[發(fā)明專利]一種氧化鋯陶瓷纖維板的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910013782.1 | 申請日： | 2009-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN101462876A | 公開（公告）日： | 2009-06-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 侯憲欽;李現(xiàn)祥 | 申請（專利權(quán)）人： | 濟南大學 |
| 主分類號： | C04B35/48 | 分類號： | C04B35/48;C04B35/80;C04B35/622 |
| 代理公司： | 濟南泉城專利商標事務(wù)所 | 代理人： | 李桂存 |
| 地址： | 250022山東省濟南市*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氧化鋯 陶瓷 纖維板 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種以氧化鋯纖維為基礎(chǔ)的耐火保溫纖維板的制備方法，屬于無機耐 火材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著我國工業(yè)的發(fā)展，能量消耗總量越來越高。選擇和應(yīng)用技術(shù)性能優(yōu)良的絕熱 保溫材料，可以降低窯爐輻射熱損失、提高窯爐熱效率，是實現(xiàn)工業(yè)熱工設(shè)備優(yōu)質(zhì)高 產(chǎn)、低消耗和節(jié)能減排最有效的技術(shù)手段。目前莫來石纖維和氧化鋁纖維等保溫性能 良好的材料已經(jīng)在我國的冶金、電力、建材、石油化工等行業(yè)得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用， 并取得了良好的效果。但是莫來石晶體纖維和氧化鋁晶體纖維的最高使用溫度只有 1400℃和1600℃。目前在1700℃以上的高溫環(huán)境中，普遍使用氧化鋯空心球磚作為耐 熱保溫材料，但是與氧化鋯晶體纖維相比，空心球磚導熱系數(shù)大，熱容高，保溫效果 差。而氧化鋯(ZrO2)纖維是一種能夠滿足1600℃以上超高溫氧化氣氛下長期使用的 多晶質(zhì)氧化物耐火纖維材料，具有比國內(nèi)市場上現(xiàn)有的耐火纖維品種更高的使用溫度 和更好的隔熱性能，并且高溫化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、不揮發(fā)、無 污染。ZrO2有單斜、四方和立方三種晶相。通過向ZrO2中摻加穩(wěn)定劑Y2O3，可將四 方或立方相ZrO2穩(wěn)定下來，避免了ZrO2纖維在升降溫過程中發(fā)生相變。然而，由于 氧化鋯纖維本身制備技術(shù)的困難，使得氧化鋯纖維板的制備方法存在很大的空白。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種氧化鋯陶瓷纖維板的制備方法，制 備的纖維板成分均勻單一，耐高溫，可在1700℃～2160℃的環(huán)境下長時間使用。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明所述的氧化鋯陶瓷纖維板的制備方法，包括以下步驟：
(一)切絲：將氧化鋯纖維短切至1mm-3mm。
(二)制漿：將短切好的纖維與全穩(wěn)定氧化鋯細粉按質(zhì)量比1∶0～0.5比例置于料 漿池中，然后加入質(zhì)量分數(shù)為0.1-1％的有機結(jié)合劑溶液，配制成氧化鋯纖維漿體并攪 拌，攪拌時間不低于3分鐘；攪拌方式可以使用機械式攪拌，也可以使用氣體攪拌。 漿體的均勻性是影響纖維板質(zhì)量的一個重要因素。纖維板的容重可以通過氧化鋯細粉 的添加比例來控制，隨著氧化鋯細粉添加比例的增大，纖維板的容重增加，強度增大， 但保溫效果降低。無氧化鋯細粉的纖維板，容重最小，保溫效果最佳。
所述的氧化鋯細粉為摩爾分數(shù)大于8％-15％的釔鹽穩(wěn)定的氧化鋯，常溫下為立方晶 相。所述的釔鹽為硝酸釔、乙酰丙酮釔、異丙醇釔和氯化釔中的一種或一種以上。
所述的有機結(jié)合劑為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或兩者的混合物。
為防止其他晶相纖維在高溫下產(chǎn)生相變，并伴有體積效應(yīng)，導致纖維板粉化，無 強度，所述的氧化鋯纖維為全穩(wěn)定立方相纖維。
所述的氧化鋯纖維采用以下步驟制備：
(1)按照氧氯化鋯∶乙醇＝100g∶800～1000ml的比例將氧氯化鋯溶于乙醇中，按照 摩爾比為氧氯化鋯∶乙酰丙酮∶三乙胺＝1∶1.8～2.0∶2.5的比例量取乙酰丙酮和三乙胺， 共同溶于與溶解氧氯化鋯的乙醇等量的另一份乙醇中，在0℃～50℃和攪拌條件下，將 乙酰丙酮和三乙胺的乙醇稀釋液霧化加入到氧氯化鋯乙醇稀釋液中，加完后繼續(xù)攪拌 得到金黃色透明反應(yīng)液；
(2)蒸干乙醇，以丙酮為溶劑溶解可溶物，過濾除去不溶物鹽酸三乙胺，回收丙酮， 得含鋯有機聚合物；
(3)按照反應(yīng)物氧氯化鋯∶乙醇＝100g∶10～50ml的比例，將產(chǎn)物含鋯有機聚合物溶 入乙醇中，并按照摩爾比為氧化鋯∶氧化釔＝80％～91％∶20％～9％的比例，摻入釔鹽， 密封靜置，得到紡絲液；
(4)采用離心盤甩絲法獲得含鋯有機聚合物纖維，在特殊氣氛下，進行熱處理，獲 得立方相氧化鋯晶體纖維；所述特殊氣氛是有機蒸汽、氮氣、水蒸汽或它們的混合氣 體氣氛，有機蒸汽是含鋯有機聚合物溶液加熱產(chǎn)生的蒸汽。
為提高纖維的抗高溫能力，所述的立方相氧化鋯晶體纖維可進行超高溫處理。
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