一种耐高温的多层陶瓷棉板制造技术

一种耐高温的多层陶瓷棉板，该棉板是由四层构成：隔热层、中间层、基体层和固定层，其特征在于隔热层由气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须构成，气凝胶二氧化硅的气孔率为85~95%，六钛酸钾晶须的质量分数为15~20%，有效提高陶瓷棉板的隔热能力；中间层为结合剂；基体层为陶瓷纤维，并在基体层上通过电阻点焊或钎焊焊接一层网格状金属网，使得棉板能够适应不同的产品和环境；陶瓷纤维是由52~60%的氧化铝、10~15%的二氧化硅、8~10%的氧化铁、15~30%的氧化锆，氧化铝、氧化铁和二氧化硅以煤矸石为原料制得，降低了成本，纳米级氧化锆是由ZrO2、Y2O3、H2O2形成；本发明专利技术利用多层复合结构，制备一种能够在高温、复杂工况下使用、低成本、高寿命的陶瓷棉板，具有广泛的市场应用价值。

High temperature resistant multilayer ceramic cotton plate

A multilayer ceramic plate of high temperature resistant cotton, the cotton board is composed of four layers: insulation layer, intermediate layer and the base layer and a fixed layer, which is characterized in that the insulation layer is composed of silica aerogel and six potassium titanate whisker, silica aerogel porosity rate is 85~95%, the mass fraction of six was 15~20% potassium titanate whiskers and effectively improve the ability of heat insulation ceramic cotton board; the middle layer is bonded; the matrix layer is a ceramic fiber, and in the matrix layer by resistance spot welding or brazing welding a layer of metal mesh grid, so that the cotton board can adapt to different products and environment; ceramic fiber is composed of 52~60%, 10~15%, 8~10% silica alumina the 15~30% iron oxide, zirconium oxide, alumina, ferric oxide and silicon dioxide from coal gangue as raw material, reduce cost, nano zirconia is formed by ZrO2, Y2O3, H2O2; the The invention uses multilayer composite structure to prepare a kind of ceramic wool board which can be used at high temperature and complicated working conditions, and has low cost and high service life, and has wide market application value.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的多层陶瓷棉板
本专利技术涉及一种多层陶瓷棉板的生产加工
，尤其涉及一种耐高温多层陶瓷棉板。
技术介绍
