陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法与流程

本发明属于陶瓷纤维隔热板制备，具体的涉及一种陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法。

背景技术：

1、陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，陶瓷纤维制备的材料具有较好的防火保温隔热性能。陶瓷纤维板通常是以陶瓷纤维、填料和助剂为原料制成的板材，其具有优异的耐热和隔热性能。

2、由于陶瓷纤维板具有良好的耐热性、热稳定性和质轻、易于施工等特点而被广泛应用于工业炉窑中，往往选用它作为各种工业炉窑的背衬。但是现有的陶瓷纤维板存在着强度较低的问题，施工过程中在外力的作用下易于出现断裂、分层和剥落现象，从而影响施工质量和使用效果。同样，在炉体曲率较大或形状复杂的区域往往需要对陶瓷纤维板进行切割以满足严密贴合的要求，由于强度较低，陶瓷纤维板在切割时也会因分层和剥落而破损。因此在需要承受重力（如承受重质耐火材料或施工者和操作者踩踏的部位）和切割的炉体部位使用陶瓷纤维板对设计者来说是一个棘手的问题。此外，在某些领域还要求陶瓷纤维板具有防静电性能，为了使陶瓷纤维板具有防静电性能，一般是在陶瓷纤维板的制备过程中掺入导电填料，导电填料通常使用锑掺杂氧化锡，其使用量大，价格昂贵，目前，也出现了不使用氧化锡的防静电陶瓷纤维板，但是其防静电效果不理想，因此，有必要探索一种在保证强度的同时还具有优异的防静电性能的陶瓷纤维板。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法。采用该方法制备得到的陶瓷纤维防静电隔热板具有优异的强度和防静电性能。

2、本发明所述的陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法，由以下步骤组成：

3、（1）将焦宝石、硅藻土熟料和预处理白云石混合后进行熔融，然后将熔融的物料进行离心甩丝，制备得到陶瓷纤维散棉；

4、（2）将tibn与mosi2的混合物加入到由异丙醇、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和水组成的溶液中，加入乙酸调节溶液的ph值为4，然后于75-77℃反应3.5-3.8h，反应结束后冷却至室温，经过滤后进行干燥处理，制备得到改性tibn与mosi2的混合物；

5、（3）将步骤（2）制备得到的改性tibn与mosi2的混合物加入到改性聚苯胺溶液中进行搅拌混合，制备得到防静电分散液；

6、（4）将步骤（3）制备得到的防静电分散液经气相沉积炉沉积到步骤（1）制备的陶瓷纤维散棉上，制备得到防静电陶瓷纤维散棉；

7、（5）将步骤（4）制备的防静电陶瓷纤维散棉经集棉、针刺处理，制备得到陶瓷纤维防静电隔热毯，于真空条件下，向陶瓷纤维防静电隔热毯表面依次喷淋双氢磷酸铝溶液和氯化铁溶液，然后进行干燥处理，制备得到陶瓷纤维防静电隔热板。

8、其中：

9、步骤（1）中所述陶瓷纤维散棉，以重量份数计，由焦宝石69-71份、硅藻土熟料23-25份和预处理白云石2-3份组成。

10、步骤（1）中所述焦宝石，以质量百分数计，化学组成如下所示：al2o346.48%、sio236.79%、fe2o31.15%、tio22.72%、cao 0.43%、烧失量12.43%。

11、步骤（1）中所述的硅藻土熟料是将硅藻土于1020℃保温煅烧1.5h制备得到的，其采用的硅藻土，以质量百分数计，化学组成如下所示：sio288.35%、al2o35.14%、fe2o32.48%、cao 0.25%、mgo 0.38%、tio20.23%、k2o 0.18%、na2o 0.11%、烧失量2.88%。

12、步骤（1）中所述的预处理白云石是将白云石于1430℃保温煅烧3.5h制备得到的，其采用的白云石，以质量百分数计，化学组成如下：cao 33.48%、mgo 20.86%、p2o50.17%、sio20.75%、fe2o30.12%、al2o30.07%、烧失量44.55%。

13、步骤（1）中熔融温度为1800-1850℃，离心甩丝转速为10000r/min。

14、步骤（2）中tibn与mosi2的质量比为1 : 0.7-0.8。

15、步骤（2）中tibn与mosi2的混合物与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:0.05。

16、步骤（2）中异丙醇、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、水三者的质量比为0.65:0.20:0.80。

17、步骤（2）中干燥处理温度为105-108℃，干燥处理时间为1-1.2h。

18、步骤（3）中改性tibn与mosi2的混合物与改性聚苯胺溶液的质量比为0.015-0.02 : 1。

19、步骤（3）中改性聚苯胺溶液的制备方法，由以下步骤组成：

20、①将苯胺和过硫酸铵分散于盐酸溶液中于0℃反应4.5h，反应结束后，将溶液过滤，所得产物经水和无水乙醇洗至滤液无色，然后于真空条件下48℃干燥28h，制备得到聚苯胺；

21、②将聚苯胺加入到氨水溶液中搅拌反应，产物经减压蒸馏后用去离子水洗涤至中性，然后于真空条件下48℃干燥28h，制备得到提纯聚苯胺；

22、③将提纯聚苯胺加入到2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯水溶液中于65℃搅拌反应75h，制备得到改性聚苯胺溶液。

23、其中：

24、步骤①中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1:2，盐酸溶液的物质的量浓度为1.2mol/l。

25、步骤②中氨水溶液的物质的量浓度为1mol/l，搅拌反应是于室温下搅拌反应14h。

26、步骤②中聚苯胺与氨水溶液的质量体积比为1:25，单位为g/ml。

27、步骤③中2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯水溶液的质量浓度为3.5%；提纯聚苯胺与2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯水溶液的质量体积比为1:55，单位为g/ml。

28、步骤（5）中双氢磷酸铝溶液的质量浓度为50%，氯化铁溶液的质量浓度为25%。

29、步骤（5）中所述真空条件的真空压力为-0.070mpa。

30、步骤（5）中干燥处理温度为80℃，干燥处理时间为3.5h。

31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

32、（1）本发明所述的陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法，以焦宝石、硅藻土熟料和预处理白云石为原料制备陶瓷纤维散棉，制备得到的陶瓷纤维散棉为莫来石纤维，由于预处理白云石的极少量添加，在莫来石纤维的形成过程中会形成少量的钙长石和堇青石相，对莫来石纤维的强度起到进一步的增强作用，由此从根本上保证了制备的陶瓷纤维散棉的强度。

33、（2）本发明所述的陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法，将改性tibn与mosi2的混合物与改性聚苯胺溶液复配使用，tibn与mosi2不仅具有优异的导电性能还具备很好的力学性能，将其溶解于改性聚苯胺溶液中，提高制备的防静电分散液的导电性，通过将防静电分散液沉积到陶瓷纤维散棉上，在陶瓷纤维散棉上形成三维导电网络的同时进一步提高了陶瓷纤维散棉的力学性能，从而保证了制备的陶瓷纤维板的防静电性能。

34、（3）本发明所述的陶瓷纤维防静电隔热板的制备方法，工艺简单，参数易于控制，制备得到的陶瓷纤维防静电隔热板具有优异的强度和防静电性能。