专利名称：一种莫来石晶体耐火纤维毯的制法及其制得的产品的制作方法
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2～6μmφ≥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Al2O370～72％；SiO227～29％，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。
具体实施例方式
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％。
权利要求
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纤维针刺毯。
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纤维针刺毯。
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2～6μmφ≥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Al2O370～72％；SiO227～29％，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％。
全文摘要
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Al
文档编号D04H1/46GK1749190SQ20051001272
公开日2006年3月22日 申请日期2005年8月5日 优先权日2005年8月5日
发明者鹿成洪, 鹿成会, 鹿明, 李京友 申请人:山东鲁阳股份有限公司