一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法及其製得的產品的製作方法

2023-07-03 05:41:46

專利名稱：一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法及其製得的產品的製作方法
技術領域：
本發明屬於耐火隔熱材料範疇，具體涉及一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法及其製得的產品。
背景技術：
莫來石耐火纖維作為新型高溫隔熱材料，具有耐高溫、抗腐蝕、熱導率低、熱穩定性及抗熱震性好等優良性能，在冶金、機械、石油、化工、電子、陶瓷等工業部門的高溫工業窯爐和高溫設備上，做爐襯材料和隔熱材料使用，取得了節能5％～40％的顯著效果；在複合增強材料、催化劑載體及在宇航飛彈及原子能等方面應用，都收到了良好的效果。因此受到人們的普遍重視，一些工業發達國家竟相投入力量，開發多晶莫來石耐火纖維。
但由於該類纖維工藝複雜、生產難度大，且纖維存在細、短、脆性大、易斷裂等問題，目前國內該類產品在工業窯爐的使用只能採用纖維條捆、溼法製品、靜壓成型製品，而其他深加工製品尚屬空白。這影響了該類產品使用領域的拓寬，研製和開發莫來石纖維毯十分必要。

發明內容
本發明的目的，是採用鹽酸溶液、鋁粉、矽溶膠、添加劑製備成膠體，並通過甩絲工藝製成纖維坯體，纖維坯體經過集棉和乾燥後，經過一定溫度的輕燒處理，再經過針刺，最終經過一定溫度的熱處理，再通過切割製成的一種莫來石纖維毯。
本發明通過如下技術方案來達到其發明目的開發一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是製法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、制針刺毯、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，製得成品，分述如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃加料，80～100℃反應1～2小時，製成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶矽酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，製成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時製成；(2)制纖維坯體——集棉上述製成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述製成的纖維坯體通過50～140℃的溫度乾燥並經集棉，累積成一定厚度；(3)制針刺毯通過針刺機進行針刺，再經過100～350℃的溫度進行乾燥0.5～1.5小時，形成針刺毯；(4)輕燒處理上述製成的針刺毯，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(5)高溫處理——切割成型輕燒處理後，再於1100～1350℃下，處理1～4小時，最後通過切割製成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
上述的莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是製法步驟如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃分批次加料，80～100℃反應1～2小時，製成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶矽酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，製成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時製成；(2)制纖維坯體——集棉上述製成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述製成的纖維坯體通過50～140℃的溫度乾燥並經集棉，累積成一定厚度後，再經過100～350℃的溫度進行乾燥0.5～1.5小時；(3)輕燒處理上述製成的纖維坯體，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(4)制針刺毯通過針刺機進行針刺，形成針刺毯；(5)高溫處理——切割成型針刺完成後，再於1100～1350℃下，處理1～4小時，最後通過切割製成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
上述的製法製得的莫來石晶體耐火纖維毯，其特徵是(1)其物理性能為纖維直徑2～6μmφ≥0.25mm渣球含量 ≤10％使用溫度1500℃抗拉強度≥0.02MPa加熱線變化(1400℃×24h) ≤-1％熱面溫度1000℃下的導熱係數0.15～0.20W/m·k(2)其化學組成為Al2O370～72％；SiO227～29％，餘量是可允許的雜質；(3)其纖維晶相，主晶相莫來石莫來石含量≥60％。
上述的莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是所述的鹽酸溶液濃度為9～10％。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量≥60％。纖維中的Al2O3含量為70～72％，SiO2含量為27～30％。該纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.15～0.20W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)＜-1％。
本發明的優點與現有矽酸鋁纖維針刺毯比較，本發明的優點是使用溫度高，比目前矽酸鋁纖維毯使用溫度提高150～400℃，因而擴大了耐火纖維材料的使用範圍。
具體實施例方式
實施例一將濃度為8％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫2小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時後，製成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為30％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，通過針刺機進行針刺，然後再經過100～250℃的溫度進行乾燥1.5小時後，經過500～600℃的輕燒處理2.5小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例二將濃度為15％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫1小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時後，製成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為40％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過100～140℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，通過針刺機進行針刺，然後再經過250～350℃的溫度進行乾燥0.5小時後，經過600～800℃的輕燒處理2小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理3～4小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為72％，SiO2含量為27.5％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.8％。
