[发明专利]一种聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法，本发明玄武岩纤维是经过特殊浸润剂在生产过程中的处理而得到的，所述浸润剂包括以下重量份组分：40‑60份的成膜剂、5‑15份的偶联剂、1‑5份润滑剂、10‑20份的改性剂、30‑50份的溶剂；改性剂包括质量比为5‑8︰1‑3的次磷酸盐和酸；该玄武岩纤维由于表面粗糙度大并接枝有大量活性基团，玄武岩纤维与聚甲醛材料之间的化学键合和机械铆合能力强，该玄武岩纤维与聚甲醛材料的相容性好，能在聚甲醛材料中大量添加和应用。

技术领域

本发明涉及玄武岩纤维领域，具体涉及一种聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法。

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，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一，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，通过纺丝工艺制备而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，而且，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。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。

聚甲醛又名缩醛树脂、聚氧亚甲基。全名聚甲醛树脂，简称聚甲醛，英文缩写为POM，热塑性结晶聚合物，是五大通用工程塑料之一，综合性能优良，具有高的力学性能，如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性，还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性；但由于聚甲醛中结晶度高（结晶度＞70%），导致聚甲醛材料存在韧性差（断裂伸长率＜15%）、成型收缩率（2.0-3.5%）大的缺陷，因此，在使用时多不使用纯的聚甲醛材料，聚甲醛材料需要进行力学性能、阻燃、耐腐蚀等增强复合改性处理后才能进行应用。现今对聚甲醛材料的纤维增强改性主要采用玻璃纤维材料进行改性处理，改性效果显著，但玻璃纤维生产成本高、环境污染大，严重限制了复合聚甲醛材料的应用，开发一种成本低廉、绿色环保、性能优异的新型纤维材料替代玻璃纤维对聚甲醛材料进行改性处理的问题急需得到解决。因而，可以预见，将无毒、无污染、来源广泛、性能优异、稳定好的玄武岩纤维用于聚甲醛材料的增强必将是今后提高聚甲醛材料性能的新趋势。但由于现有玄武岩纤维自身结构和性能稳定，纤维表面光滑、表面活性位点少，造成玄武岩纤维在改性过程中难以与聚甲醛材料化学键合和机械铆合形成统一的、稳定的整体，即玄武岩纤维在聚甲醛材料中是独立存在，对聚甲醛材料的改性增强作用相对较弱，增强效果不甚理想，玄武岩纤维添加量少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有玄武岩纤维与聚甲醛材料相容性差的缺陷，提供一种聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法；本发明玄武岩纤维是经过特殊浸润剂在生产过程中的处理而得到的，该玄武岩纤维由于表面粗糙度大并接枝有大量活性基团，玄武岩纤维与聚甲醛材料之间的化学键合和机械铆合能力强，该玄武岩纤维与聚甲醛材料的相容性好，能在聚甲醛材料中大量添加和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）将玄武岩矿石进行粉碎处理，得到玄武岩矿石粉体；

（2）将步骤1得到粉体加热，熔融，形成纺丝熔液；

（3）将步骤2得到的纺丝熔液进行拉丝，得到玄武岩纤维原丝；

（4）将步骤3得到的玄武岩纤维原丝用浸润剂进行浸润改性处理；

（5）将步骤4得到的经过浸润改性处理的原丝进行退解、并捻，得到聚甲醛材料增强专用玄武岩纤维。