[其他]低收縮率耐火高嶺土纖維及制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000003786
• 申請(qǐng)日: 1986-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN1003371B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 威廉·克萊德·米勒;倫納德·埃爾莫·奧爾茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曼維爾服務(wù)公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金;王惠

一種耐火纖維的組成及其制造方法。耐火纖維的成分包括高嶺土和鋯石。

本發(fā)明歸屬耐火纖維領(lǐng)域，特別是指在高溫下具有低收縮性的耐火纖維。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及含氧化鋁和二氧化硅的纖維。按照特點(diǎn)，但不是采用限定的辦法，本發(fā)明屬于一種加有鋯石的高嶺土纖維，高嶺土的主要成分是氧化鋁和二氧化硅。

這里所用的耐火纖維是指能耐1500°F以上高溫的無(wú)定形或結(jié)晶形無(wú)機(jī)纖維。典型的耐火纖維是由等量的Al₂O₃與SiO₂純氧化物熔融而成的玻璃狀纖維。熔融體按照已知的工藝技術(shù)拉成纖維。這種典型纖維加熱至2300°F～2400°F，在此溫度下經(jīng)過(guò)24小時(shí)，收縮率為3～4%。

另一類纖維是由高嶺土熔融制成。1958年由紐約Academic Press Publishers出版，C.Z.Carroll-Porczynski著的《無(wú)機(jī)纖維》一書中曾對(duì)這種纖維進(jìn)行過(guò)詳細(xì)討論。在該書的162～164頁(yè)中公布了由Babcook和Wilcox銷售的一種叫做“Kaowool”的纖維。由于采用的工業(yè)級(jí)高嶺土中含有雜質(zhì)，這種纖維在2300°F～2400°F的線性收縮率為5～8%。此外，高嶺土纖維一般都含有高百分率的非纖維化的球粒，它可能對(duì)耐火纖維的絕熱性能帶來(lái)不利的影響。高嶺土制成的纖維最大的優(yōu)點(diǎn)在于高嶺土的價(jià)格與上述熔制纖維用的純氧化物相比較要低廉得多。

業(yè)已公布，在氧化鋁和二氧化硅的純氧化物中加入氧化鋯會(huì)改進(jìn)熔融速率和促進(jìn)耐火纖維的纖維化。1957年2月10由J.C.McMullen發(fā)表的美國(guó)專利No.2873197公布了這個(gè)內(nèi)容。加入氧化鋯改進(jìn)了纖維產(chǎn)率和工藝，但它的制造就不如高嶺土纖維那樣容易。

以前申請(qǐng)的專利，其中也有本專利發(fā)明人，公布了用Al₂O₃、SiO₂和ZrO₂純氧化物熔融制成的纖維。如同McMullen公布的纖維一樣，這些纖維比純氧化鋁-二氧化硅纖維熔融得更快。但是申請(qǐng)者在這里揭開了一個(gè)問(wèn)題，就是：純氧化鋁-二氧化硅-氧化鋯在一段窄范圍的配制百分比內(nèi)熔制的纖維竟有意想不到的低線性收縮率。另一方面，發(fā)現(xiàn)氧化鋯的加入還賦予纖維對(duì)酸和堿的抗耐性。由公布的純氧化物制成的纖維，其缺點(diǎn)是用昂貴的氧化物三元系統(tǒng)制造纖維代替二元系統(tǒng)的氧化鋁-二氧化硅制造纖維。

本發(fā)明系用高嶺土與鋯石混合制成纖維，它的熔融速率優(yōu)于氧化鋁-二氧化硅制成的纖維，線性收縮率低于高嶺土制成的纖維，其價(jià)格比純氧化物制成的氧化鋁-二氧化硅-氧化鋯纖維低廉。本發(fā)明采用由72～90%重量份高嶺土和10～28%重量份鋯石組成的高嶺土-鋯石混合物。

為了對(duì)高嶺土-氧化鋯纖維進(jìn)行評(píng)價(jià)，制成高嶺土和氧化鋯含量百分比不同的各種纖維。檢定出成分配方，將各組份按要求的比例加入直徑為3英尺、深19英寸的實(shí)驗(yàn)用熔化爐中。將爐料通電熔化，熔融流體引出通過(guò)一小孔并緊靠在一對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上。這樣制得的纖維一般直徑為2～7微米，長(zhǎng)0.5～10英寸（平均長(zhǎng)為2～3英寸），并含有數(shù)量不等的球粒（通常為35～45%）。收集纖維并進(jìn)行分析驗(yàn)證其成份，取不同的纖維制樣，送檢收縮率。制造這些纖維所用高嶺土的化學(xué)成份的重量百分比見下表。

表1

成份 百分率

SiO₂ 52.1

Al₂O₃ 44.4

ZrO₂ 0.23

TiO₂ 1.76

Fe₂O₃ 0.79

Na₂O 0.05

K₂O 0.06

CaO 0.12

MgO 0.07