专利名称：可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板及其制法的制作方法
技术领域：
本发明属于耐火绝热材料，具体涉及一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板及其制法。
背景技术：
传统陶瓷纤维(硅酸铝耐火纤维)产品，其主要成分是Al2O3和SiO2(其Al2O3+SiO2一般大于94％)。该成分的陶瓷纤维在生产制造，以及制成其它绝热材料使用的过程中，存在着致命缺陷因陶瓷纤维的直径细小大多在6μm以下；加之自身性脆，容易断裂产生纤维粉尘，极易被吸入人体内，从而影响人体健康。
数十年来，世界许多科研机构对陶瓷纤维的安全性问题进行了大量的研究，包括对人体致癌的研究。目前已经有一些组织或机构把陶瓷纤维划分为2B类(可能致癌物质)，比如国际癌症研究中心(International Agency for Research on Cancer，简称IARC)。他们的依据是正常人体体液PH值为7.35～7.45(中性偏碱)，而以Al2O3和SiO2为主要成分的陶瓷纤维被人体吸入后不被溶解，故对人体有害。
目前，虽然陶瓷纤维对人体致癌作用的证据尚不充分，但欧、美等一些国家已将普通硅酸铝陶瓷纤维列入控制使用的产品，并要求在产品包装物上加印有害产品的标记。
发明内容
本发明的目的是研制一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板及其制法。该种纤维板在人体体液中有足够的溶解度、系可快速降解的无机硅酸盐纤维，可以缩短无机硅酸盐纤维在人体内的停留时间，将无机硅酸盐纤维对人体的损害降至最低。
本发明的技术方案是研制一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板，其特征在于该纤维板主要成分的重量百分组成为可溶纤维70～85％，无机结合剂12～25％，有机结合剂3～5％。
上述的可溶纤维是可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，该纤维的重量百分组成为SiO250～85％CaO5.5～35％MgO1～10％B2O31～2％Al2O30～1％Fe2O30～0.5％Na2O 0～0.5％K2O 0～0.5％。
上述的无机结合剂是二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、硅酸钠和/或磷酸二氢铝；上述的有机结合剂是淀粉、纤维素、酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺。
一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的制法，其特征是采用可溶纤维为主体材料，加入无机结合剂和有机结合剂，并以无机结合剂为主体结合剂，采用抄取、真空吸滤或压滤成型，然后经过干燥、后加工工序而制成；(1)碎浆时，添加纤维重量10～30倍的水，采用碎浆设备进行碎浆；(2)配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在0.5～6％以内；(3)待棉浆比0.5～6％时抄造；真空吸滤或压滤成型；(4)纸坯在70～150℃干燥12～72h；机械切割成板坯，刨面机刨平，需要时表面喷涂涂料，涂料干燥后机械切割成精确成品尺寸，即得。
本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的主要技术指标为体积密度220～400kg/m3含水率 0～3％加热线收缩(1000℃×24h) 0～3％导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k平均温度400℃ 0.110～0.130W/m.k平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k本发明的优点是1、在陶瓷纤维的基础上，研制了以SiO2为主体的配料体系，引入了CaO、MgO、B2O3、Fe2O3、Na2O和/或K2O；同时严格控制了配料中Al2O3的含量；制得了可溶于PH7.35～7.45溶液的无机硅酸盐纤维。
2、用上述可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维制得的板材，在制造、运输、裁切、安装和使用过程中可将对人体的危害程度降至最低限度。
3、原料易得，成本低廉，有利于本发明的推广应用和陶瓷纤维产品的更新换代。
具体实施例方式
实施例1一、可溶纤维部分重量配比(kg)SiO270份，CaO 15.5份，MgO 10份，B2O32份，Al2O31份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份。
工艺过程上述原料混合均匀后，在特制的电阻炉(或电弧炉、玻歇炉)中1500～1800℃熔融成液态，利用喷吹法或甩丝法(0.3～0.6Mpa风压)进行纤维生产。
现有电阻炉设立3组电极，由于原料组分改变，使电阻增大，导电率降低，导致熔化困难，为此对现有电阻炉增加3组电极，成为6组电极，以提高原料的导电率。
本发明生产的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，柔软而富有弹性，纤维平均直径1～5μm，纤维长度为30～150mm，渣球含量为5～10％。
本发明所获得纤维，在PH7.3～7.5，温度37±0.5℃的偏碱性溶液中浸泡24h，用原子吸收光谱仪测定，其溶解度为100～250mg/L；而对比的普通陶瓷纤维溶解度为0mg/L。
二、可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)
可溶纤维85份，硅酸钠或二氧化硅溶胶12份，酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺3份。
工艺过程采用可溶纤维为主体材料，加入无机结合剂和有机结合剂，并以无机结合剂为主体结合剂，采用抄取、真空吸滤或压滤成型，然后经过干燥、后加工工序而制成；其中(1)碎浆时，添加纤维重量30倍的水，采用碎浆设备进行碎浆；(2)配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在6％以内；(3)待棉浆比5.8～6％时抄造；真空吸滤或压滤成型；(4)纸坯在130～150℃干燥12h即得；机械切割成板坯，刨面机刨平，(需要时表面喷涂涂料)涂料干燥后机械切割成精确成品尺寸，即得。
本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的实测技术指标为体积密度 390～400kg/m3含水率 2～3％加热线收缩(1000℃×24h)0％导热系数平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k实施例2一、可溶纤维部分重量配比(kg)SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O31份，Al2O31份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份；工艺过程1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度90～250mm；渣球含量5～10％；溶解度100～250mg/L。
二、可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维75份，二氧化硅溶胶或氧化铝溶胶20份，淀粉和/或纤维素5份。
工艺过程(1)碎浆时，添加纤维重量30倍的水，采用碎浆设备进行碎浆；(2)配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在0.5％；(3)待棉浆比0.5％时抄造；真空吸滤或压滤成型；(4)纸坯在70～90℃干燥72h即得；机械切割成板坯，刨面机刨平，(需要时表面喷涂涂料)涂料干燥后机械切割成精确成品尺寸，即得。
本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的实测技术指标为体积密度220～280kg/m3含水率 0％加热线收缩(1000℃×24h) 3％导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
