一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于無機材料技術領域，尤其設及一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國家科技實力的不斷提升，越來越多的高精尖設備不斷被引進或開發出來， 并應用到各行各業的生產活動中。而對于其中應用在高、低溫環境中的高精尖設備，如何實 現其耐火絕熱保溫材料方案設計，成為當前面臨的一大關鍵問題。傳統的耐火絕熱保溫材 料主要分為有機材料和無機材料兩大類，而有機保溫材料因其燃點低、易著火，具有安全隱 患，因而不適合應用于高端設備的絕熱。而無機保溫材料恰恰相反，不易燃，安全性能高，從 運一方面講，無機保溫材料能夠更好地滿足該要求。
[0003] 目前使用最多的無機保溫材料主要是陶瓷纖維，陶瓷纖維又稱作娃酸侶纖維，采 用噴吹或甩絲工藝進行生產，纖維借助壓縮氣體或機械力形成，表面存在缺陷，且粗細不均 勻、渣球含量高;但因其侶含量較高，使得其使用溫度也明顯提高，可用作溫度>600°C的熱 保溫材料。
[0004] 陶瓷纖維經針刺工藝制成陶瓷纖維毯，即可廣泛應用于航天、鋼鐵、石化的高溫絕 熱保溫、軍用設備防火絕熱、工業害爐、加熱裝置壁襯、背襯絕熱保溫、高溫設備絕熱保溫、 高溫管道絕熱保溫和電器元件隔熱防火等眾多高溫環境。
[0005] 現有技術中，由于陶瓷纖維毯的渣球含量較高，處于10%~22%不等，導致陶瓷纖 維毯品質較差，而目前的解決手段是對纖維采用濕法工藝二次成型，降低渣球含量，并引入 有機物增強纖維柔初性，運不僅增大了勞動量，降低了勞動效率，還會導致產品導熱系數的 增大，降低保溫性能。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法，本發明提供的方法得 到的陶瓷纖維毯渣球率低，并且保溫效果好。
[0007] 本發明提供一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法，包括W下步驟：
[000引A)將侶源和娃源混合后進行烙融，得到烙融的物料；
[0009] B)將所述步驟A)中烙融的物料進行離屯、甩絲，得到陶瓷纖維，所述離屯、甩絲的轉 速為 7000 ~12000r/min;
[0010] C)將所述步驟B)中的陶瓷纖維依次進行集棉、針刺成毯，得到陶瓷纖維毯半成品， 所述集棉的入口高度為15~35cm;
[0011] D)將所述步驟C)中的陶瓷纖維毯半成品進行熱收縮，得到陶瓷纖維毯。
[0012] 優選的，所述陶瓷纖維毯中包括氧化侶和二氧化娃；
[0013] 所述氧化侶的重量份數為30~50份；
[0014] 所述二氧化娃的重量份數為45~60份。
[0015] 優選的，所述步驟A)具體為：
[0016] 將侶源、娃源和錯源混合后進行烙融，得到烙融的物料；
[0017] 所述陶瓷纖維毯中包括氧化錯(給）；
[0018] 所述氧化錯(給)的重量份數為10~20份。
[0019] 優選的，所述步驟B)中離屯、甩絲的烙體流量為400~600kg/h。
[0020] 優選的，所述步驟B)中離屯、甩絲的轉速為7500~9500r/min。
[0021 ]優選的，所述步驟C)中集棉的入口高度為20~30cm。
[0022] 優選的，所述步驟D)中熱收縮的溫度為900~1200°C。
[0023] 優選的，所述步驟D)中熱收縮的時間為15~40min。
[0024] 優選的，所述步驟C)和步驟D)之間還包括W下步驟：
