耐高温、低导热、柔性陶瓷纤维复合纸及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种耐高温、低导热、柔性的陶瓷纤维复合纸，由硅酸铝纤维纸为纸基层，另由硅酸铝纤维、微孔硅酸钙球形颗粒和纤维分散剂水溶液按重量比１∶１～２∶３００～６００配制形成混合料浆洒在纸基层上形成复合层，微孔硅酸钙球形颗粒直径小于３０μｍ，空隙率大于８５％，硅酸铝纤维的直径小于１０μｍ，平均长度不小于３００μｍ。本发明专利技术以硅酸铝陶瓷纤维和微孔硅酸钙颗粒为主要原料，采用造纸工艺，制造成硅酸钙／硅酸铝复合纸。既保持了硅酸铝纤维纸的柔性，又获得了比微孔硅酸钙更小的导热系数，特别在高温（１０００℃）下的导热系数很小，可保持在０．１ｗ／ｍＫ左右，成为一种新的柔性隔热保温材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隔热、保温
，涉及一种隔热保温材料，具体为一种耐高温柔性陶瓷纤维复合纸及其制造方法。现有技术当前用于隔热、保温
的耐高温柔性陶瓷纤维纸是用耐高温陶瓷纤维，如硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化铝纤维或氧化锆纤维为原料，通过传统的造纸工艺制造的。其中硅酸铝纤维纸的生产量最大，应用的范围也最广阔。所有上述陶瓷纤维纸都具有良好的耐高温性能，都可以在1000℃或更高的温度下工作，陶瓷纤维纸在经受高温前具有相当的柔性、便于包裹安装。但是，作为隔热、保温材料的最关键性能，所有这些陶瓷纤维纸的导热系数尚不够小，尤其是高温下的导热系数还相当可观。图1显示国内外现有几种典型陶瓷纤维纸产品在不同温度下的导热系数数据，由图1可见，这些产品在1000℃下的导热系数一般在0.20w/mK左右，因此不能满足许多要求高效隔热的应用场合。另一方面，微孔硅酸钙材料具有非常低的导热系数，如图2所示CS曲线，它被广泛地用于各种工业窑炉、高温装置的保温隔热技术中。由于微孔硅酸钙材料的主要成分是硬硅钙石，它在1100℃左右会发生分解，引起材料整体开裂，因此这种材料的最高使用温度不大于1100℃。另外，微孔硅酸钙材料是一种刚性材料，不能被弯曲，更无柔性，很难制造出厚度小于20mm的薄片材料。微孔硅酸钙材料的以上特点限制了该材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有隔热、保温材料的一些缺点，提供一种耐高温、低导热、柔性的陶瓷纤维复合纸。本专利技术提供的柔性耐高温陶瓷纤维复合纸，由硅酸铝纤维纸掺混微孔硅酸钙球形颗粒制造而成。其中，硅酸铝纤维纸为纸基层，另由硅酸铝纤维、微孔硅酸钙球形颗粒和纤维分散剂的混合料浆形成复合层。所述微孔硅酸钙球形颗粒由硬硅钙石晶体组成，球形颗粒的直径小于30μm，空隙率大于85％。所述硅酸铝纤维的直径小于10μm，平均长度不小于300μm。所述硅酸铝纤维的化学组成中Al2O345-95wt％，SiO26-55wt％，其它杂质含量小于3％。其中，所述混合料浆按硅酸铝纤维微孔硅酸钙球形颗粒纤维分散剂水溶液重量比l∶1～2∶300～600配制。所述纤维分散剂为聚丙烯酰胺，纤维分散剂的水溶液浓度为1～5wt‰。其中，所述硅酸铝纤维纸空隙率大于85％，最大空隙的直径小于60μm，厚度为0.5～3.0mm。本专利技术另一目的，在于提供这种耐高温、低导热、柔性陶瓷纤维复合纸的制造方法。本专利技术提供的柔性耐高温陶瓷纤维复合纸的制造方法，先将硅酸铝纤维与微孔硅酸钙颗粒在纤维分散剂的水溶液中分散，得到组分均匀的料浆；然后将所述硅酸铝纤维纸平铺在真空抽滤设备的抽滤网上，将上述料浆铺洒在硅酸铝纸上，经真空抽滤和干燥，得到微孔硅酸钙/硅酸铝纤维复合纸。上述方法中，所述料浆的用量为每平方分米硅酸铝纤维纸洒料浆100～300克。采用以上技术方案，本专利技术以硅酸铝陶瓷纤维和微孔硅酸钙颗粒为主要原料，采用造纸工艺，制造成硅酸钙/硅酸铝复合纸。这样既保持了硅酸铝纤维纸的柔性，又获得了比微孔硅酸钙更小的导热系数，特别在高温(1000℃)下的导热系数很小，可保持在O.1w/mK左右，成为一种新的柔性隔热保温材料。