实施例3可溶纤维部分重量配比(kg)SiO260份，CaO 26.5份，MgO 10份，B2O32份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径1～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～8％；溶解度190～250mg/L。
可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维70份，硅酸钠和/或磷酸二氢铝25份，酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺5份。
工艺过程碎浆时添加纤维重量10倍的水；配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在6％；抄造；真空吸滤或压滤成型；纸坯在70～90℃干燥72h即得。
本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的实测技术指标为体积密度300～400kg/m3含水率 0％加热线收缩(1000℃×24h) 3％导热系数平均温度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
实施例4可溶纤维部分重量配比(kg)SiO250.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Al2O31份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～14％；溶解度180～250mg/L。
可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维80份，硅酸钠和/或磷酸二氢铝15份，酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺5份。
碎浆时添加纤维重量20倍的水；配浆时按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在3％；抄造；真空吸滤或压滤成型；纸坯在120～130℃干燥24h即得本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板(以下简称“板”)。
板的实测质量指标为体积密度380～400kg/m3；含水率2％；加热线收缩(1000℃×24h)2％；导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例2。
实施例5可溶纤维重量配比(kg)SiO250.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度30～200mm；渣球含量5～15％；溶解度100～200mg/L。
可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维72份，硅酸钠和/或磷酸二氢铝25份，酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺3份。
碎浆时添加纤维重量10倍的水；配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在6％；抄造；真空吸滤或压滤成型；纸坯在100～120℃干燥36h即得本发明产品——可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板(以下简称“板”)。
板的实测质量指标为体积密度300～380kg/m3；含水率1.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0.5％；导热系数平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例2。
实施例6可溶纤维重量配比(kg)SiO254.5份，CaO 35份，MgO 8份，B2O32份，Na2O0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径2～5μm；长度90～250mm；渣球含量5～13％；溶解度100～200mg/L。
可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维84份，硅酸钠和/或磷酸二氢铝12份，酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺4份。
碎浆时添加纤维重量15倍的水；配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在3.5％；抄造；真空吸滤或压滤成型；纸坯在140～150℃干燥48h即得可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板(以下简称“板”)。
板的实测质量指标为体积密度220～260kg/m3；含水率2.5％；加热线收缩(1000℃×24h)1.5％；导热系数平均温度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例2。
实施例7可溶纤维部分重量配比(kg下同)SiO258份，CaO 35份，MgO 5份，B2O31份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～7μm；长度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纤维70份，二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、和/或磷酸二氢铝25份，淀粉、纤维素和/或聚丙烯酰胺5份。
碎浆时添加纤维重量25倍的水；配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；配浆浓度应该控制在5.5％；抄造；真空吸滤或压滤成型；纸坯在110～130℃干燥60h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的实测质量指标为体积密度260～300kg/m3；含水率0.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0.5％；导热系数平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例1。
实施例8可溶纤维重量配比SiO253.5份，CaO 34份，MgO 10份，B2O31份，Al2O30.4份，Fe2O30.5份，Na2O 0.2份，K2O 0.4份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～8μm；长度30～200mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维板部分，主要成分的重量配比(kg)可溶纤维78份，二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、和/或硅酸钠18份，淀粉和/或纤维素4份。
碎浆时添加纤维重量30倍的水；配浆浓度控制在3.5％；抄造、真空吸滤成型；纸坯在100～120℃干燥72h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量指标为体积密度280～320kg/m3；含水率2.5％；加热线收缩(1000℃×24h)1.5％；导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
实施例9可溶纤维重量配比SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O32份，Al2O30.3份，Fe2O30.3份，Na2O 0.4份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径6～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～12％；溶解度150～250mg/L。
可溶纤维73份，二氧化硅溶胶和/或硅酸钠22份，淀粉和/或纤维素5份。