[0025] 將所述步驟C)得到的陶瓷纖維毯半成品進行熱定型，得到熱定型的陶瓷纖維毯。 [00%]優選的，所述熱定型的溫度為550~750°C;
[0027] 所述熱定型的時間為10~30min。
[0028] 本發明提供了一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法，包括W下步驟:A)將侶源和娃 源混合后進行烙融，得到烙融的物料;B)將所述步驟A)中烙融的物料進行離屯、甩絲，得到陶 瓷纖維，所述離屯、甩絲的轉速為7000~120(K)r/min;C)將所述步驟B)中的陶瓷纖維依次集 棉、針刺成毯，得到陶瓷纖維毯半成品，所述集棉的入口高度為15~35cm;D)將所述步驟C) 中的陶瓷纖維毯半成品進行熱收縮，得到陶瓷纖維毯。本發明同時調節了產品在集棉過程 中入口處的高度和離屯、甩絲的轉速，實現了渣球量的降低，同時，本發明提供的制備方法得 到的陶瓷纖維毯還具有加好的保溫性能。實驗表明，本發明中的陶瓷纖維毯渣球率在5%W 下（<0.25111111)，1000°(3下加熱24小時的加熱線變化在-0.9%^下。
【具體實施方式】
[0029] 本發明提供了一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法，包括W下步驟：
[0030] A)將侶源和娃源混合后進行烙融，得到烙融的物料；
[0031] B)將所述步驟A)中烙融的物料進行離屯、甩絲，得到陶瓷纖維，所述離屯、甩絲的轉 速為 7000 ~12000r/min;
[0032] C)將所述步驟B)中的陶瓷纖維依次集棉、針刺成毯，得到陶瓷纖維毯半成品，所述 集棉的入口高度為15~35cm;
[0033] D)將所述步驟C)中的陶瓷纖維毯半成品進行熱收縮，得到陶瓷纖維毯。
[0034] 本發明提供的制備方法得到的陶瓷纖維毯渣球率低，且保溫性能好。
[0035] 在本發明中，所述低渣球陶瓷纖維毯的制備原料優選包括侶源、娃源和錯源，所述 侶源優選包括氧化侶，優選為工業氧化侶，如進口氧化侶、般燒a氧化侶等;所述娃源優選包 括石英砂;所述錯源優選包括錯英砂，所述錯英砂中含有的為錯給氧化物，即氧化錯(給）； 在制得的陶瓷纖維毯中，所述氧化侶的重量份數優選為30~50份，更優選為31~47份，最優 選為36~43份;所述二氧化娃的重量份數優選為45~60份，更優選為48~57份，最優選為50 ~53份;所述氧化錯(給)的重量份數優選為10~20份，更優選為16~18份。具體的，在本發 明的實施例中，所述陶瓷纖維毯的成分可采用W下兩個配比：（1)氧化侶31~36份，二氧化 娃48~53份，氧化錯（給）15~17份；（2)氧化侶43~47份，二氧化娃57~53份，無氧化錯 (給）。本發明在原料中添加錯源，能夠進一步提升陶瓷纖維的耐高溫性能。本發明對所述侶 源、娃源和錯源的來源及用量沒有特殊的限制，制得的產品中各成分的重量份數滿足上述 要求即可，可W根據實際采用原料中有效成分的含量對原料用量進行調整。
[0036] 本發明將所述侶源、錯源和娃源混合后進行烙融，得到烙融的物料，本發明烙融混 合物料的方法為本領域技術人員常用的方法。本發明優選采用電阻爐進行所述烙融。
[0037] 得到烙融的物料后，本發明將所述烙融的物料進行離屯、甩絲，得到陶瓷纖維，在所 述離屯、甩絲成纖的過程中，烙體的流量優選為400~600kg/h，更優選為450~550kg/h，最優 選為500~530kg/h;所述離屯、甩絲的轉速為7000~12000r/min，優選為7500~9500r/min， 更優選為8000~gOOOr/min。本發明通過對成纖過程中烙體流量和離線轉速的調節控制，能 夠有效降低纖維直徑至3.祉mW下，進一步降低渣球含量。
