CN100396631C - 一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法及其制得的产品 - Google Patents
一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法及其制得的产品 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法及其制得的产品。制法分为制胶体、制纤维坯体——集棉、针刺、轻烧处理、高温处理——切割成型步骤,制得成品;或制胶体、制纤维坯体——集棉、轻烧处理、针刺、高温处理——切割成型步骤,制得成品。其化学组成为:Al2O3 70~72%;SiO2 27~29%,余量是可允许的杂质;其纤维晶相,主晶相:莫来石莫来石含量≥60%。该纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.15~0.20W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)<-1%。比目前硅酸铝纤维毯使用温度提高150~400℃,扩大了耐火纤维材料的使用范围。
Description
技术领域
本发明属于耐火隔热材料范畴,具体涉及一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法及其制得的产品。
背景技术
莫来石耐火纤维作为新型高温隔热材料,具有耐高温、抗腐蚀、热导率低、热稳定性及抗热震性好等优良性能,在冶金、机械、石油、化工、电子、陶瓷等工业部门的高温工业窑炉和高温设备上,做炉衬材料和隔热材料使用,取得了节能5%~40%的显著效果;在复合增强材料、催化剂载体及在宇航导弹及原子能等方面应用,都收到了良好的效果。因此受到人们的普遍重视,一些工业发达国家竟相投入力量,开发多晶莫来石耐火纤维。
但由于该类纤维工艺复杂、生产难度大,且纤维存在细、短、脆性大、易断裂等问题,目前国内该类产品在工业窑炉的使用只能采用纤维条捆、湿法制品、静压成型制品,而其他深加工制品尚属空白。这影响了该类产品使用领域的拓宽,研制和开发莫来石纤维毯十分必要。
发明内容
本发明的目的,是采用盐酸溶液、铝粉、硅溶胶、添加剂制备成胶体,并通过甩丝工艺制成纤维坯体,纤维坯体经过集棉和干燥后,经过一定温度的轻烧处理,再经过针刺,最终经过一定温度的热处理,再通过切割制成的一种莫来石纤维毯。
本发明通过如下技术方案来达到其发明目的:
开发一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是制法分为制胶体、制纤维坯体——集棉、制针刺毯、轻烧处理、高温处理——切割成型步骤,制得成品,分述如下:
(1)制胶体
①按重量配比,浓度8~15%盐酸溶液∶铝粉=88~90∶10~12,40~80℃加料,80~100℃反应1~2小时,制成甲液;
②按重量配比,甲液∶添加剂∶硅酸溶胶=10∶1∶3,50~70℃反应1~4小时,制成50℃时粘度1000~4000mp.s,固含量在30~40%的胶体,备用;
所述的添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~90℃,反应1~2小时制成;
(2)制纤维坯体——集棉
上述制成的胶体,通过甩丝工艺,控制甩丝辊的转速在1000~3000转/分钟,形成长度为300~500mm的纤维坯体;
上述制成的纤维坯体通过50~140℃的温度干燥并经集棉,累积成一定厚度;
(3)制针刺毯
通过针刺机进行针刺,再经过100~350℃的温度进行干燥0.5~1.5小时,形成针刺毯;
(4)轻烧处理
上述制成的针刺毯,经500~800℃,轻烧处理2~2.5小时;
(5)高温处理——切割成型
轻烧处理后,再于1100~1350℃下,处理1~4小时,最后通过切割制成所需尺寸的莫来石纤维针刺毯。
上述的莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是制法步骤如下:
(1)制胶体
①按重量配比,浓度8~15%盐酸溶液∶铝粉=88~90∶10~12,40~80℃分批次加料,80~100℃反应1~2小时,制成甲液;
②按重量配比,甲液∶添加剂∶硅酸溶胶=10∶1∶3,50~70℃反应1~4小时,制成50℃时粘度1000~4000mp.s,固含量在30~40%的胶体,备用;
所述的添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~90℃,反应1~2小时制成;
(2)制纤维坯体——集棉
上述制成的胶体,通过甩丝工艺,控制甩丝辊的转速在1000~3000转/分钟,形成长度为300~500mm的纤维坯体;上述制成的纤维坯体通过50~140℃的温度干燥并经集棉,累积成一定厚度后,再经过100~350℃的温度进行干燥0.5~1.5小时;
(3)轻烧处理
上述制成的纤维坯体,经500~800℃,轻烧处理2~2.5小时;
(4)制针刺毯
通过针刺机进行针刺,形成针刺毯;
(5)高温处理——切割成型
针刺完成后,再于1100~1350℃下,处理1~4小时,最后通过切割制成所需尺寸的莫来石纤维针刺毯。
上述的制法制得的莫来石晶体耐火纤维毯,其特征是:
(1)其物理性能为:
纤维直径: 2~6μm
φ≥0.25mm渣球含量: ≤10%
使用温度: 1500℃
抗拉强度: ≥0.02MPa
加热线变化(1400℃×24h): ≤-1%
热面温度1000℃下的导热系数 0.15~0.20W/m·k
(2)其化学组成为:Al2O3 70~72%;SiO2 27~29%,余量是可允许的杂质;
(3)其纤维晶相,主晶相:莫来石莫来石含量≥60%。
上述的莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是所述的盐酸溶液浓度为9~10%。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量≥60%。纤维中的Al2O3含量为70~72%,SiO2含量为27~30%。该纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.15~0.20W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)<-1%。
本发明的优点:与现有硅酸铝纤维针刺毯比较,本发明的优点是使用温度高,比目前硅酸铝纤维毯使用温度提高150~400℃,因而扩大了耐火纤维材料的使用范围。
具体实施方式
实施例一:
