明是通过以下技术方案实现的：一种高断裂强度的玄武岩纤维，由经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制成玄武岩纤维初料，再对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性得到。进一步的，经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制备方法为：将玄武岩矿石粉碎至150目，得到玄武岩矿石粉，然后将玄武岩矿石粉添加到纳米二氧化硅改性液中进行浸泡改性处理，加热保持纳米二氧化硅改性液的温度为90-92℃，以3500r/min转速搅拌40min，然后进行抽滤，清洗，烘干至恒重，即得；所述的纳米二氧化硅改性液按重量份计由以下成分制成：1-3份硅烷偶联剂、8.5-8.8份无水乙醇、1.2-1.5份乳化剂、3-6份纳米二氧化硅、1-3份磷酸、80-85份去离子水水。进一步的，所述乳化剂为脂肪酰胺聚氧乙烯醚。进一步的，所述玄武岩纤维初料通过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉通过熔融、纺丝、冷却步骤制备得到。进一步的，所述熔融温度为1450℃。进一步的，对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性为：将玄武岩纤维初料在惰性气体氛围保护下加热至550℃，然后保温34min，再缓慢冷却至80℃，保温，然后再将玄武岩纤维初料添加到盐酸羟胺溶液中，再添加碳酸钠，所述碳酸钠与盐酸羟胺的摩尔比为1.8:1，以150r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，清洗，真空干燥至恒重，即可。进一步的，所述惰性气体为氖气。进一步的，所述玄武岩纤维初料与盐酸羟胺溶液混合比例为200g：460ml，所述盐酸羟胺溶液初始温度为20℃。进一步的，所述真空干燥温度为50℃。有益效果：本发明制备的玄武岩纤维具有更好的断裂强度和冲击强度，通过分别对玄武岩矿石粉与玄武岩纤维初料进行不同方法的改性处理，二者协同作用，能够明显的改善玄武岩的纤维组织结构，大幅度的提高玄武岩纤维的断裂强度和冲击强度，采用现有改性方法对玄武岩纤维进行处理，虽然能够在一定程度上提高玄武岩的冲击强度，但是，对于玄武岩纤维的断裂强度提高效果较弱，本发明通过对玄武岩矿石粉进行改性处理，在乳化剂的作用下，将纳米二氧化硅均匀分散在改性液中，然后能够有效的提高纳米二氧化硅与玄武岩矿石粉的接触面积，在磷酸与硅烷偶联剂的协同作用下，对纳米二氧化硅表面进行刻蚀改性的同时，能够接枝到玄武岩矿石粉粒子表面，得到改性玄武岩矿石粉，所得到的改性玄武岩矿石粉再经过熔融拉丝时，能够有效的促进纤维中晶粒细化，晶粒组织分布更加均匀，从而有效的提高了玄武岩纤维的断裂强度和冲击强度，最后经过原位偕胺肟化改性，能够进一步的改善玄武岩纤维的组织结构，提高力学性能。具体实施方式实施例1一种高断裂强度的玄武岩纤维，由经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制成玄武岩纤维初料，再对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性得到。进一步的，经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制备方法为：将玄武岩矿石粉碎至150目，得到玄武岩矿石粉，然后将玄武岩矿石粉添加到纳米二氧化硅改性液中进行浸泡改性处理，加热保持纳米二氧化硅改性液的温度为90℃，以3500r/min转速搅拌40min，然后进行抽滤，清洗，烘干至恒重，即得；所述的纳米二氧化硅改性液按重量份计由以下成分制成：1份硅烷偶联剂、8.5份无水乙醇、1.2份乳化剂、3份纳米二氧化硅、1份磷酸、80份去离子水水。进一步的，所述乳化剂为脂肪酰胺聚氧乙烯醚。进一步的，所述玄武岩纤维初料通过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉通过熔融、纺丝、冷却步骤制备得到。进一步的，所述熔融温度为1450℃。进一步的，对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性为：将玄武岩纤维初料在惰性气体氛围保护下加热至550℃，然后保温34min，再缓慢冷却至80℃，保温，然后再将玄武岩纤维初料添加到盐酸羟胺溶液中，再添加碳酸钠，所述碳酸钠与盐酸羟胺的摩尔比为1.8:1，以150r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，清洗，真空干燥至恒重，即可。进一步的，所述惰性气体为氖气。进一步的，所述玄武岩纤维初料与盐酸羟胺溶液混合比例为200g：460ml，所述盐酸羟胺溶液初始温度为20℃。进一步的，所述真空干燥温度为50℃。