[發(fā)明專利]一種氧化鋯纖維針刺毯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210590569.9
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103031669A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉和義;陳炎;朱玉龍;陳福金;錢松根
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué);南京理工宇龍新材料科技有限公司
• 主分類號: D04H3/002
• 分類號: D04H3/002;D04H3/02;D04H3/105;D06C7/04
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 唐小紅;劉琦

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機耐火纖維材料領(lǐng)域，涉及一種氧化鋯纖維針刺毯的制備方法。

?

背景技術(shù)

耐火保溫纖維針刺毯是一種由對應(yīng)品種耐纖散棉經(jīng)針刺、熱處理、切割、打卷等工序制成的層層鋪疊、針刺縫合、厚度一致、寬長一定的毯狀制品，具有良好的機械強度和質(zhì)地均勻性，與散棉相比，其施工方便性大大提高，應(yīng)用范圍更為廣泛，不僅可直接滿足卷包纏繞施工的需要，還可進(jìn)一步制成折疊模塊，用于爐頂?shù)鯍焓┕ぁ?/p>

氧化鋯纖維是一種新型耐火保溫纖維材料，具有耐溫高（2200℃）、隔熱好、不揮發(fā)、無污染、輕質(zhì)、節(jié)能等優(yōu)點。然而，現(xiàn)有的氧化鋯纖維制備技術(shù)通常只能制得散棉，不具備針刺毯的質(zhì)地均勻性和施工方便性，限制了其應(yīng)用范圍。

目前，氧化鋯纖維針刺毯的制備技術(shù)在國際上尚屬空白，雖然現(xiàn)已有多項專利技術(shù)（CN200410024264.7、CN200810020648.X和CN200910013781.7等）實現(xiàn)了氧化鋯纖維的制備，但制備出的氧化鋯纖維都是以散棉形態(tài)存在，還不能制得纖維毯，更未能制得針刺毯。從氧化鋯纖維散棉到針刺毯，事實上還有諸多技術(shù)難題需要解決，難度極大。

首先，需要解決的第一個技術(shù)難題就是如何先制得氧化鋯纖維毯，這就涉及到甩絲和熱處理兩個環(huán)節(jié)工藝技術(shù)的創(chuàng)新。散棉的制備通常只要解決好單臺甩絲設(shè)備的甩絲技術(shù)，采用間歇式熱處理爐進(jìn)行熱解煅燒即可實現(xiàn)；而纖維毯的制備則必須解決甩絲環(huán)節(jié)層層均勻鋪毯的難題，并且必須配套采用連續(xù)化熱處理煅燒工藝才能有望實現(xiàn)。而現(xiàn)有技術(shù)（CN200410024264.7、CN200810020648.X和CN200910013781.7等）尚未涉及并解決甩絲過程纖維層層均勻鋪毯的問題，并且熱處理時采用水蒸氣氣氛，熱處理爐需要封閉，悶住水蒸氣才能起到好的效果，導(dǎo)致難以實現(xiàn)進(jìn)出口敞開式的連續(xù)化熱處理爐的設(shè)計制作。

其次，即使獲得了氧化鋯纖維毯以后，還需要解決如何實現(xiàn)針刺的難題。針刺毯對耐火纖維本身品質(zhì)要求極高，如直徑細(xì)而均勻、強度高、柔韌性好等，才能實現(xiàn)針刺不斷的目的。與容易實施針刺的硅酸鋁纖維相比，氧化鋯纖維的針刺難度極大，這是因為氧化鋯纖維為多晶陶瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)，與玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)的硅酸鋁纖維相比，本身脆性就大，況且現(xiàn)有技術(shù)所制得的氧化鋯纖維直徑較粗、強度和柔韌性尚不能滿足針刺要求，實施針刺時通常會被刺斷。若直接將氧化鋯纖維毯應(yīng)用到已有的常規(guī)針刺毯工藝中，還是無法制備出氧化鋯纖維針刺毯。必須考慮對氧化鋯纖維進(jìn)行后續(xù)表面處理，增強柔韌性，方可有望解決針刺不斷的難題。

發(fā)明人前期的發(fā)明專利?“細(xì)直徑氧化鋯纖維及其纖維板的制備方法”?（CN201010503092.7），采用堿式碳酸鋯、冰乙酸、水、硝酸釔為原料制備聚鋯溶膠紡絲液，經(jīng)超高速離心甩絲和高速熱氣流噴吹牽伸獲得細(xì)直徑聚鋯凝膠纖維，再經(jīng)熱處理燒結(jié)獲得細(xì)直徑氧化鋯纖維。雖然制得的氧化鋯纖維仍為散棉形態(tài)，但是纖維直徑細(xì)、強度高、柔韌性好，并且采用空氣氣氛熱處理，無需考慮通入水蒸氣氣氛帶來的電爐設(shè)計難題。

?

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)只能制得氧化鋯纖維散棉及其應(yīng)用范圍受限的現(xiàn)狀，提供了一種氧化鋯纖維針刺毯的制備方法。?????

技術(shù)方案：本發(fā)明的氧化鋯纖維針刺毯的制備方法，包括以下步驟：?

1）采用堿式碳酸鋯、冰乙酸、水、硝酸釔為原料，制備紡絲液；

2）將制備得到的紡絲液甩絲鋪棉成毯，制備得到前驅(qū)體纖維毯，具體方法為：

將多臺甩絲機相互平行間隔排列，組合成甩絲機陣列，每臺甩絲機在各自的軌道上獨立往復(fù)移動，甩絲機陣列下方設(shè)置有集棉輸送網(wǎng)帶，集棉輸送網(wǎng)帶的輸送方向與甩絲機的往復(fù)移動方向垂直；

將制備得到的紡絲液連續(xù)注入甩絲機，調(diào)整好甩絲工藝參數(shù)，每臺甩絲機連續(xù)化甩絲，甩出的前驅(qū)體纖維下落至集棉輸送網(wǎng)帶上，交疊鋪成一層面網(wǎng)，隨著集棉輸送網(wǎng)帶向前運動，后面一臺甩絲機甩出纖維形成的面網(wǎng)覆蓋在前面一臺甩絲機甩出纖維形成的面網(wǎng)上，多層纖維面網(wǎng)均勻鋪疊，獲得前驅(qū)體纖維毯；

3）將前驅(qū)體纖維毯直接輸送至連續(xù)熱處理爐的輸送網(wǎng)帶上進(jìn)行熱處理，連續(xù)熱處理爐采用多節(jié)電爐首尾連接的組合設(shè)計，每節(jié)電爐獨立控制溫度，且根據(jù)網(wǎng)帶輸送速率和加熱升溫速率確定每節(jié)電爐的溫度，保證前驅(qū)體纖維毯輸送入電爐后，逐步受熱，使乙酸根氧化分解、纖維析晶燒結(jié)，獲得四方相氧化鋯纖維毯；

4）在連續(xù)熱處理爐的輸送網(wǎng)帶上輸送出的四方相氧化鋯纖維毯上均勻噴涂浸潤劑，并借助出爐余溫實現(xiàn)烘干；?