[發(fā)明專利]降解型陶瓷纖維基高性能復(fù)合布及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310147395.3
• 申請(qǐng)日: 2013-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN103288461A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 利津縣慧通纖維材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;D06N7/00;D06M15/41;D06M11/79
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合布技術(shù)領(lǐng)域，尤其是降解型陶瓷纖維基高性能復(fù)合布及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外使用的耐溫1200℃以上高溫耐火布，均為晶質(zhì)纖維，如：氧化鋁纖維、莫來石纖維、氧化鋯纖維等單晶或多晶纖維，由于價(jià)格昂貴限制了材料的推廣應(yīng)用。長(zhǎng)期以來，晶質(zhì)纖維的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量均無明顯發(fā)展，全世界晶質(zhì)纖維年產(chǎn)量在2000T左右。因此，嚴(yán)重影響高溫耐火材料的發(fā)展和市場(chǎng)的拓寬與新產(chǎn)品的開發(fā)，阻礙了高溫工段技術(shù)改造與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展步伐。1200℃以下的低檔高溫布全世界年產(chǎn)量約為3萬噸，一般用于環(huán)境較惡劣的粗放的高溫工段，尚未進(jìn)入關(guān)系民生的防火、保溫、絕熱高溫粉塵及煙氣過濾等領(lǐng)域，觸目驚心的火災(zāi)給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)。就目前而言，環(huán)保節(jié)能型耐火、保溫、裝飾于一體的高溫復(fù)合材料尚未面世。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種集環(huán)保節(jié)能于一身的降解型陶瓷纖維基高性能復(fù)合布及其制備方法。其技術(shù)方案為：主要包括高性能成纖設(shè)備、中頻熔融成纖工藝、成分設(shè)計(jì)、優(yōu)選超聲波波長(zhǎng)、生產(chǎn)系統(tǒng)控制和水溶性酚醛樹脂改性處理六個(gè)部分。高性能成纖設(shè)備用以解決纖維的長(zhǎng)徑比和抗拉強(qiáng)度，提高成纖率。中頻熔融成纖工藝，用以降低能耗和生產(chǎn)成本，達(dá)到節(jié)能的目的。改性工藝，是共聚與交聯(lián)并舉，使得有機(jī)化合物、無機(jī)化合物及添加材料統(tǒng)一的工藝處理，經(jīng)振動(dòng)強(qiáng)化浸滲與液態(tài)擴(kuò)散復(fù)合工藝而成。成分設(shè)計(jì)，用以控制晶體、顆粒或者增韌的辦法來改善其韌性。優(yōu)選超聲波波長(zhǎng)，用以形成最優(yōu)的霧化和浸滲效果。生產(chǎn)系統(tǒng)控制，生產(chǎn)系統(tǒng)分部采用PLC控制，研究采用PCS控制，實(shí)現(xiàn)信息化制造的先進(jìn)工藝系統(tǒng)。水溶性酚醛樹脂改性處理，用以鋁溶膠與酚醛樹脂的合成，形成界面高溫梯度，采用納米Sio₂微粉的超聲波振動(dòng)均勻混合填充工藝，使耐溫低端纖維達(dá)到了高端纖維的性能。梳理分條及氣流紡絲是按不同用途對(duì)紡絲進(jìn)行后續(xù)整理，通過專用設(shè)備將紡絲與改性的有機(jī)化合物、無機(jī)化合物及納米硅粉一次轉(zhuǎn)移復(fù)合，稍作固化處理后即進(jìn)入織布工段，布形成后經(jīng)電化工段進(jìn)入由超聲波勻化浸潤(rùn)與溢流、霧化相結(jié)合的二次復(fù)合工藝。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)信息化制造的先進(jìn)工藝系統(tǒng)，形成了完整的工藝及質(zhì)量檢測(cè)體系，為制定我國此類產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。環(huán)保節(jié)能，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合普遍推廣使用。

具體實(shí)施方式

本項(xiàng)目的關(guān)鍵發(fā)明內(nèi)容為：一方面是通過化學(xué)和礦物成分設(shè)計(jì)，使獲得的非晶質(zhì)陶瓷纖維具有較高的生物降解性，又具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和合適的長(zhǎng)徑比及韌性；另一方面是共聚與交聯(lián)并舉的改性工藝使得有機(jī)化合物、無機(jī)化合物及添加材料統(tǒng)一的工藝處理，經(jīng)振動(dòng)強(qiáng)化浸滲與液態(tài)擴(kuò)散復(fù)合工藝而成，生產(chǎn)出具有柔性耐高溫梯度的高性能產(chǎn)品。

工程化研究，在工業(yè)條件下，采用高性能成纖設(shè)備，進(jìn)一步解決纖維的長(zhǎng)徑比和抗拉強(qiáng)度，提高成纖率；并研究中頻熔融成纖工藝，以降低能耗和生產(chǎn)成本，達(dá)到更加節(jié)能的目的；尋求通過成分設(shè)計(jì)，控制晶體、顆粒或者增韌的辦法來改善其韌性；進(jìn)一步優(yōu)選超聲波波長(zhǎng)，以形成最優(yōu)的霧化和浸滲效果；對(duì)有機(jī)化合物、無機(jī)化合物進(jìn)行不同的改性工藝和添加不同的物質(zhì)，以探求更多的特性與功能；生產(chǎn)系統(tǒng)分部采用PLC控制，研究采用PCS控制，實(shí)現(xiàn)信息化制造的先進(jìn)工藝系統(tǒng)。

形成完整的工藝及質(zhì)量檢測(cè)體系，為制定我國此類產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

對(duì)水溶性酚醛樹脂進(jìn)行改性處理；鋁溶膠與酚醛樹脂的合成，形成了界面高溫梯度；采用了納米Sio₂微粉的超聲波振動(dòng)均勻混合填充工藝；復(fù)合技術(shù)使耐溫低端纖維達(dá)到了高端纖維的性能，且更加靈活地派生不同用途的產(chǎn)品。

以降解型陶瓷纖維細(xì)棉為原料，經(jīng)梳理分條和氣流紡絲等工序，按不同用途對(duì)紡絲進(jìn)行后續(xù)整理，通過專用設(shè)備將紡絲與改性的有、無機(jī)化合物及納米硅粉一次轉(zhuǎn)移復(fù)合，稍作固化處理后即進(jìn)入織布工段，布形成后經(jīng)電化工段進(jìn)入由超聲波勻化浸潤(rùn)與溢流、霧化相結(jié)合的二次復(fù)合工藝，整平快速紅外固化--熱風(fēng)--冷卻等工段--在線檢測(cè)--卷取--包裝—檢驗(yàn)入庫。

本發(fā)明在本廠的應(yīng)用結(jié)果證明，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，經(jīng)濟(jì)效益成倍增長(zhǎng)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，環(huán)保節(jié)能。