高强度石英纤维织物及其制备方法与流程

1.本发明涉及石英纤维织物应用技术领域，具体为高强度石英纤维织物及其制备方法。


背景技术：

2.石英纤维是用高纯石英或天然水晶为原料制得的一种无机纤维，直径一般为几微米到几十微米，具有耐热、耐腐蚀和柔软性，高温下强度保持率高、尺寸稳定、抗热震性、化学稳定性、透光性及电绝缘性好，它保持了固体石英的一些特点和性能，是一种优良的耐高温材料，可作为先进复合材料的一种增强相，石英玻璃纤维的sio2质量分数高达99.9％以上，耐高温性能比高硅氧纤维高，长期使用温度可达到1200℃，软化点温度高达1700℃，同时具有高的电绝缘性能，耐烧蚀，抗热震，优良的介电性能和良好的化学稳定性，具有优良的性能，广泛运用于对材料有着特殊要求的领域，如生物导管、废气处理等，近年来由于其突出的力学性能和介电性能而越来越多应用于航天、航空领域，尤其是耐高温天线罩体系中，目前对石英纤维研究主要集中在其析晶性能、表面涂覆改性等方面，超高马赫数天线罩用陶瓷基复合材料多采用连续的石英纤维增强体。
3.石英纤维在进行使用时抗拉强度非常小，在拉制石英纤维单丝和捻合的过程中会产生大量的毛羽，容易产生断头，在进行生产的过程中会产生毛羽少和折断的情况，影响石英纤维的强度，在进行生产制造的过程中较为麻烦。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供高强度石英纤维织物及其制备方法，利用在石英棒下部形成丝根的新月形细丝，拉丝机保持恒定的转动速率，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维，拉丝捻合，在石英纤维上涂上一层浸润剂，涂覆表面处理剂，在拉丝捻合后，能够将数百根乃至数千根纤维单丝集成一束，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高强度石英纤维织物，它的组成为二氧化硅粉料加热拉丝，在表面涂抹浸润剂，通过捻合形成连续石英石纤维，生成石英纤维织物；
6.高强度石英纤维织物的制备方法，包括步骤一，原料加热挤出；步骤二，制作浸润剂；步骤三，加热拉丝；步骤四，拉丝捻合；步骤五，涂覆表面处理剂；
7.其中上述步骤一中，所述选择水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，制造为纯净的二氧化硅粉料，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，加热熔化，使二氧化硅粉粉料呈熔融状态，将熔融后的二氧化硅粉料进行挤出；
8.其中上述步骤二中，所述提前获取环氧树脂、氰酸酯树脂、水性环氧树脂、盐酸羟胺，将原料导入至搅拌罐的内部，制得浸润剂；
9.其中上述步骤三中，所述液态的高温石英由石英棒底端滴出，将石英棒底端滴出
的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维；
10.其中上述步骤四中，所述在石英纤维上涂上一层步骤二中制得的浸润剂，而后放置于氢氧火焰环境中加热软化，将软化后的石英纤维单相进行拉丝操作，可以获得单丝直径约8微米的原丝，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，使石英石原丝纤维能够进行融合成束，同时在进行加捻的过程中加入浸润剂，将浸润剂喷涂在石英石原丝纤维的表面，
11.其中上述步骤五中，所述在原丝纤维进行合股加捻纤维表面涂覆表面处理剂，将合股加捻纤维的表面有效地润滑，在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合从而获得纤维纱或纤维织物。
12.优选的，所述选择水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，制造为纯净的二氧化硅粉料，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，加热熔化，使二氧化硅粉粉料呈熔融状态，将熔融后的二氧化硅粉料进行挤出，拉制成直径为2～3毫米的细棒，将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流，经空气或水冷却固化。
13.优选的，所述提前获取环氧树脂、氰酸酯树脂、水性环氧树脂、盐酸羟胺，将原料导入至搅拌罐的内部，在搅拌均匀后加入去离子水和增塑剂，使去离子水和增塑剂能够与原料进行混合，制得浸润剂，由拉丝机拉出的那些纤维具有较高的强度，但其抗腐蚀性差，一旦暴露于空气中，在很短的时间内即可能被腐蚀，加入浸润剂能够有效的进行避免。
14.优选的，所述加热拉丝，液态的高温石英由石英棒底端滴出，在石英棒下部形成丝根的新月形细丝，拉丝机保持恒定的转动速率，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维。
15.优选的，所述拉丝捻合，首先在石英纤维上涂上一层浸润剂，而后放置于氢氧火焰环境中加热软化，将软化后的石英纤维单相进行拉丝操作，可以获得单丝直径约8微米的原丝，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，使石英石原丝纤维能够进行融合成束，同时在进行加捻的过程中加入浸润剂，将浸润剂喷涂在石英石原丝纤维的表面，加入浸润剂能够避免造成断丝、飞丝的情况，使拉丝工作能够顺利的完成。
16.优选的，所述涂覆表面处理剂，在拉丝捻合后，在原丝纤维进行合股加捻纤维表面涂覆表面处理剂，将合股加捻纤维的表面有效地润滑，同时能够将数百根乃至数千根纤维单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，而且把数百根乃至数千根表面光滑又分散、易折断的单丝加工成一束，不仅满足了纤维原丝后道工序加工性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合从而获得纤维纱或纤维织物。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.该高强度石英纤维织物及其制备方法，利用水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流，经空气或水冷却固化，提前获取制得浸润剂，在石英棒下部形成丝根的新月形细丝，拉丝机保持恒定的转动速率，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维，拉丝捻合，在石英纤维上涂上一层浸润剂，而后放置于氢氧火焰环境中加热软化，将软化后的石英纤维单相进行拉丝操作，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，加入浸润剂能够避免造成断丝、飞丝的情况，使拉丝工作能够顺利的完成，涂覆表面处理剂，在拉丝捻合后，能够将数百根乃至数千根纤维单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，而且把数百根乃至数千根表面光滑又分散、易折断的单丝加工成一束，不仅满足了
