一種陶瓷纖維密封墊板及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于密封墊板材料技術領域，具體涉及一種陶瓷纖維密封墊板及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 在密封材料中密封墊板按生產工藝不同可分為輥壓板和抄取板兩大類，也可按原 料中是否含有石棉分為石棉板和無石棉板兩大類。目前，我國密封市場仍以石棉板為主，隨 著人們對環境保護的重視，無石棉密封材料已勢在必行，但是無石棉抄取板技術領域仍有 許多技術難題未能克服，影響到無石棉密封墊板的生產與推廣。
[0003] 目前，用于不銹鋼熱乳和冷乳的加熱爐爐輥是利用無石棉纖維墊片材料套裝在鋼 輥上進行加壓緊固后對其表面(墊片橫斷面)進行機械車削處理后制成。目前該產品主要依 賴進口，國內部分廠家將傳統的石棉墊板材料或者簡單地將石棉墊板材料中的石棉替換為 陶瓷纖維等非石棉纖維制成的陶瓷密封墊板，用于熱乳和冷乳的加熱爐爐輥材料，主要存 在以下問題：
[0004] 直接使用石棉墊板材料，存在耐高溫性能達不到要求，只能使用在600°C以下的中 低溫領域，同時高溫耐磨性能差，使用壽命短，而且石棉對人有致癌作用，對環境造成污染。
[0005] 將石棉部分替代為陶瓷纖維等非石棉纖維，雖然耐高溫性能提高了，高溫耐磨性 能仍然不足以長時間使用，而且也僅能使用到l〇〇〇°C的中低溫場合，同時對環境造成污染。
[0006] 將石棉完全替代為陶瓷纖維等非石棉纖維，雖然耐高溫性能可能滿足要求，但是 由于配方組成在高溫使用時的礦物相組成不合理，該類制品的高溫耐磨性能和長期使用壽 命與國外進口產品仍然存在較大的差距。例如，現有技術的無石棉抄取板采用的纖維含量 較高，甚至達到石棉抄取板技術中石棉纖維的含量45%左右，但其他纖維與石棉纖維在結 構與性能上存在巨大的差異，同樣的纖維含量但結果并不一樣。石棉經開松以后是一種極 細的纖維，無論怎樣短，它都具有良好的長徑比;石棉纖維的表面特性與彈性分散體類高分 子有較好的接合。而其他如無機纖維雖然也具有較高的耐溫性，但與石棉纖維相比是直徑 粗、剛性大、表面光滑，一旦加得多就存在強度差、抗滲透差，也就是具有密封性差的風險。 如果是有機纖維占得多，高溫燒蝕率就會上升，耐溫的長效性存在風險。另外有機合成纖 維、碳纖維等都是價格非常昂貴的材料，從經濟上來說用在抄取板里面也是很難替代石棉 的。
[0007][0008] 專利號為ZL 200410015794.5的中國發明專利公開了一種非石棉纖維增強乳膠密 封墊片板材的制造方法，該方法所用的非石棉纖維是芳綸纖維或其漿柏、芳砜綸纖維或其 漿柏、酚醛纖維、玻璃纖維、碳纖維、鋼纖維和纖維狀海泡石的一種或多種的混合物。非石棉 纖維在配方中的比例是35-70%。同樣存在原料價格過高、纖維用量過多的問題，且海泡石 是類石棉纖維，不是完全的無石棉材料。
[0009]
【發明內容】
[0010] 有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種陶瓷纖維密封墊板及其制備方 法，本發明提供陶瓷纖維密封墊板具有良好的耐高溫和耐磨性能。
[0011] 本發明提供了一種陶瓷纖維密封墊板，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準， 其化學組成主要包括：
[0012] 30~48質量份的Si〇2;
[0013] 30 ~42 質量份的 Al2〇3;
[0014] 5~13質量份的CaO;
[0015] 3~8質量份的MgO。
[0016] 優選的，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準，其礦物相組成包括：
[0017] 20~50質量份的鈣長石；
[0018] 20~40質量份的堇青石。
[0019]優選的，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準，由以下原料制備而成：
[0020] 20~50質量份的鈣長石；
[0021] 20~40質量份的堇青石；
[0022] 10~30質量份的硅酸鋁陶瓷纖維；
[0023] 1~15質量份的紙漿；
[0024] 1~15質量份的鱗片材料；
[0025] 0.1~5質量份的晶須材料；
[0026] 2~10質量份的彈性乳液；
[0027] 0.1~3質量份的白炭黑；
[0028] 0.2~0.8質量份的添加劑。
[0029] 優選的，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準，由以下原料制備而成：