實施例三將濃度為8％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫2小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時後，製成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為30％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，然後再經過100～250℃的溫度進行乾燥1.5小時；經過500～600℃的輕燒處理2.5小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例四將濃度為15％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫1小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時後，製成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為40％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，然後再經過200～350℃的溫度進行乾燥0.5小時；經過600～800℃的輕燒處理2小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理2～4小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71.2％，SiO2含量為28.3％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例五將濃度為9％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫2小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時後，製成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為30％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，通過針刺機進行針刺，然後再經過100～250℃的溫度進行乾燥1.5小時後，經過500～600℃的輕燒處理2.5小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例六將濃度為10％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，並加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢後，在80～100℃的溫度下保溫1小時，製成甲液。
採用該甲液100Kg，然後加入添加劑10Kg，再加入酸性矽溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時後，製成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時製成；採用上述工藝製成的膠體中的固含量為40％，然後將膠體加入至甩絲輥中並調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度乾燥後並累積成一定厚度後，然後再經過200～350℃的溫度進行乾燥0.5小時；經過600～800℃的輕燒處理2小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理2～4小時，最後通過切割製成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品採用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為70.5％，SiO2含量為29％，餘量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱係數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.8％。
權利要求
1.一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是製法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、制針刺毯、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，製得成品，分述如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃加料，80～100℃反應1～2小時，製成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶矽酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，製成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時製成；(2)制纖維坯體——集棉上述製成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述製成的纖維坯體通過50～140℃的溫度乾燥並經集棉，累積成一定厚度；(3)制針刺毯通過針刺機進行針刺，再經過100～350℃的溫度進行乾燥0.5～1.5小時，形成針刺毯；(4)輕燒處理上述製成的針刺毯，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(5)高溫處理——切割成型輕燒處理後，再於1100～1350℃下，處理1～4小時，最後通過切割製成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
2.一種按照權利要求1所述的莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是製法步驟如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃分批次加料，80～100℃反應1～2小時，製成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶矽酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，製成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時製成；(2)制纖維坯體——集棉上述製成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述製成的纖維坯體通過50～140℃的溫度乾燥並經集棉，累積成一定厚度後，再經過100～350℃的溫度進行乾燥0.5～1.5小時；(3)輕燒處理上述製成的纖維坯體，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(4)制針刺毯通過針刺機進行針刺，形成針刺毯；(5)高溫處理——切割成型針刺完成後，再於1100～1350℃下，處理1～4小時，最後通過切割製成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
3.按照權利要求1所述的製法製得的莫來石晶體耐火纖維毯，其特徵是(1)其物理性能為纖維直徑2～6μmφ≥0.25mm渣球含量 ≤10％使用溫度1500℃抗拉強度≥0.02MPa加熱線變化，1400℃×24h ≤-1％熱面溫度1000℃下的導熱係數0.15～0.20W/m·k(2)其化學組成為Al2O370～72％；SiO227～29％，餘量是可允許的雜質；(3)其纖維晶相，主晶相莫來石莫來石含量≥60％。
4.按照權利要求1所述的莫來石晶體耐火纖維毯的製法，其特徵是所述的鹽酸溶液濃度為9～10％。
全文摘要
本發明是一種莫來石晶體耐火纖維毯的製法及其製得的產品。製法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、針刺、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，製得成品；或制膠體、制纖維坯體——集棉、輕燒處理、針刺、高溫處理——切割成型步驟，製得成品。其化學組成為Al
文檔編號D04H1/46GK1749190SQ20051001272
公開日2006年3月22日 申請日期2005年8月5日 優先權日2005年8月5日
發明者鹿成洪, 鹿成會, 鹿明, 李京友 申請人:山東魯陽股份有限公司