纤维原丝后道工序加工性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合从而获得纤维纱或纤维织物。
附图说明
19.图1为本发明的高强度石英纤维织物及其制备方法流程图；
20.图2为本发明的高强度石英纤维织物的浸润剂制备流程图；
21.图3为本发明的高强度石英纤维织物的浸润剂和涂覆盖面处理剂流程图；
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.请参阅图1，本发明提供的一种实施例：
26.实施例1
27.高强度石英纤维织物，它的组成为二氧化硅粉料加热拉丝，在表面涂抹浸润剂，通过捻合形成连续石英石纤维，生成石英纤维织物；
28.高强度石英纤维织物的制备方法，包括步骤一，原料加热挤出；步骤二，制作浸润剂；步骤三，加热拉丝；步骤四，拉丝捻合；步骤五，涂覆表面处理剂；
29.其中上述步骤一中，所述选择水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，制造为纯净的二氧化硅粉料，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，加热熔化，使二氧化硅粉粉料呈熔融状态，将熔融后的二氧化硅粉料进行挤出；
30.其中上述步骤二中，所述提前获取环氧树脂、氰酸酯树脂、水性环氧树脂、盐酸羟胺，将原料导入至搅拌罐的内部，制得浸润剂；
31.其中上述步骤三中，所述液态的高温石英由石英棒底端滴出，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维；
32.其中上述步骤四中，所述在石英纤维上涂上一层步骤二中制得的浸润剂，而后放置于氢氧火焰环境中加热软化，将软化后的石英纤维单相进行拉丝操作，可以获得单丝直径约8微米的原丝，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，使石英石原丝纤维能够进行融合
成束，同时在进行加捻的过程中加入浸润剂，将浸润剂喷涂在石英石原丝纤维的表面，
33.其中上述步骤五中，所述在原丝纤维进行合股加捻纤维表面涂覆表面处理剂，将合股加捻纤维的表面有效地润滑，在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合从而获得纤维纱或纤维织物。
34.进一步的，所述选择水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，制造为纯净的二氧化硅粉料，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，加热熔化，使二氧化硅粉粉料呈熔融状态，将熔融后的二氧化硅粉料进行挤出，拉制成直径为2～3毫米的细棒，将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流，经空气或水冷却固化。
35.进一步的，所述提前获取环氧树脂、氰酸酯树脂、水性环氧树脂、盐酸羟胺，将原料导入至搅拌罐的内部，在搅拌均匀后加入去离子水和增塑剂，使去离子水和增塑剂能够与原料进行混合，制得浸润剂，由拉丝机拉出的那些纤维具有较高的强度，但其抗腐蚀性差，一旦暴露于空气中，在很短的时间内即可能被腐蚀，加入浸润剂能够有效的进行避免。
36.进一步的，所述加热拉丝，液态的高温石英由石英棒底端滴出，在石英棒下部形成丝根的新月形细丝，拉丝机保持恒定的转动速率，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，从而将纤维牵伸和固化，形成连续纤维。
37.进一步的，所述拉丝捻合，首先在石英纤维上涂上一层浸润剂，而后放置于氢氧火焰环境中加热软化，将软化后的石英纤维单相进行拉丝操作，可以获得单丝直径约8微米的原丝，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，使石英石原丝纤维能够进行融合成束，同时在进行加捻的过程中加入浸润剂，将浸润剂喷涂在石英石原丝纤维的表面，加入浸润剂能够避免造成断丝、飞丝的情况，使拉丝工作能够顺利的完成。
38.进一步的，所述涂覆表面处理剂，在拉丝捻合后，在原丝纤维进行合股加捻纤维表面涂覆表面处理剂，将合股加捻纤维的表面有效地润滑，同时能够将数百根乃至数千根纤维单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，而且把数百根乃至数千根表面光滑又分散、易折断的单丝加工成一束，不仅满足了纤维原丝后道工序加工性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合从而获得纤维纱或纤维织物。
39.实施例2
40.选择水晶原料进行破碎、筛选与提纯处理，将纯净的二氧化硅粉料放入真空加压电阻炉内，将聚合物熔融后并定量从喷丝孔挤出形成细流，经空气或水冷却固化，提前获取制得浸润剂，在石英棒下部形成丝根的新月形细丝，拉丝机保持恒定的转动速率，将石英棒底端滴出的石英纤维进行拉伸，将多股石英石原丝纤维进行合股加捻，加入浸润剂能够避免造成断丝、飞丝的情况，使拉丝工作能够顺利的完成，涂覆表面处理剂，在拉丝捻合后，能够将数百根乃至数千根纤维单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，而且把数百根乃至数千根表面光滑又分散、易折断的单丝加工成一束，不仅满足了纤维原丝后道工序加工性能的要求。
41.本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
42.最后所要说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。