[發明專利]提高模板法制得的陶瓷纖維蓬松度的方法

有效

• 申請號: 202110038277.3
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112661522B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王天馳;程紫文;戴生伢
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種提高模板法制得的陶瓷纖維蓬松度的方法。所述方法先將纖維狀模板浸漬在前驅體溶液中，干燥后，先在較低溫度和有氧氣氛中燒結，去除主要有機成分，得到陶瓷纖維的前驅體，然后將陶瓷纖維前驅體篩網過篩并用水沖洗，分離纖維中摻雜的纖維大顆粒和雜質，最后將水洗后的陶瓷纖維前驅體干燥，得到分散均勻、蓬松度高的陶瓷纖維前驅體，最后進行二次燒結，在高溫度下生成蓬松度高的陶瓷纖維。本發明采用清洗去雜和二次燒結工藝，去除纖維團聚的大顆粒，提高了陶瓷纖維的蓬松度和分散性。

技術領域

本發明屬于陶瓷纖維材料的制備技術領域，涉及一種提高模板法制得的陶瓷纖維蓬松度的方法。

背景技術

陶瓷纖維是一種輕質耐火材料，它結合了纖維的可紡織加工特性和陶瓷的耐高溫等優異性能，兼具耐高溫、熱穩定性好、抗氧化、耐腐蝕、隔熱性能好等特性，在航空航天、原子能、冶金和石油化工、耐火材料等領域得到了廣泛的應用。陶瓷纖維的制備方法主要有溶膠凝膠法、模板法、靜電紡絲法、熔融法等。其中，模板法較其他制備方法具備以下優點：(1)制備工藝簡單；(2)目標產物的成型溫度低；(3)在制備過程中不需要添加其他成分。然而，模板法制得的陶瓷纖維，強度和韌性都很差，纖維的蓬松度不好，特別是經過高溫一次性燒結后。蓬松度不好的陶瓷纖維，會影響到纖維的熱導率以及陶瓷纖維制品的性能。

發明內容

本發明目的是提供一種提高模板法制得的陶瓷纖維蓬松度的方法。

實現本發明目的的技術方案如下：

提高模板法制得的陶瓷纖維蓬松度的方法，包括以下步驟：

步驟1，將纖維狀模板浸漬在前驅體溶液中，浸漬完全后干燥；

步驟2，將干燥的纖維狀模板置于馬弗爐中，有氧氣氛下升溫至500～900℃，保溫1～4h，去除模板的有機成分，冷卻至室溫，得到陶瓷纖維的前驅體；

步驟3，將陶瓷纖維前驅體篩網過篩并用水沖洗，分離纖維中摻雜的纖維大顆粒和雜質；

步驟4，將水洗后的陶瓷纖維前驅體干燥，得到分散均勻、蓬松度高的陶瓷纖維前驅體；

步驟5，若制備陶瓷纖維，將干燥后的陶瓷纖維前驅體再次放入馬弗爐中二次燒結，得到蓬松度高的目標陶瓷纖維；若制備陶瓷纖維制品，先按照制品形態和尺寸制備出坯體，再放入馬弗爐二次燒結，得到陶瓷纖維制品。

進一步地，步驟1中，浸漬時間為5～30min。

進一步地，步驟1中，所述的前驅體溶液為模板法制備陶瓷纖維常規使用的前驅體溶液，其化學組分由所要制備的陶瓷纖維物質決定，例如利用硝酸鋁和正硅酸乙酯的乙醇溶液為前驅體溶液，制備莫來石纖維。

進一步地，步驟1中，所述的纖維狀模板為模板法制備陶瓷纖維常規使用的纖維狀模板，包括但不限于木棉、牛角瓜、蘿藦、楊絮、白茅、棉花、法國梧桐樹毛、蒲葦、蘆葦、脫脂棉、粘膠纖維、硝化纖維、醋酸纖維、銅氨纖維、纖維素酯纖維、滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、氨綸和維綸等。

進一步地，步驟3中，所述的篩網的目數為20～60目。

進一步地，步驟4中，所述的干燥溫度為80～150℃，干燥時間5～12h。

進一步地，步驟5中，所述的陶瓷纖維制品為本領域常規使用的陶瓷纖維制品，例如陶瓷纖維板、陶瓷纖維紙、陶瓷纖維毯、陶瓷纖維瓦等。

進一步地，步驟5中，所述的二次燒結的溫度根據具體陶瓷纖維物質來決定，一般為900～1500℃。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：