[發明專利]一種可溶性耐高溫陶瓷纖維及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200710143516.1
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號: CN101100370A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 趙鋼
• 申請（專利權）人: 趙鋼
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 張亞軍;夏新

技術領域

本發明涉及一種耐高溫陶瓷纖維，特別涉及一種可溶性的耐高溫陶瓷纖維及其制備方法和應用。

背景技術

傳統陶瓷纖維(硅酸鋁系列陶瓷纖維)產品的主要成分是三氧化二鋁(Al₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)，占產品總重量的98～99％，其中Al₂O₃為46％左右，SiO₂為53％左右，其耐高溫的工作溫度在1000℃～1260℃。這種陶瓷纖維在生產制備和使用過程中有細小顆粒和部分纖維被吸入人體，由于很難被排出體外，會對人體產生一定危害，從而降低了工人的工作效率。國外市場目前已經出現可溶于人體體液的陶瓷纖維，這種陶瓷纖維雖然經過與體液的反應容易被排出體外，在一定程度上減少了對人體的危害，但目前還存在纖維強度低和結構易碎的缺陷。

本發明正是基于上述背景，提出了一種新的可溶性耐高溫陶瓷纖維，在具有可溶性的基礎上進一步提高了陶瓷纖維的耐高溫性能和結構強度，顯著擴大了陶瓷纖維的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型陶瓷纖維，不僅可以溶于人體體液，減少對人體的危害，提高生產和使用的安全性，而且具有更好的耐高溫性能和結構強度。

本發明是通過以下技術方案實現的：

提供一種可溶性耐高溫陶瓷纖維，由以下重量百分比的原料制備而成：

二氧化硅60～70％、三氧化二鋁5～15％、氧化鈣6～10％、氧化鎂6～10％和氧化鋯3～6％。

所述可溶性耐高溫陶瓷纖維優選由以下重量百分比的原料制備而成：

二氧化硅65～68％、三氧化二鋁9～10％、氧化鈣9～10％、氧化鎂9％和氧化鋯5～6％。

本發明還提供一種所述的可溶性耐高溫陶瓷纖維的制備方法，包括以下步驟：

將所述重量百分比的原料經2200℃的高溫熔融后用甩絲機甩絲，制成所述可溶性耐高溫陶瓷纖維，所述甩絲機為三軸離心甩絲機或兩軸離心甩絲機。

本發明還提供一種所述的可溶性耐高溫陶瓷纖維的應用，即所述可溶性耐高溫陶瓷纖維用于1000℃～1200℃的工業生產環境中的耐高溫、隔熱或阻燃。

上述應用是將所述可溶性耐高溫陶瓷纖維按照常規方法進一步制成纖維毯、纖維氈、纖維板、纖維模塊、纖維紙或纖維紡織品后用于1000℃～1200℃的工業生產環境中的隔熱或阻燃。

本發明通過在原料中加入所述劑量的氧化鈣和氧化鎂，顯著提高了陶瓷纖維的溶解度，改善了成纖環境，穩定了可溶性陶瓷纖維的化學成分。同時，通過在原料中加入了所述劑量的鋯元素，在保證了陶瓷纖維的可溶性的同時，使陶瓷纖維的結構強度得到了顯著加強。

本發明的可溶性耐高溫陶瓷纖維被吸入人體后可溶于人體體液，與人體體液產生反應后可被分解并排出體外，從而顯著減少了對人體的危害。

通過本發明的工藝制備的可溶性耐高溫陶瓷纖維的直徑在3～4μm，纖維長度大于100mm，渣球大于0.23mm，渣球含量小于5％。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

1.纖維結構強度高

在同等密度下，本發明含鋯可溶性纖維的抗拉強度與其它現有可溶性纖維有明顯的區別。如密度為64kg/m³時，現有其他可溶性陶瓷纖維抗拉強度最高為38/Kpa，而本發明含鋯可溶性纖維抗拉強度為40/Kpa。當密度為96kg/m³時，現有其他可溶性陶瓷纖維抗拉強度最高為68/Kpa，而本發明含鋯可溶性纖維抗拉強度為80/Kpa。

2.產品使用范圍廣

本發明陶瓷纖維所具有的高結構強度和環保等特點，使得它所制備的產品可使用在鋼鐵、工業爐、煉鋁、鑄造、化工、船舶、航天、密封、汽車、電器保護、建筑等領域。而不具備本發明陶瓷纖維這樣高的結構強度的可溶性陶瓷纖維在工程施工中一旦遇到潮濕環境，纖維會有很大的損失，從而降低產品耐火保溫的性能，其使用范圍也就相對窄于本發明的可溶性陶瓷纖維。

3.化學成分穩定

本發明可溶性陶瓷纖維在加鋯以后，提高了化學穩定性。非含鋯可溶性陶瓷纖維加熱收縮率在1300℃為6％，在1400℃為8％；而本發明含鋯可溶性陶瓷纖維加熱收縮率在1300℃為3％，在1400℃為4％。

4.纖維長度長，渣球率低

本發明陶瓷纖維的纖維長度大于100mm，渣球含量小于5％；現有其他可溶性陶瓷纖維的纖維長度在50-80mm，渣球含量在8-10％

具體實施方式

實施例1.