将浓度为8%盐酸溶液和铝粉按重量比例90∶12的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至60~80℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温2小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至70℃进行浓缩,浓缩1小时后,制成粘度1000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~80℃,反应2小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为30%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至1000转/分钟形成长度为300-400mm的纤维坯体。该纤维坯体通过50~100℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,通过针刺机进行针刺,然后再经过100~250℃的温度进行干燥1.5小时后,经过500~600℃的轻烧处理2.5小时,再经过1100~1350℃的温度下处理1~2小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为71%,SiO2含量为28.5%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.18W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.9%。
实施例二:
将浓度为15%盐酸溶液和铝粉按重量比例88∶10的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至40~60℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温1小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至50℃进行浓缩,浓缩4小时后,制成粘度4000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在80~90℃,反应1小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为40%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至3000转/分钟形成长度为400-500mm的纤维坯体。该纤维坯体通过100~140℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,通过针刺机进行针刺,然后再经过250~350℃的温度进行干燥0.5小时后,经过600~800℃的轻烧处理2小时,再经过1100~1350℃的温度下处理3~4小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为72%,SiO2含量为27.5%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.15W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.8%。
实施例三:
将浓度为8%盐酸溶液和铝粉按重量比例90∶12的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至60~80℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温2小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至70℃进行浓缩,浓缩1小时后,制成粘度1000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~80℃,反应2小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为30%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至1000转/分钟形成长度为300-400mm的纤维坯体。该纤维坯体通过50~100℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,然后再经过100~250℃的温度进行干燥1.5小时;经过500~600℃的轻烧处理2.5小时;通过针刺机进行针刺形成针刺毯;再经过1100~1350℃的温度下处理1~2小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为71%,SiO2含量为28.5%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.18W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.9%。
实施例四:
将浓度为15%盐酸溶液和铝粉按重量比例88∶10的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至40~60℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温1小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至50℃进行浓缩,浓缩4小时后,制成粘度4000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在80~90℃,反应1小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为40%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至3000转/分钟形成长度为400-500mm的纤维坯体。该纤维坯体通过50~100℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,然后再经过200~350℃的温度进行干燥0.5小时;经过600~800℃的轻烧处理2小时;通过针刺机进行针刺形成针刺毯;再经过1100~1350℃的温度下处理2~4小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为71.2%,SiO2含量为28.3%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.15W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.9%。
实施例五