附图说明图1为国内外现有几种典型的陶瓷纤维纸的导热系数曲线图，其中国产硅酸铝纤维纸(B)，日产硅酸铝纤维纸(1260ACE)，氧化锆纤维纸(ZYF)；图2为本专利技术中所用原料和产品的导热系数曲线图，其中原料硅酸铝纤维纸(AS)，原料微孔硅酸钙隔热材料(CS)，本专利技术实施例一制造的复合纸(CS/AS)。具体实施例方式本专利技术是以硅酸铝陶瓷纤维和微孔硅酸钙颗粒为主要原料，采用造纸工艺，制造出硅酸钙/硅酸铝复合纸。在本专利技术中，所用微孔硅酸钙颗粒为球形，由硬硅钙石晶体组成，球形颗粒的直径应小于30μm，空隙率应大于85％；所用硅酸铝纤维的直径应小于10μm，平均长度不小于300μm，其化学组成中Al2O345-95wt％，SiO26-55wt％，其它杂质含量小于3％。本专利技术柔性耐高温陶瓷纤维复合纸的制造可采用二次成型工艺。该方法是在已成型硅酸铝纤维纸上铺洒料浆再加工而成。由硅酸铝纤维与微孔硅酸钙颗粒在纤维分散剂的水溶液中分散得到组分均匀的料浆，所用硅酸铝纤维与微孔硅酸钙颗粒按重量比1∶1～2配料，纤维分散剂可为聚丙烯酰胺，溶液浓度为1～5wt‰，溶液与硅酸铝纤维重量比在1∶300～600范围内分散效果最好；将硅酸铝纤维纸平铺在真空抽滤设备的抽滤网上，将上述准备的料浆铺洒在硅酸铝纤维纸上，料浆的用量为每平方分米硅酸铝纤维纸洒料浆100～300克，通过真空抽滤和干燥，得到硅酸钙/硅酸铝复合纸。所用硅酸铝纤维纸可通过传统造纸工艺在造纸机上成型，也可使用商品化的硅酸铝纤维纸，其中所用硅酸铝纤维应符合以上粒径及化学组成的要求，且成型或选用的硅酸铝纤维纸空隙率大于85％，最大空隙的直径应小于60μm，厚度为0.5～3.0mm。实施例1、料浆原料硅酸铝陶瓷纤维3克，微孔硅酸钙颗粒4.5克，浓度为2wt‰的聚丙烯酰胺水溶液1升(约1千克)。硅酸铝纤维纸成型用28克符合以上粒径及化学组成要求的硅酸铝陶瓷纤维，通过传统造纸工艺在造纸机上成型，成型的硅酸铝纤维纸空隙率大于85％，最大空隙的直径小于60μm，尺寸为6平方分米，厚度为2.0mm。复合纸的制造1、将上述料浆原料混合，充分搅拌得到料浆1000克，备用；2、将成型的硅酸铝纤维纸平铺在真空抽滤设备的抽滤网上，将上述备用的料浆1000克均匀铺洒在硅酸铝纤维纸上；3、启动真空抽滤10分钟，然后移到烘箱中干燥就得到微孔硅酸钙/硅酸铝纤维复合纸。实施例2、料浆原料硅酸铝陶瓷纤维3克，微孔硅酸钙颗粒3克，浓度为1wt‰的聚丙烯酰胺水溶液1.8升(约1.8千克)。硅酸铝纤维纸商业硅酸铝纤维纸13.47g(浙江欧诗漫晶体纤维有限公司出产)，尺寸为6平方分米，厚度为1.0mm。复合纸的制造1、将上述料浆原料混合，充分搅拌，备用；2、将成型的硅酸铝纤维纸平铺在真空抽滤设备的抽滤网上，取上述备用的料浆1800克均匀铺洒在硅酸铝纤维纸上；3、启动真空抽滤10分钟，移到烘箱中干燥就得到微孔硅酸钙/硅酸铝纤维复合纸。实施例3、料浆原料硅酸铝陶瓷纤维3克，微孔硅酸钙颗粒5克，浓度为5wt‰的聚丙烯酰胺水溶液1升(约1千克)。硅酸铝纤维纸成型用13.85克符合以上粒径及化学组成要求的硅酸铝陶瓷纤维，通过传统造纸工艺在造纸机上成型，成型的硅酸铝纤维纸空隙率大于85％，最大空隙的直径小于60μm，尺寸为6平方分米，厚度为1.0mm。复合纸的制造1、将上述料浆原料混合，充分搅拌得到料浆1000克，备用；2、将成型的硅酸铝纤维纸平铺在真空抽滤设备的抽滤网上，将上述备用的料浆1000克均匀铺洒在硅酸铝纤维纸上；3、启动真空抽滤10分钟，移到烘箱中干燥就得到微孔硅酸钙/硅酸铝纤维复合纸。将以上实施例得到的复合纸进行性能测试。导热系数测定按照YB/T4130-2005“耐火材料导热系数测试检验方法(水流量平板法)”，测定结果参见表1和图2。表1本专利技术CS/AS复合纸的导热系数 表1数据显示，本专利技术提供的复合纸，在1000℃时导热系数均在0.1w/m.K左右，在1200℃时导热系数均小于0.15w/m.K，较现有几种典型陶瓷纤维纸产品导热系数0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性耐高温陶瓷纤维复合纸，由硅酸铝纤维纸掺混微孔硅酸钙球形颗粒制造而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石兴，李懋强，李世新，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]