[发明专利]一种玄武岩纤维母料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玄武岩纤维母料，包括玄武岩石料、聚乙烯树脂、环氧树脂、纳米碳化硅、纳米氧化铝、氮化硼纤维、微晶石蜡、聚氨酯乳液、油酸、阻燃剂、固化剂、抗静电剂和水。本发明制备的玄武岩纤维母料的物理性能优良。其抗拉强度可达3000Mpa以上，远高于钢筋。化学稳定性强。在酸碱腐蚀环境中可保持长期稳定性。并且还具有较好的高温稳定性。在600℃以上高温环境中保持稳定，长期高温中强度损失率低。本发明产品具有较高的绝缘性，其能够与金属、塑料塑胶、混凝土等材料具有较好的兼容性。

技术领域

本发明涉及复合材料和铁路隧道技术领域，具体的说是涉及一种玄武岩纤维母料及其制备方法。

背景技术

玄武岩是一种地下岩浆从火山喷出或从地表裂缝中溢出凝结形成的火成岩，分布于地球的每一个区域，因而原则上玄武岩纤维的生产不会受到地域或原料的限制，但是真正适合拉丝的天然玄武岩矿石并不丰富。玄武岩石料的成分十分复杂，不同地域的玄武岩石料的成分是不同的。

玄武岩纤维增强材料(BFRP)是一种新型耐久性材料。玄武岩连续纤维是玄武岩矿石在1450℃～1500℃熔融后经过喷丝板拉丝而成的一种新型高技术纤维，它拥有出色的力学性能和耐高温性能，具有高的拉伸强度和弹性模量、良好的绝缘性、抗辐射性能、优异的高温稳定性和化学稳定性等，纯天然无污染，性价比高等优点。

目前在铁路隧道中一般采用波纹板解决现有隧道衬砌结构存在的开裂、掉块、网裂、渗漏水、冻胀等问题，在隧道内使用弧形的波纹板在内侧搭建拱状的内侧支撑，业内叫做“套衬”，通过几块弧形波纹板构建成的一环拱状结构，然后以此延伸，通过螺栓连接形成多环。现有的普遍做法就是在钢板两侧刷绝缘漆，板厚一般是6㎜，绝缘漆厚度是1.5㎜，总厚度一共是6+1.5×2＝9㎜。但是绝缘漆在使用中容易脱离，会出现导电的危险。

因此提供一种能够包覆波纹板以实现较好的绝缘、阻燃效果是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种玄武岩纤维母料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玄武岩纤维母料，包括以下重量份原料：玄武岩石料100-200份、聚乙烯树脂5-15份、环氧树脂15-25份、纳米碳化硅3-8份、纳米氧化铝2-5份、氮化硼纤维3-8份、微晶石蜡1-5份、聚氨酯乳液10-20份、油酸5-10份、阻燃剂1-3份、固化剂1-5份、抗静电剂2-5份、水20-40份。

进一步，所述阻燃剂为氢氧化铝或碳酸钙。

采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的上述阻燃剂能够对整个玄武岩纤维母料进行有效保护，提高其对高温的耐受性，同时对波纹本进行保护，进一步降低了隧道衬砌结构存在的开裂、掉块、网裂、渗漏水、冻胀等问题。

进一步，所述固化剂为聚酰胺固化剂650或聚酰胺固化剂651。

采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的固化剂能够使玄武岩纤维母料在包覆波纹板时，不同波纹板之间贴合更加紧密，进而可以保证整个隧道不会出现漏水、冻胀的问题。

进一步，所述抗静电剂为二硫代氨基甲酸铵或碳纳米管。

采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用的抗静电剂能够使玄武岩纤维替代波纹板上的绝缘漆，起到优秀的绝缘效果。

本发明还提供了上述玄武岩纤维母料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按权上述重量份数称取各原料：