碎浆时添加纤维量20倍的水；配浆浓度5.5％；抄造、压滤成型；70～100℃干燥72h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量指标为体积密度340～380kg/m3；含水率1.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0.5％；导热系数平均温度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
实施例10可溶纤维部分重量配比SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径3～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L。
可溶纤维83份，二氧化硅溶胶12份，淀粉和/或纤维素5份。碎浆时加纤维量15倍的水；配浆浓度5.0％；抄造、压滤成型；90～100℃干燥60h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度360～400kg/m3；含水率0.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0.5％；导热系数平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例2。
实施例11可溶纤维部分重量配比SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径3～6μm；长度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L。
可溶纤维85份，二氧化硅溶胶12份，纤维素3份。碎浆时加纤维量10倍的水；配浆浓度6.0％；抄造、压滤成型；70～100℃干燥48h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度380～400kg/m3；含水率1.5％；加热线收缩(1000℃×24h)2.5％；导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例2。
实施例12可溶纤维部分重量配比SiO285份，CaO 6份，MgO 5份，B2O32份，Al2O31份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径4～8μm；长120～250mm；渣球含量5～8％；溶解度100～200mg/L。
可溶纤维80份，二氧化硅溶胶17份，纤维素3份。碎浆时加纤维量20倍的水；配浆浓度4.0％；抄造、真空吸滤成型；90～100℃干燥36h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度390～400kg/m3；含水率0.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0.5％；导热系数平均温度400℃ 0.1 10～0.130W/m.k；其余同例1。
实施例13可溶纤维部分重量配比SiO285份，CaO 7份，MgO 5份，B2O32份，Al2O30.5份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度80～250mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维板部分重量配比可溶纤维80份，二氧化硅溶胶17份，纤维素3份。碎浆时加纤维量30倍的水；配浆浓度2.0％；抄造、真空吸滤成型；140～150℃干燥24h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度360～380kg/m3；含水率1.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0％；导热系数平均温度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
实施例14
可溶纤维部分重量配比SiO251.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Al2O30.5份，Fe2O30.5份，K2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径1～5μm；长度130～250mm；渣球含量5～15％；溶解度200～250mg/L。
可溶纤维板部分重量配比可溶纤维85份，二氧化硅溶胶12份，纤维素3份。碎浆时加纤维量30倍的水；配浆浓度0.5％；抄造、真空吸滤成型；140～150℃干燥12h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度390～400kg/m3；含水率0.5％；加热线收缩(1000℃×24h)0％；导热系数平均温度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例1。
实施例15可溶纤维部分重量配比SiO282.5份，CaO 9份，MgO 5份，B2O32份，Fe2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa风压；直径5～10μm；长度150～250mm；渣球含量5～15％；溶解度150～250mg/L。
可溶纤维80份，二氧化硅溶胶15份，淀粉5份。碎浆时加纤维量30倍的水；配浆浓度0.5％；抄造、真空吸滤成型；140～150℃干燥24h，即得可溶纤维板(以下简称“板”)。
板的质量体积密度390～400kg/m3；含水率2.5％；加热线收缩(1000℃×24h)3％；导热系数平均温度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
权利要求
1.一种可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板，其特征在于该纤维板主要成分的重量百分组成为可溶纤维 70～85％，无机结合剂 12～25％，有机结合剂 3～5％。
2.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板，其特征是所述的可溶纤维是可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维，该纤维的重量百分组成为SiO250～85％CaO 5.5～35％MgO 1～10％B2O31～2％Al2O30～1％Fe2O30～0.5％Na2O 0～0.5％K2O0～0.5％。
3.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板，其特征是所述的无机结合剂是二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、硅酸钠和/或磷酸二氢铝。
4.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板，其特征是所述的有机结合剂是淀粉、纤维素、酚醛树脂和/或聚丙烯酰胺。
5.按照权利要求1所述的可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板的制法，其特征是采用可溶纤维为主体材料，加入无机结合剂和有机结合剂，并以无机结合剂为主体结合剂，采用抄取、真空吸滤或压滤成型，然后经过干燥、加工工序而制成；(1)碎浆时，添加纤维重量10～30倍的水，采用碎浆设备进行碎浆；(2)配浆时，按配比添加无机结合剂和有机结合剂，搅拌混匀；(3)待棉浆比0.5～6％时抄造；真空吸滤或压滤成型；(4)纸坯在70～150℃干燥12～72h，即得。
全文摘要
可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板及其制法。其特征在于该纤维板主要成分的重量百分组成为可溶纤维70～85％，无机结合剂12～25％，有机结合剂3～5％。制法是采用可溶纤维为主体材料，加入无机结合剂和有机结合剂，采用抄取、真空吸滤或压滤成型，经干燥、后加工而制成。以SiO
文档编号B28B1/52GK1544373SQ20031010570
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者鹿成洪, 鹿成会, 李京友, 王书义, 张芳 申请人:山东鲁阳股份有限公司