陶瓷纤维板是一种耐火材料。即使在加热后也保持良好的机械强度，该产品较纤维毯、毡是刚性并具有支撑强度的纤维隔热产品。陶瓷纤维板除具有对应散状陶瓷纤维棉优良性能外，产品质地坚硬，韧性和强度优良，具有优良的抗风蚀能力。加热不膨胀、质轻、施工方便，可任意剪切弯曲，是窑炉、管道及其他保温设备的理想节能材料，在保温隔热领域应用广泛。在现代各领域中存在许多的高温部件，其工作温度较高，已经超过材料的屈服点甚至接近熔点，没有冷却以降低金属表面温度是不可能运行的，材料存在极其严重的高温氧化和热腐蚀现象，没有涂层保护，这些部件是无法正常运行的，因此对隔热材料的性能提出了越来越高的要求。为了满足新型设备的隔热要求,硅酸铝纤维的耐温和隔热性能需要得到进一步的改善。申请公开号为CN204922261U的中国专利技术专利公开了一种复合陶瓷棉纤维隔热涂层，该隔热涂层采用陶瓷纤维棉和Al(OH)3溶胶混合物烧结而成，作为基体材料的隔热层。将擀压粉碎成直径2~6μm的粉末颗粒后的陶瓷纤维棉与Al(OH)3溶胶混合后作为涂层基体原料。在表面强化层和基体隔热层之间用一层Al(OH)3溶胶层作为过渡层。在基体材料上焊接一层金属网，来固定表面涂层，适应不同的产品和环境需求，特别是可以改变热膨胀系数来适应不同的基体材料，使得该涂层材料适用范围广，最后获得具有良好隔热性能的隔热涂层。所述的陶瓷纤维涂层隔热保温性能得到大大提高，但是在1500℃以上其适应性降低，高温下，涂层会脱落。申请号为CN105347798A的中国专利技术专利公开了一种陶瓷纤维隔热板,本专利技术公开了一种陶瓷纤维隔热板，所述陶瓷纤维隔热板由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛3~5份，纳米级氧化铝4~9份，五氧化二钒2~8份，纳米级碳化硅5~7份，微米级碳化硅35~45份，分散剂1~5份，锆乳胶3~4份，白云石粉4~8份，微米级氧化铝30~40份。本专利技术的陶瓷纤维隔热板，在满足耐高温的前提下，具有高的高红外反射率，其体积密度和高温导热系数低，具有优异的隔热性能，同时，其优良的抗折强度可长期用于高温隔热领域。所述的陶瓷纤维板在高温隔热保温方面的性能优良，但是不能适应不同的产品和环境需求，需要对其进行改善。当前，市场上存在很多陶瓷棉板，质量良莠不齐，制造成本较高、寿命较短尤其是在高温保温隔热性能较差，因此研究耐高温、低成本、寿命长的陶瓷纤维棉是当今新材料开发的技术前沿，运用多层复合的优势，逐一解决这些难题是可靠的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温多层陶瓷棉板，综合利用不同材料的性能以及多层复合的优势，提供一种能够在高温、复杂工况下使用、低成本、高寿命的陶瓷棉板。为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种耐高温的多层陶瓷棉板，该棉板是由四层构成：隔热层、中间层、基体层和固定层，其特征在于：隔热层由气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须构成，中间层为结合剂，基体层为陶瓷纤维，在基体层上焊接一层网格状金属网作为固定层；所述的气凝胶二氧化硅的气孔率为85~95%，孔洞尺寸为5~50nm，六钛酸钾晶须的质量分数为15~20%；结合剂为聚合氯化铝、聚丙烯酞胺、氧化铝溶液的一种或多种，浓度为5~10%；所述的陶瓷纤维是由52~60%的氧化铝、10~15%的二氧化硅、8~10%的氧化铁、15~30%的氧化锆；氧化铝、氧化铁和二氧化硅以煤矸石为原料制得；所述的纳米级氧化锆是由ZrO2、Y2O3、H2O2形成，ZrO2与Y2O3的质量比为85~95：4，ZrO2与H2O2的质量比为1:3~5；氧化铝和二氧化硅为纳米级，粒径为5~15μm；所述的固定层网格状金属网是通过电阻点焊或者钎焊的方式在基体层陶瓷纤维下表面焊接形成；该多层陶瓷棉板的制备方法如下：（1）选取一定原料比例，将组成陶瓷纤维的原料进行混合搅拌，调节制浆过程中浆料的pH值至中性；（2）采用湿法真空成型工艺制备基体层，干燥加工，干燥温度120℃，时间24小时，得到基体层陶瓷棉板；（3）在基体材料陶瓷纤维棉板上焊接一层金属网，以固定基体材料；（4）将结合剂涂敷在基体层陶瓷纤维棉板上进行烧结，形成过渡；（5）在结合剂上面涂刷气凝胶二氧化硅和六钛酸钾混合浆料，在1600~1900℃下进行烧结，形成隔热反射层；（6）按照不同要求截取不同陶瓷棉板尺寸。