[0030] 10~30質量份的硅酸鋁陶瓷纖維；
[0031] 1~15質量份的紙漿，
[0032] 15~30質量份的硅灰石，
[0033] 10~20質量份的滑石粉，
[0034] 3~8質量份的煅燒高嶺土，
[0035] 10~20質量份的氧化鋁超細粉，
[0036] 0.1~3質量份的白炭黑，
[0037] 1~15質量份的鱗片材料；
[0038] 0.1~5質量份的晶須材料；
[0039] 2~10質量份的彈性乳液；
[0040] 0.2~0.8質量份的添加劑。
[0041]優選的，所述添加劑選自硫化劑、促進劑和防老劑中的一種或多種。
[0042] 優選的，
[0043] 所述的硅酸鋁陶瓷纖維選自標準型硅酸鋁纖維棉、高純型硅酸鋁纖維棉、高鋁型 硅酸鋁纖維棉、含鋯型硅酸鋁纖維棉和多晶莫來石纖維棉中的一種或多種。
[0044]所述鱗片材料選自白云母、鋰云母、鱗片石墨和玻璃鱗片中的一種或多種；
[0045] 所述晶須材料選自碳化硅晶須和/或鈦酸鉀晶須；
[0046] 所述彈性乳液選自丙烯酸酯乳膠、聚氨酯乳膠、丁腈乳膠、丁苯乳膠、丁吡乳膠、氯 丁乳膠和天然乳膠中的一種或多種；
[0047] 所述紙漿選自針葉木漿、闊葉木漿、草漿、蘆葦漿、竹漿、廢布漿和廢紙漿中的一種 或多種。
[0048]優選的，所述原料還包括:透輝石、煤矸石、水洗高嶺土、輕燒氧化鎂、白云石和石 灰中的一種或多種。
[0049] 本發明還提供了一種陶瓷纖維密封墊板的制備方法，包括以下步驟：
[0050] 將20~50質量份的鈣長石、20~40質量份的堇青石、10~30質量份的硅酸鋁陶瓷 纖維、1~15質量份的紙楽：、1~15質量份的鱗片材料、0.1~5質量份的晶須材料、2~10質量 份的彈性乳液、〇. 1~3質量份的白炭黑、0.2~0.8質量份的添加劑和2000-5000質量份的水 混合制漿后，經過成型、脫水、干燥和壓延硫化，得到陶瓷纖維密封墊板。
[0051] 本發明還提供了一種陶瓷纖維密封墊板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： [0052]將10~30質量份的硅酸鋁陶瓷纖維、1~15質量份的紙漿、15~30質量份的硅灰 石、10~20質量份的滑石粉、3~8質量份的煅燒高嶺土、10~20質量份的氧化鋁超細粉、0.1 ~3質量份的白炭黑、1~15質量份的鱗片材料、0.1~5質量份的晶須材料、2~10質量份的 彈性乳液和0.2~0.8質量份的添加劑混合制漿后，經過成型、脫水干燥和壓延硫化，得到陶 瓷纖維密封墊板。
[0053] 優選的，所述壓延硫化的溫度為120~160°C。
[0054]與現有技術相比，本發明提供了一種陶瓷纖維密封墊板，其化學組成包括:30~48 質量份的Si02;30~42質量份的Al2〇3;5~13質量份的Ca0;3~8質量份的MgO。本發明提供的 陶瓷纖維墊板的化學組成可以形成特定比例范圍的鈣長石和堇青石礦物相，其中，所述鈣 長石和堇青石礦物相能夠極大地提高密封墊板的高溫耐磨性能并延長使用壽命。
[0055] 結果表明，陶瓷纖維密封墊板的長期使用溫度達到900°C以上，最高使用溫度可達 1200°C以上，裝配成的陶瓷纖維密封墊板耐熱輥高溫耐磨性能良好，使用壽命至少達到20 天以上，最高可達60天以上。
【具體實施方式】
[0056] 本發明提供了一種陶瓷纖維密封墊板，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準， 其化學組成包括：
[0057] 30~48質量份的Si02;
[0058] 30 ~42 質量份的 Al2〇3;
[0059] 5~13質量份的CaO;
[0060] 3~8質量份的MgO。
[00611本發明提供的100質量份的陶瓷纖維密封墊板中包括30~48質量份的Si02,優選 為32~45質量份，更優選為35~40質量份。
[0062]本發明提供的100質量份的陶瓷纖維密封墊板中還包括30~42質量份的Al2〇3,優 選為32~40質量份，更優選為35~38質量份。
[0063]本發明提供的100質量份的陶瓷纖維密封墊板中還包括5~13質量份的CaO;優選 為7~12質量份，更優選為8~10質量份；
[0064]本發明提供的100質量份的陶瓷纖維密封墊板中還包括3~8質量份的MgO,優選為 4~7質量份，更優選為5~6質量份。
[0065]本發明提供的陶瓷纖維密封墊板，以100質量份的陶瓷纖維密封墊板為基準，其礦 物相組成包括：
[0066] 20~50質量份的鈣長石；
[0067] 20~40質量份的堇青石。
[0068]本發明提供的100質量份的陶瓷