[发明专利]一种多孔纤维棉及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种多孔纤维棉及其制备方法和应用，属于纤维棉技术领域，将玄武岩纤维和无机盐混合粉碎后加热至熔融，加入二氧化硅/蒙脱土纳米球后，混匀纺丝，纺出的丝沉积在负载多壁碳纳米管的基盘上，然后浸入到水中溶解，晾干，拉拔，得到玄武岩/碳纳米管复合多孔纤维棉。本发明材料上采用玄武岩原料、无机盐、二氧化硅/蒙脱土纳米球、多壁碳纳米管，经过备料、熔融、混合、纺丝、溶解、干燥等工艺，制成多孔维棉，成品整体的保水、吸油、排水性能好，还具有很好的保温性能，可用于保温建筑材料和油水分离材料中，并且整个制作过程中操作难度低，加工简单，成品还具有良好的力学性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纤维棉技术领域，具体涉及一种多孔纤维棉及其制备方法和应用。

背景技术

多孔纤维棉产品主要由特制无机纤维棉和外包装组成，属于绿色环保无机纤维制品，产品适用于海绵城市低影响雨水综合利用领域，能够吸收雨水，连续地对雨水进行渗透、存蓄、缓冲和排放，有利于雨水的就地消纳和利用补充地表水恢复城市自然生态，可有效缓解城市雨水管网的排水压力，节约雨水管网的投资。

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。

将玄武岩纤维可形成玄武岩纤维棉，但是现有的玄武岩纤维棉存在密度大、强度不够、油水分离性能差等的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多孔纤维棉及其制备方法和应用，材料上采用玄武岩原料、无机盐、二氧化硅/蒙脱土纳米球、多壁碳纳米管，经过备料、熔融、混合、纺丝、溶解、干燥等工艺，制成多孔维棉，成品整体的保水、吸油、排水性能好，还具有很好的保温性能，可用于保温建筑材料和油水分离材料中，并且整个制作过程中操作难度低，加工简单，成品还具有良好的力学性能，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种多孔纤维棉的制备方法，将玄武岩纤维和无机盐混合粉碎后加热至熔融，加入二氧化硅/蒙脱土纳米球后，混匀纺丝，纺出的丝沉积在负载多壁碳纳米管的基盘上，然后浸入到水中溶解，晾干，拉拔，得到玄武岩/碳纳米管复合多孔纤维棉。

作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

S1.粉碎：将玄武岩纤维、无机盐进行粉碎，过筛，得到混合粉料；

S2.加热融化：将步骤S1中混合粉料加入高温炉中，加热至1550-1650℃，使得粉料融化制成溶液；

S3.混合：向步骤S2中的溶液中加入二氧化硅/蒙脱土纳米球，并搅拌混合均匀，制成纺丝溶液；

S4.纺丝：将步骤S3中的纺丝溶液进行纺丝，纺出的丝沉积在负载多壁碳纳米管的基盘上，从而与碳纳米管组装形成玄武岩/碳纳米管纤维棉；

S5.溶解干燥：将步骤S4得到的玄武岩/碳纳米管纤维棉浸入到水中溶解，超声波震荡，晾干，用滚筒以10-20r/min的速度拉拔，得到玄武岩/碳纳米管复合多孔纤维棉。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钾、硝酸钠中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述二氧化硅/蒙脱土纳米球由以下方法制备而成：