实施例2一种高断裂强度的玄武岩纤维，由经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制成玄武岩纤维初料，再对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性得到。进一步的，经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制备方法为：将玄武岩矿石粉碎至150目，得到玄武岩矿石粉，然后将玄武岩矿石粉添加到纳米二氧化硅改性液中进行浸泡改性处理，加热保持纳米二氧化硅改性液的温度为92℃，以3500r/min转速搅拌40min，然后进行抽滤，清洗，烘干至恒重，即得；所述的纳米二氧化硅改性液按重量份计由以下成分制成：3份硅烷偶联剂、8.8份无水乙醇、1.5份乳化剂、6份纳米二氧化硅、3份磷酸、85份去离子水水。进一步的，所述乳化剂为脂肪酰胺聚氧乙烯醚。进一步的，所述玄武岩纤维初料通过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉通过熔融、纺丝、冷却步骤制备得到。进一步的，所述熔融温度为1450℃。进一步的，对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性为：将玄武岩纤维初料在惰性气体氛围保护下加热至550℃，然后保温34min，再缓慢冷却至80℃，保温，然后再将玄武岩纤维初料添加到盐酸羟胺溶液中，再添加碳酸钠，所述碳酸钠与盐酸羟胺的摩尔比为1.8:1，以150r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，清洗，真空干燥至恒重，即可。进一步的，所述惰性气体为氖气。进一步的，所述玄武岩纤维初料与盐酸羟胺溶液混合比例为200g：460ml，所述盐酸羟胺溶液初始温度为20℃。进一步的，所述真空干燥温度为50℃。实施例3一种高断裂强度的玄武岩纤维，由经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制成玄武岩纤维初料，再对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性得到。进一步的，经过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉制备方法为：将玄武岩矿石粉碎至150目，得到玄武岩矿石粉，然后将玄武岩矿石粉添加到纳米二氧化硅改性液中进行浸泡改性处理，加热保持纳米二氧化硅改性液的温度为91℃，以3500r/min转速搅拌40min，然后进行抽滤，清洗，烘干至恒重，即得；所述的纳米二氧化硅改性液按重量份计由以下成分制成：2份硅烷偶联剂、8.6份无水乙醇、1.3份乳化剂、5份纳米二氧化硅、2份磷酸、83份去离子水水。进一步的，所述乳化剂为脂肪酰胺聚氧乙烯醚。进一步的，所述玄武岩纤维初料通过纳米二氧化硅改性的玄武岩矿石粉通过熔融、纺丝、冷却步骤制备得到。进一步的，所述熔融温度为1450℃。进一步的，对玄武岩初料进行原位偕胺肟化改性为：将玄武岩纤维初料在惰性气体氛围保护下加热至550℃，然后保温34min，再缓慢冷却至80℃，保温，然后再将玄武岩纤维初料添加到盐酸羟胺溶液中，再添加碳酸钠，所述碳酸钠与盐酸羟胺的摩尔比为1.8:1，以150r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，清洗，真空干燥至恒重，即可。进一步的，所述惰性气体为氖气。进一步的，所述玄武岩纤维初料与盐酸羟胺溶液混合比例为200g：460ml，所述盐酸羟胺溶液初始温度为20℃。进一步的，所述真空干燥温度为50℃。对比例1：与实施例1区别仅在于玄武岩纤维制备时玄武岩矿石粉不经过改性处理。对比例2：与实施例1区别仅在于玄武岩纤维初料不经过改性处理。对比例3：将玄武岩纤维初料改性方法替换为申请号：201711038158.8方法。对实施例与对比例制备的相同规格的玄武岩纤维（各组玄武岩纤维均加工成直径为8.5μm的单丝）进行性能测试，具体对比数据如下表1所示（断裂强度参照jc/t572-1994所述方法进行测试；冲击强度按照astm标准塑料冲击试验标准d4812进行简支梁摆锤冲击试验，测试仪器为jc-25型冲击试验机(承德精密试验机公司)，试件长度为60mm，宽度为12mm,跨距为55mm，摆锤能量为2.1j，冲击速度为3.2m/s）；表1断裂强度mpa冲击强度（kj/m2）实施例均值361015.3对比例1332012.6对比例2296010.8对比例3310015.2由表1可以看出本发明制备的玄武岩纤维具有更好的断裂强度，通过分别对玄武岩矿石粉与玄武岩纤维初料进行不同方法的改性处理，二者协同作用，能够明显的改善玄武岩的纤维组织结构，大幅度的提高玄武岩纤维的断裂强度和冲击强度，采用现有改性方法对玄武岩纤维进行处理，虽然能够在一定程度上提高玄武岩的冲击强度，但是，对于玄武岩纤维的断裂强度提高效果较弱。当前第1页12