[0038] 得到陶瓷纖維后，本發明將所述陶瓷纖維依次進行集棉、針刺成毯，得到陶瓷纖維 毯半成品，在本發明中，所述集棉的入口高度為15~35cm，優選為20~30cm;在本發明中，所 述烙融的物料經離屯、甩絲成纖后，進入集棉器，本發明提高了集棉的入口高度至15~35cm， 有效降低了渣球的含量，然后陶瓷纖維出集棉器，進行針刺成毯，得到陶瓷纖維毯半成品。 在本發明中，所述針刺制毯為本領域技術人員常用的制毯方法。
[0039] 得到陶瓷纖維毯半成品后，本發明優選將所述陶瓷纖維毯半成品進行熱定型，得 到熱定型的陶瓷纖維毯。在本發明中，所述熱定型的溫度優選為550~750°C，更優選為600 ~700°C，最優選為650~680°C;所述熱定型的時間優選為10~30min，更優選為15~25min。 本發明優選在加熱爐中熱定型。
[0040] 完成熱定型后，本發明將熱定型的陶瓷纖維毯進行熱收縮，得到陶瓷纖維毯，所述 熱收縮的溫度優選為900~1200°C，更優選為950~1150°C，最優選為1000~1100°C;所述熱 收縮的時間優選為15~40min，更優選為20~35min，最優選為25~30min。本發明在熱定型 工序后設定了熱收縮工序，所述熱收縮過程能夠修復在成纖過程中機械力對纖維造成的損 傷，降低了加熱線收縮率，有效避免陶瓷纖維毯在使用時發生較大的收縮而導致的保溫層 產生裂隙，實現產品高溫使用性能的提升，大大提高了保溫效果。
[0041] 完成熱收縮后，本發明優選將熱收縮后的陶瓷纖維毯進行降溫處理，并打卷包裝， 得到低渣、低收縮的超細陶瓷纖維毯。在本發明中，所述降溫處理、打卷包裝均為本領域技 術人員的常用方法。
[0042] 本發明按照GB/T5480-200神廣物棉及其制品試驗方法測試了本發明得到的陶瓷 纖維的纖維直徑，結果表明，本發明中陶瓷纖維的直徑在2.8~3.祉m之間。
[0043] 本發明按照GB/T17911-2006耐火材料陶瓷纖維制品試驗方法測試了本發明得到 的陶瓷纖維毯的渣球含量，結果表明，本發明中陶瓷纖維毯的渣球含量（<〇. 25mm)在4~ 5 %之間。
[0044] 本發明按照YB/T4130-2005耐火材料導熱系數試驗方法(水流量平板法)測試了 本發明中陶瓷纖維毯的導熱系數(平均500°C)，結果表明，本發明中陶瓷纖維毯的導熱系數 為0.088~0.102W/(m?K)。
[0045] 本發明按照GB/T17911-2006耐火材料陶瓷纖維制品試驗方法測試了本發明得到 的陶瓷纖維毯的加熱線變化，結果表明，本發明中的陶瓷纖維毯在l〇〇〇°C下加熱24小時的 加熱線變化在-0.6~-0.9 %之間。
[0046] 本發明提供了一種低渣球陶瓷纖維毯的制備方法，包括W下步驟:A)將侶源和娃 源混合后進行烙融，得到烙融的物料;B)將所述步驟A)中烙融的物料進行離屯、甩絲，得到陶 瓷纖維，所述離屯、甩絲的轉速為7000~120(K)r/min;C)將所述步驟B)中的陶瓷纖維依次集 棉、針刺成毯，得到陶瓷纖維毯半成品，所述集棉的入口高度為15~35cm;D)將所述步驟C) 中的陶瓷纖維毯半成品進行熱收縮，得到陶瓷纖維毯。本發明同時調節了產品在集棉過程 中入口處的高度和離屯、甩絲的轉速，實現了渣球量的降低，同時，本發明提供的制備方法得 到的陶瓷纖維毯還具有加好的保溫性能。實驗結果表明，本發明提供的制備方