[發明專利]一種氧化鋯陶瓷纖維板的制備方法

有效

• 申請號: 201410027177.0
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103755220A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 王偉
• 申請（專利權）人: 龍口市正陽特種耐火材料有限公司
• 主分類號: C04B26/04
• 分類號: C04B26/04;C04B14/38
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 呂靜

技術領域

本發明涉及一種以超高溫氧化鋯纖維為基礎的耐火保溫纖維板的制備方法，屬于無機耐火材料領域。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。縱觀人類社會發展的歷史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源的開發利用極大地推進了世界經濟和人類社會的發展。?　　過去100多年里，發達國家先后完成了工業化，消耗了地球上大量的自然資源，特別是能源資源。當前，一些發展中國家正在步入工業化階段，能源消費增加是經濟社會發展的客觀必然。

中國是當今世界上最大的發展中國家，發展經濟，擺脫貧困，是中國政府和中國人民在相當長一段時期內的主要任務。20世紀70年代末以來，中國作為世界上發展最快的發展中國家，經濟社會發展取得了舉世矚目的輝煌成就，成功地開辟了中國特色社會主義道路，為世界的發展和繁榮作出了重大貢獻。

中國是目前世界上第二位能源生產國和消費國。能源供應持續增長，為經濟社會發展提供了重要的支撐。能源消費的快速增長，為世界能源市場創造了廣闊的發展空間。中國已經成為世界能源市場不可或缺的重要組成部分，對維護全球能源安全，正在發揮著越來越重要的積極作用。

為了響應當今社會提出的倡導節能環保，降低能源浪費的口號，高能耗企業選擇和應用性能優異的絕熱保溫材料，不僅可以降低熱工設備的輻射熱損失、提高熱效率，而且是實現工業熱工設備優質高產、低消耗和節能減排最有效的技術手段。目前最常見的硅酸鋁纖維和氧化鋁纖維等保溫性能良好的材料已經在我國的冶金、電力、建材、石油化工等行業得到大規模的推廣應用，并取得了良好的效果。但是硅酸鋁纖維和氧化鋁纖維的高使用溫度只有1100℃和1600℃，無法在更高的溫度環境中使用。在1700℃以上的高溫環境中，普遍使用氧化鋁空心球磚或者是氧化鋯空心球磚作為絕熱保溫材料，但是與氧化鋯晶體纖維相比，空心球磚導熱系數大，熱容高，保溫效果差。氧化鋯（ZrO₂）陶瓷纖維是向ZrO₂中摻加穩定劑Y₂O₃，將四方相或者立方相ZrO₂穩定下來，避免了ZrO₂纖維在升降溫過程中發生相變而引起體積變化，是一種能夠滿足1700℃以上高溫氧化氣氛下長期使用的多晶質氧化物耐火纖維材料，具有比國內市場上現有的耐火纖維品種更高的使用溫度和更好的絕熱性能，并且高溫化學性質穩定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、不揮發、無污染。由于氧化鋯纖維本身制備技術的困難，使得氧化鋯纖維板的制備方法存在很大的難關。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，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2250℃的環境下長期使用。?

本發明是通過以下技術方案實現的：

???本發明所述的氧化鋯陶瓷纖維板的制備方法，包括以下步驟：

(1)制漿：將超高溫氧化鋯陶瓷纖維與細碎氧化鋯陶瓷纖維按質量比1：0~0.4比例緩慢加入慢速攪拌的料漿池中，與所述料漿池中的結合劑溶液配制成氧化鋯纖維漿體，直至攪拌均勻，攪拌時間一般不低于30分鐘；

所述結合劑溶液為質量濃度為0.1-1%的有機結合劑溶液，或者為質量濃度為0.1-1%的有機結合劑溶液與無機結合劑的混合溶液，所述有機結合劑溶液與無機結合劑之間的質量比為20：1。

(2)?真空吸濾成型：將模具置于攪拌的料漿池中，打開真空泵，通過真空吸濾，獲得形狀穩定的纖維板濕坯；??

(3)?干燥：將氧化鋯纖維板濕坯放置在在50-90℃環境內進行干燥，干燥時間大約為16-24小時，干燥至含水率低于0.5%；

所述的超高溫氧化鋯陶瓷纖維采用以下步驟制備：

(1)按照氧化釔：氧化鋯摩爾比=10%：90%的比例稱取硝酸釔和碳酸鋯溶于去離子水中，水的用量為硝酸釔和碳酸鋯總質量的3倍；按照碳酸鋯：硝酸摩爾比=1：4量取硝酸，并在室溫（15℃～45℃）和攪拌條件下，將硝酸加入到碳酸鋯和硝酸釔的混合溶液中，加完后繼續攪拌1～2小時，得到無色透明反應液，即為含釔鋯離子的復合聚合溶液。

?(2)減壓濃縮得到的釔鋯復合溶膠紡絲液粘度在2～25?Pa·s范圍內；

?(3)采用離心盤甩絲法紡絲，獲得無序堆積的含釔鋯離子復合的聚合水合物纖維；在特殊氣氛下，進行熱處理，獲得立方相氧化鋯晶體纖維；所述特殊氣氛是氮氣、水蒸汽或它們的混合氣體氣氛。

所述的氧化鋯纖維經過高溫處理。