專利名稱：一種莫來石晶體耐火纖維毯的制法及其制得的產品的制作方法
技術領域：
本發明屬于耐火隔熱材料范疇，具體涉及一種莫來石晶體耐火纖維毯的制法及其制得的產品。
背景技術：
莫來石耐火纖維作為新型高溫隔熱材料，具有耐高溫、抗腐蝕、熱導率低、熱穩定性及抗熱震性好等優良性能，在冶金、機械、石油、化工、電子、陶瓷等工業部門的高溫工業窯爐和高溫設備上，做爐襯材料和隔熱材料使用，取得了節能5％～40％的顯著效果；在復合增強材料、催化劑載體及在宇航導彈及原子能等方面應用，都收到了良好的效果。因此受到人們的普遍重視，一些工業發達國家竟相投入力量，開發多晶莫來石耐火纖維。
但由于該類纖維工藝復雜、生產難度大，且纖維存在細、短、脆性大、易斷裂等問題，目前國內該類產品在工業窯爐的使用只能采用纖維條捆、濕法制品、靜壓成型制品，而其他深加工制品尚屬空白。這影響了該類產品使用領域的拓寬，研制和開發莫來石纖維毯十分必要。
發明內容
本發明的目的，是采用鹽酸溶液、鋁粉、硅溶膠、添加劑制備成膠體，并通過甩絲工藝制成纖維坯體，纖維坯體經過集棉和干燥后，經過一定溫度的輕燒處理，再經過針刺，最終經過一定溫度的熱處理，再通過切割制成的一種莫來石纖維毯。
本發明通過如下技術方案來達到其發明目的開發一種莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是制法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、制針刺毯、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，制得成品，分述如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃加料，80～100℃反應1～2小時，制成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶硅酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，制成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時制成；(2)制纖維坯體——集棉上述制成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述制成的纖維坯體通過50～140℃的溫度干燥并經集棉，累積成一定厚度；(3)制針刺毯通過針刺機進行針刺，再經過100～350℃的溫度進行干燥0.5～1.5小時，形成針刺毯；(4)輕燒處理上述制成的針刺毯，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(5)高溫處理——切割成型輕燒處理后，再于1100～1350℃下，處理1～4小時，最后通過切割制成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
上述的莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是制法步驟如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃分批次加料，80～100℃反應1～2小時，制成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶硅酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，制成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時制成；(2)制纖維坯體——集棉上述制成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述制成的纖維坯體通過50～140℃的溫度干燥并經集棉，累積成一定厚度后，再經過100～350℃的溫度進行干燥0.5～1.5小時；(3)輕燒處理上述制成的纖維坯體，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(4)制針刺毯通過針刺機進行針刺，形成針刺毯；(5)高溫處理——切割成型針刺完成后，再于1100～1350℃下，處理1～4小時，最后通過切割制成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
上述的制法制得的莫來石晶體耐火纖維毯，其特征是(1)其物理性能為纖維直徑2～6μmφ≥0.25mm渣球含量 ≤10％使用溫度1500℃抗拉強度≥0.02MPa加熱線變化(1400℃×24h) ≤-1％熱面溫度1000℃下的導熱系數0.15～0.20W/m·k(2)其化學組成為Al2O370～72％；SiO227～29％，余量是可允許的雜質；(3)其纖維晶相，主晶相莫來石莫來石含量≥60％。
上述的莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是所述的鹽酸溶液濃度為9～10％。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量≥60％。纖維中的Al2O3含量為70～72％，SiO2含量為27～30％。該纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.15～0.20W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)＜-1％。
本發明的優點與現有硅酸鋁纖維針刺毯比較，本發明的優點是使用溫度高，比目前硅酸鋁纖維毯使用溫度提高150～400℃，因而擴大了耐火纖維材料的使用范圍。
具體實施例方式
實施例一將濃度為8％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫2小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時后，制成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為30％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，通過針刺機進行針刺，然后再經過100～250℃的溫度進行干燥1.5小時后，經過500～600℃的輕燒處理2.5小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例二將濃度為15％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫1小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時后，制成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為40％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過100～140℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，通過針刺機進行針刺，然后再經過250～350℃的溫度進行干燥0.5小時后，經過600～800℃的輕燒處理2小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理3～4小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為72％，SiO2含量為27.5％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.8％。