现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）由气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须混合构成隔热层，相较于传统陶瓷棉板，不仅提高了产品的保温隔热能力，且使陶瓷棉板具备化学稳定性、反射红外线、绝缘、高温吸音等性质；（2）陶瓷纤维棉中部分原料从煤矸石中获取，降低了生产成本，绿色环保；添加纳米级氧化锆将有效提高棉板的保温隔热性；（3）在陶瓷棉板底部焊接网格状金属网，使得棉板能够适应不同的产品和环境；（4）多层复合结构提高了陶瓷棉板的使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。实施例一种耐高温的多层陶瓷棉板，由四层构成，隔热层：气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须构成，气凝胶二氧化硅的气孔率为85~95%，孔洞尺寸为5~50nm，六钛酸钾晶须的质量分数为15~20%；中间层为结合剂为聚合氯化铝、聚丙烯酞胺、氧化铝溶液的一种或多种，浓度为5~10%，基体层为陶瓷纤维，并在基体层上焊接一层网格状金属网；所述的陶瓷纤维是由52~60%的氧化铝、10~15%的二氧化硅、8~10%的氧化铁、15~30%的氧化锆；氧化铝、氧化铁和二氧化硅以煤矸石为原料制得；所述的纳米级氧化锆是由ZrO2、Y2O3、H2O2形成，ZrO2与Y2O3的质量比为85~95：4，ZrO2与H2O2的质量比为1:3~5；氧化铝和二氧化硅为纳米级，粒径为5~15μm；所述的固定层网格状金属网是通过电阻点焊或者钎焊的方式在基体层陶瓷纤维下表面焊接形成；该多层陶瓷棉板的制备方法如下：（1）选取一定原料比例：氧化铝55%、二氧化硅15%、氧化铁10%、纳米级氧化锆20%（ZrO2与Y2O3的质量比选为90:4，ZrO2与H2O2的质量比为1:4），先将ZrO2、Y2O3和H2O2混合的锆乳胶乳化，形成液体状态；然后将氧化铝、二氧化硅和氧化铁进行混合搅拌，倒入锆乳胶，调节制浆过程中浆料的pH值至中性；（2）湿法真空成型，干燥加工，干燥温度120℃，时间24小时，得到基体层陶瓷棉板；（3）采用钎焊的方法，在基体材料陶瓷纤维棉板下表面上焊接一层金属网，以固定基体材料；（4）将结合剂聚合氯化铝和聚丙烯酞胺混合，浓度为8%，均匀涂敷在基体层陶瓷纤维棉板上进行烧结，形成过渡；（5）在结合剂上面涂刷气凝胶二氧化硅和六钛酸钾混合浆料，其中六钛酸钾和气凝胶的质量比为2:8，在1600~1900℃下进行烧结，形成隔热反射层；（6）按照不同要求截取不同陶瓷棉板尺寸。上述仅为本专利技术的两个具体实施方式，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本专利技术保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温的多层陶瓷棉板，该棉板是由四层构成：隔热层、中间层、基体层和固定层，其特征在于：隔热层由气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须构成，中间层为结合剂，基体层为陶瓷纤维，在基体层上焊接一层网格状金属网作为固定层；所述的气凝胶二氧化硅的气孔率为85~95%，孔洞尺寸为5~50nm，六钛酸钾晶须的质量分数为15~20%；结合剂为聚合氯化铝、聚丙烯酞胺、氧化铝溶液的一种或多种，浓度为5~10%。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的多层陶瓷棉板，该棉板是由四层构成：隔热层、中间层、基体层和固定层，其特征在于：隔热层由气凝胶二氧化硅和六钛酸钾晶须构成，中间层为结合剂，基体层为陶瓷纤维，在基体层上焊接一层网格状金属网作为固定层；所述的气凝胶二氧化硅的气孔率为85~95%，孔洞尺寸为5~50nm，六钛酸钾晶须的质量分数为15~20%；结合剂为聚合氯化铝、聚丙烯酞胺、氧化铝溶液的一种或多种，浓度为5~10%。2.根据权利要求1所述的多层陶瓷棉板，其特征在于陶瓷纤维是由52~60%的氧化铝、10~15%的二氧化硅、8~10%的氧化铁、15~30%的氧化锆；氧化铝、氧化铁和二氧化硅以煤矸石为原料制得。3.根据权利要求1所述的多层陶瓷棉板，其特征在于纳米级氧化锆是由ZrO2、Y2O3、H2O2形成，ZrO2与Y2O3的质量比为85~95：4，Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晨晨，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：苏州宏久航空防热材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32