[發明專利]一種超細多晶氧化鋁無機纖維、纖維氈板及其制備方法

在審

• 申請號: 202210137936.3
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114775108A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 曾影;郭茂;胡州
• 申請（專利權）人: 重慶再升科技股份有限公司;重慶纖維研究設計院股份有限公司
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D04H1/4209;D04H1/4382;D04H3/002;D04H3/016
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 方洪

本發明公開了一種超細多晶氧化鋁無機纖維，包括以下組分：XO₂、Y₂O₃、K₂O和Z₂O，XO₂為SiO₂、ZrO₂中的至少一種，Y₂O₃為Al₂O₃、La₂O₃中的至少一種，Z₂O為其它金屬氧化物雜質，包括CaO、MgO、Na₂O中的至少一種，按質量百分比計，XO₂20～70％，Y₂O₃20～70％，K₂O10～35％，Z₂O0～0.6％；ZrO₂+La₂O₃的總含量≤10％。本發明還公開了一種超細多晶氧化鋁無機纖維氈板。本發明通過設計組分配比和制備工藝方式，得到直徑≤10um的超細多晶氧化鋁無機纖維，由其制作的氈板獲得了最佳的高溫耐受性能。

技術領域

本發明涉及無機纖維技術領域，具體涉及一種超細多晶氧化鋁無機纖維、纖維氈板及其制備方法。

背景技術

氧化鋁纖維，又稱多晶氧化鋁纖維，屬于高性能無機纖維，主晶形可呈γ-，δ-，θ-，α-氧化鋁，其主要成分是Al₂O₃，并含有少量的SiO₂，有的還含有少量的B₂O₃、Zr₂O₃或MgO等；具有高的拉伸強度和彈性模量、良好的電絕緣性和抗氧化性能，能夠在氧化或還原氣氛中保持良好的化學穩定性。氧化鋁纖維表面活性好，易與樹脂、金屬、陶瓷基體復合，形成諸多性能優異、應用廣泛的復合材料；制備成纖維氈或纖維板具有熱導率小、熱膨脹系數低、抗熱震性好等優點，高溫下，如長時間在1000℃使用，可以比硅酸鋁纖維更節能。

制備氧化鋁纖維的原料大多為較易得到的金屬氧化物粉末、無機鹽、有機聚合物等，可以通過直接從水溶液、溶膠或者其他一些溶劑中紡絲制成，也可以以黏膠絲為載體來制備。目前，氧化鋁纖維的制備方法主要有溶膠-凝膠法、浸漬法、熔融抽絲法、游漿法等。溶膠-凝膠法是在液相條件下將醇鹽或無機鹽等原料混合均勻，加入有機酸類或高分子類助劑，經過水解和縮聚等反應得到透明的穩定溶膠，溶膠中的膠粒聚合成為凝膠，凝膠經過干燥、煅燒等步驟得到所需要的微米級或納米級材料；該方法原料多為有機醇鹽，成本比較高且對人類身體健康有害，整個制備過程所需時間較長、拉升了成本。浸漬法是一種傳統的催化劑制造方法，通常是將載體放進含有活性物質的水溶液中浸泡，當浸漬平衡后，將剩余的液體除去，再進行干燥、鍛燒、活化等過程；該方法成本較高且纖維質量較差，產率低。熔融抽絲法即在高溫下向氧化鋁熔體中插入鉬制細管，利用毛細現象，熔融液剛好升到毛細管的頂端，然后由頂端緩慢向上拉伸就得到連續α-Al₂O₃纖維，此方法制備的纖維直徑范圍一般在20-150μm之間，長度在3-25mm之間；該方法一般只能用于低氧化鋁含量纖維的制備，纖維產品一般只能在低于1200℃的條件下應用，品質相對較低，且成本較高，生產效率較低。

目前市面上的氧化鋁纖維普遍直徑較大，鮮有關于超細氧化鋁纖維的報道。采用超細氧化鋁纖維制備的纖維氈板或纖維墊等產品，有望具有高溫條件下的高抗壓強度性能，用于對高溫(≥800℃)保溫材料有壓力要求的任何場所?？捎糜诙喾N應用中，例如過濾制品、隔熱制品、隔音制品、防火制品、車輛部件的安裝墊、墊圈、催化劑載體等。

但是氧化鋁的熔點很高，達到2050℃，且熔體粘度很低，采用傳統的無機纖維制備方式很難制備得到羊毛狀細纖維(直徑≤10um)。

發明內容