實施例三將濃度為8％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫2小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時后，制成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為30％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，然后再經過100～250℃的溫度進行干燥1.5小時；經過500～600℃的輕燒處理2.5小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例四將濃度為15％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫1小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時后，制成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為40％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，然后再經過200～350℃的溫度進行干燥0.5小時；經過600～800℃的輕燒處理2小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理2～4小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71.2％，SiO2含量為28.3％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例五將濃度為9％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例90∶12的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至60～80℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫2小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至70℃進行濃縮，濃縮1小時后，制成粘度1000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～80℃，反應2小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為30％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至1000轉/分鐘形成長度為300-400mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，通過針刺機進行針刺，然后再經過100～250℃的溫度進行干燥1.5小時后，經過500～600℃的輕燒處理2.5小時，再經過1100～1350℃的溫度下處理1～2小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為71％，SiO2含量為28.5％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.18W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.9％。
實施例六將濃度為10％鹽酸溶液和鋁粉按重量比例88∶10的比例均勻分批次地加入到反應斧內，并加熱至40～60℃，待鹽酸溶液和鋁粉加入完畢后，在80～100℃的溫度下保溫1小時，制成甲液。
采用該甲液100Kg，然后加入添加劑10Kg，再加入酸性硅溶膠30Kg，升溫至50℃進行濃縮，濃縮4小時后，制成粘度4000mp.s(50℃時)的膠體，添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在80～90℃，反應1小時制成；采用上述工藝制成的膠體中的固含量為40％，然后將膠體加入至甩絲輥中并調整甩絲輥轉速至3000轉/分鐘形成長度為400-500mm的纖維坯體。該纖維坯體通過50～100℃的溫度干燥后并累積成一定厚度后，然后再經過200～350℃的溫度進行干燥0.5小時；經過600～800℃的輕燒處理2小時；通過針刺機進行針刺形成針刺毯；再經過1100～1350℃的溫度下處理2～4小時，最后通過切割制成一定尺寸的莫來石纖維針刺毯。
該產品采用X衍射儀檢測，主晶象為莫來石，其含量78.5％。纖維中的Al2O3含量為70.5％，SiO2含量為29％，余量為可允許的雜質。該莫來石纖維毯熱面溫度1000℃下的導熱系數為0.15W/m.k，加熱線變化(1400℃×24h)為-0.8％。
權利要求
1.一種莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是制法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、制針刺毯、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，制得成品，分述如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃加料，80～100℃反應1～2小時，制成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶硅酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，制成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時制成；(2)制纖維坯體——集棉上述制成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述制成的纖維坯體通過50～140℃的溫度干燥并經集棉，累積成一定厚度；(3)制針刺毯通過針刺機進行針刺，再經過100～350℃的溫度進行干燥0.5～1.5小時，形成針刺毯；(4)輕燒處理上述制成的針刺毯，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(5)高溫處理——切割成型輕燒處理后，再于1100～1350℃下，處理1～4小時，最后通過切割制成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
2.一種按照權利要求1所述的莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是制法步驟如下(1)制膠體①按重量配比，濃度8～15％鹽酸溶液∶鋁粉＝88～90∶10～12，40～80℃分批次加料，80～100℃反應1～2小時，制成甲液；②按重量配比，甲液∶添加劑∶硅酸溶膠＝10∶1∶3，50～70℃反應1～4小時，制成50℃時粘度1000～4000mp.s，固含量在30～40％的膠體，備用；所述的添加劑是按重量配比，軟水∶聚乙烯醇∶乳酸＝10∶1∶10在70～90℃，反應1～2小時制成；(2)制纖維坯體——集棉上述制成的膠體，通過甩絲工藝，控制甩絲輥的轉速在1000～3000轉/分鐘，形成長度為300～500mm的纖維坯體；上述制成的纖維坯體通過50～140℃的溫度干燥并經集棉，累積成一定厚度后，再經過100～350℃的溫度進行干燥0.5～1.5小時；(3)輕燒處理上述制成的纖維坯體，經500～800℃，輕燒處理2～2.5小時；(4)制針刺毯通過針刺機進行針刺，形成針刺毯；(5)高溫處理——切割成型針刺完成后，再于1100～1350℃下，處理1～4小時，最后通過切割制成所需尺寸的莫來石纖維針刺毯。
3.按照權利要求1所述的制法制得的莫來石晶體耐火纖維毯，其特征是(1)其物理性能為纖維直徑2～6μmφ≥0.25mm渣球含量 ≤10％使用溫度1500℃抗拉強度≥0.02MPa加熱線變化，1400℃×24h ≤-1％熱面溫度1000℃下的導熱系數0.15～0.20W/m·k(2)其化學組成為Al2O370～72％；SiO227～29％，余量是可允許的雜質；(3)其纖維晶相，主晶相莫來石莫來石含量≥60％。
4.按照權利要求1所述的莫來石晶體耐火纖維毯的制法，其特征是所述的鹽酸溶液濃度為9～10％。
全文摘要
本發明是一種莫來石晶體耐火纖維毯的制法及其制得的產品。制法分為制膠體、制纖維坯體——集棉、針刺、輕燒處理、高溫處理——切割成型步驟，制得成品；或制膠體、制纖維坯體——集棉、輕燒處理、針刺、高溫處理——切割成型步驟，制得成品。其化學組成為Al
文檔編號D04H1/46GK1749190SQ20051001272
公開日2006年3月22日 申請日期2005年8月5日 優先權日2005年8月5日
發明者鹿成洪, 鹿成會, 鹿明, 李京友 申請人:山東魯陽股份有限公司