将浓度为9%盐酸溶液和铝粉按重量比例90∶12的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至60~80℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温2小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至70℃进行浓缩,浓缩1小时后,制成粘度1000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~80℃,反应2小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为30%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至1000转/分钟形成长度为300-400mm的纤维坯体。该纤维坯体通过50~100℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,通过针刺机进行针刺,然后再经过100~250℃的温度进行干燥1.5小时后,经过500~600℃的轻烧处理2.5小时,再经过1100~1350℃的温度下处理1~2小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为71%,SiO2含量为28.5%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.18W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.9%。
实施例六
将浓度为10%盐酸溶液和铝粉按重量比例88∶10的比例均匀分批次地加入到反应斧内,并加热至40~60℃,待盐酸溶液和铝粉加入完毕后,在80~100℃的温度下保温1小时,制成甲液。
采用该甲液100Kg,然后加入添加剂10Kg,再加入酸性硅溶胶30Kg,升温至50℃进行浓缩,浓缩4小时后,制成粘度4000mp.s(50℃时)的胶体,
添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在80~90℃,反应1小时制成;
采用上述工艺制成的胶体中的固含量为40%,然后将胶体加入至甩丝辊中并调整甩丝辊转速至3000转/分钟形成长度为400-500mm的纤维坯体。该纤维坯体通过50~100℃的温度干燥后并累积成一定厚度后,然后再经过200~350℃的温度进行干燥0.5小时;经过600~800℃的轻烧处理2小时;通过针刺机进行针刺形成针刺毯;再经过1100~1350℃的温度下处理2~4小时,最后通过切割制成一定尺寸的莫来石纤维针刺毯。
该产品采用X衍射仪检测,主晶象为莫来石,其含量78.5%。纤维中的Al2O3含量为70.5%,SiO2含量为29%,余量为可允许的杂质。该莫来石纤维毯热面温度1000℃下的导热系数为0.15W/m.k,加热线变化(1400℃×24h)为-0.8%。
Claims (4)
1.一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是制法分为制胶体、制纤维坯体——集棉、制针刺毯、轻烧处理、高温处理——切割成型步骤,制得成品,分述如下:
(1)制胶体
①按重量配比,浓度8~15%盐酸溶液∶铝粉=88~90∶10~12,40~80℃加料,80~100℃反应1~2小时,制成甲液;
②按重量配比,甲液∶添加剂∶硅酸溶胶=10∶1∶3,50~70℃反应1~4小时,制成50℃时粘度1000~4000mp.s,固含量在30~40%的胶体,备用;
所述的添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10在70~90℃,反应1~2小时制成;
(2)制纤维坯体——集棉
上述制成的胶体,通过甩丝工艺,控制甩丝辊的转速在1000~3000转/分钟,形成长度为300~500mm的纤维坯体;
上述制成的纤维坯体通过50~140℃的温度干燥并经集棉,累积成一定厚度;
(3)制针刺毯
通过针刺机进行针刺,再经过100~350℃的温度进行干燥0.5~1.5小时,形成针刺毯;
(4)轻烧处理
上述制成的针刺毯,经500~800℃,轻烧处理2~2.5小时;
(5)高温处理——切割成型
轻烧处理后,再于1100~1350℃下,处理1~4小时,最后通过切割制成所需尺寸的莫来石晶体耐火纤维毯成品。
2.一种按照权利要求1所述的莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是制法步骤如下:
(1)制胶体
①按重量配比,浓度8~15%盐酸溶液∶铝粉=88~90∶10~12,40~80℃分批次加料,80~100℃反应1~2小时,制成甲液;
②按重量配比,甲液∶添加剂∶硅酸溶胶=10∶1∶3,50~70℃反应1~4小时,制成50℃时粘度1000~4000mp.s,固含量在30~40%的胶体,备用;
所述的添加剂是按重量配比,软水∶聚乙烯醇∶乳酸=10∶1∶10
在70~90℃,反应1~2小时制成;
(2)制纤维坯体——集棉
上述制成的胶体,通过甩丝工艺,控制甩丝辊的转速在1000~3000转/分钟,形成长度为300~500mm的纤维坯体;上述制成的纤维坯体通过50~140℃的温度干燥并经集棉,累积成一定厚度后,再经过100~350℃的温度进行干燥0.5~1.5小时;
(3)轻烧处理
上述制成的纤维坯体,经500~800℃,轻烧处理2~2.5小时;
(4)制针刺毯
通过针刺机进行针刺,形成针刺毯;
(5)高温处理——切割成型
针刺完成后,再于1100~1350℃下,处理1~4小时,最后通过切割制成所需尺寸的莫来石晶体耐火纤维毯成品。
3.按照权利要求1所述的制法制得的莫来石晶体耐火纤维毯,其特征是:
(1)其物理性能为:
纤维直径: 2~6μm
ф≥0.25mm渣球含量: ≤10%
使用温度: 1500℃
抗拉强度: ≥0.02MPa
加热线变化,1400℃×24h: ≤-1%
热面温度1000℃下的导热系数 0.15~0.20W/m·k
(2)其化学组成为:Al2O3 70~72%;SiO2 27~29%,余量是可允许的杂质;
(3)其纤维晶相,主晶相:莫来石莫来石含量≥60%。
4.按照权利要求1所述的莫来石晶体耐火纤维毯的制法,其特征是所述的盐酸溶液浓度为9~10%。
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耐火纤维针刺毯的生产与应用. 丁力.江苏冶金,第5期. 1987 * |
锆英石质耐火纤维针刺毯开发研究. 金德建.现代技术陶瓷,第总第60期卷第2期. 1994 |
锆英石质耐火纤维针刺毯开发研究. 金德建.现代技术陶瓷,第总第60期卷第2期. 1994 * |
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CN1749190A (zh) | 2006-03-22 |
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