纳米颗粒物硅酸铝纤维毯及其制备方法与流程

本发明属于耐火材料，具体涉及一种纳米颗粒物硅酸铝纤维毯及其制备方法。

背景技术：

1、气凝胶纤维毯因其较为出色额保温性能，被广泛应用于石油化工管道保温，冶金设备节能保温，电力管线保温，lng液化管线保冷，各行业工业炉保温和节能降耗。现有的气凝胶纤维毯的生产工艺多为载体硅酸铝纤维毯生产→纳米原料溶胶→凝胶→胶体浸润或涂布→高温固化烧结→成品。专利cn107415363a公开了一种防潮型的硅酸铝纤维耐火毡，将硅酸铝纤维毡置于防潮浆液中浸渍后干燥，再在两侧分别连接耐热层，然后置于防潮浆液中再次浸渍并干燥而成，防潮浆液由马尾藻炭化物、分子筛活化粉、纳米锆溶胶制成，此专利将纳米颗粒物通过浸渍的方式于硅酸铝纤维毡结合，后期易脱落，影响隔热效果和使用寿命。

2、现有技术中，纳米颗粒物涂布法或浸润法，颗粒不均匀，会导致纤维毯导热率各部偏差较大，且此方法制备发纤维毯表面颗粒物容易脱落，极度影响气凝胶纤维毯的隔热效果和使用寿命，因此，急需一种隔热效果好，纳米颗粒表层和里外分布均匀，不易脱落的纤维毯来解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种纳米颗粒物硅酸铝纤维毯，纳米颗粒溶胶在纤维毯内部外部分布均匀，不掉粉，绝热性能好。

2、本发明还提供其制备方法，科学合理，适合大规模生产。

3、本发明所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，包括以下工序：

4、原料下料→熔融→甩丝成纤制得纤维棉→制备纳米颗粒溶胶→集棉器集棉→纳米颗粒注胶→针刺成毯→表面喷涂密封胶→毯加热炉热定型→铝箔包覆→称量打包；

5、所述集棉器集棉工序采用的集棉器内设有集棉布胶器，所述的集棉布胶器包括设置在集棉器壳体内部侧面和顶面的若干高压喷嘴，集棉器壳体内底部设有布棉网带，将纳米颗粒溶胶通过高压喷嘴喷洒到纤维棉中，集棉器壳体内部负压循环风吸棉，纳米颗粒溶胶与纤维棉充分均匀混合后落到布棉网带上。所述集棉布胶器结构示意图如图1所示。

6、所述原料为粒径200-300目的氧化铝颗粒45-55wt.％，粒径200-300目以上的氧化硅颗粒45-55wt.％。

7、熔融工序的温度为2000-2300℃，所述甩丝成纤制得纤维棉工序采用三辊甩丝，转速为13000-14000r/min。

8、所述集棉器集棉工序负压为-0.8～-0.7mpa。

9、所述纳米颗粒溶胶注胶量为纤维棉质量的20-30％。

10、所述纳米颗粒溶胶为a组分、b组分和助剂质量比为1:(0.8-1.2):(0.1-0.3)的混合物；所述a组分以下质量份数的原料：

11、铝粉 1-3份；

12、柠檬酸 1-3份；

13、水 10份；

14、所述b组分以下质量份数的原料：

15、硅酸钠 2-3份；

16、盐酸 1-2份；

17、水 10份；

18、助剂为聚乙烯醇和异丙醇质量比为1:(0.2-0.5)的混合物；

19、所述a组分的制备方法为将原料升温至90-95℃反应5-6h即得a组分；

20、所述b组分的制备方法为将原料升温至60-65℃反应5-6h即得b组分。

21、所述针刺成毯工序采用双面针刺机，针刺频率为100-120次/min。

22、所述毯加热炉热定型工序的温度为550-680℃，时间为40-50min。

23、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

24、(1)本发明提供了一种纤维棉与添加物纳米颗粒溶胶一体成型的制备方法，解决了颗粒物内层外层分布不均匀，表层颗粒物过多且容易脱落的问题，增强绝热保温性能。

25、(2)本发明在纤维针刺成毯以后，设置生产线喷淋设备，在毯表面喷涂密封胶水，进毯加热炉固化定型后，形成对纳米粉体颗粒的第一层封闭层，同时封锁纤维毯表面的开气孔，增加绝热保温性能。

26、(3)本发明在毯加热炉热定型后，对纤维毯包覆铝箔，形成对纳米粉体颗粒的第二次封闭，同时利用铝箔的反射和折射性，进一步提升产品的绝热保温性能。

技术特征：

1.一种纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，包括以下工序：

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述原料为粒径200-300目的氧化铝颗粒45-55wt.％，粒径200-300目以上的氧化硅颗粒45-55wt.％。

3.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述熔融工序的温度为2000-2300℃，所述甩丝成纤制得纤维棉工序采用三辊甩丝，转速为13000-14000r/min。

4.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述集棉器集棉工序负压为-0.8～-0.7mpa。

5.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒溶胶注胶量为纤维棉质量的20-30％。

6.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒溶胶为a组分、b组分和助剂质量比为1:(0.8-1.2):(0.1-0.3)的混合物；所述a组分以下质量份数的原料：

7.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述针刺成毯工序采用双面针刺机，针刺频率为100-120次/min。

8.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述毯加热炉热定型工序的温度为550-680℃。

9.根据权利要求1所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法，其特征在于，所述毯加热炉热定型工序的时间为40-50min。

10.一种纳米颗粒物硅酸铝纤维毯，其特征在于，采用权利要求1～9任一所述的纳米颗粒物硅酸铝纤维毯的制备方法制得。

技术总结
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种纳米颗粒物硅酸铝纤维毯及其制备方法。包括以下工序：原料下料→熔融→甩丝成纤制得纤维棉→制备纳米颗粒溶胶→集棉器集棉→纳米颗粒注胶→针刺成毯→表面喷涂密封胶→毯加热炉热定型→铝箔包覆→称量打包；所述集棉器集棉工序将纳米颗粒溶胶通过高压喷嘴喷洒到纤维棉中，集棉器壳体内部负压循环风吸棉，纳米颗粒溶胶与纤维棉充分均匀混合后落到布棉网带上。本发明提供了一种纤维棉与添加物纳米颗粒溶胶一体成型的制备方法，解决了颗粒物内层外层分布不均匀，表层颗粒物过多且容易脱落的问题，增强绝热保温性能。

技术研发人员：吴明双,张彦粉,杨胜利
受保护的技术使用者：山东金石节能材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24