一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂、其制备方法及陶瓷纤维增强材料技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。本发明专利技术中的强化剂植入陶瓷纤维多孔过滤材料后，可有效提高基体材料间的结合强度，解决陶瓷纤维多孔过滤材料强度较低，在使用过程中容易损坏的问题。同时可有效平衡陶瓷纤维多孔过滤材料强度、密度与过滤性能等结构与功能间的矛盾问题，进而获得同时具有高强度和良好过滤性能的陶瓷纤维多孔过滤材料。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂、其制备方法及陶瓷纤维增强材料
本专利技术属于多孔无机材料
，尤其涉及一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂、其制备方法及陶瓷纤维增强材料。
技术介绍
高温烟气过滤除尘技术是实现高温烟气综合利用的关键步骤，同时也是一项先进环保技术。该技术的核心在于过滤材料，由于需要在高温复杂的烟气工况下长期运行，因此对过滤材料具有很高的要求。陶瓷纤维兼具传统绝热材料和耐火材料优良特性，具有耐高温、热稳定性好、热容小、重量轻和耐机械震动等优点，因而在众多工业领域中得以广泛应用。此外，利用陶瓷纤维的材料特性，通过特殊的制备工艺可赋予陶瓷纤维制品特定结构，进而获得了区别于原料陶瓷纤维的特殊性能，如良好的缓冲隔热性能、优良的吸音降噪性能以及优异的高温烟气过滤特性等。陶瓷纤维多孔过滤材料通常由陶瓷纤维制备而来，陶瓷纤维间特殊的三维交织结构赋予了陶瓷纤维制品多孔特性。随着孔隙率的增加，难免带来强度方面的掣肘。然而，陶瓷纤维过滤材料的强度是其过滤性能得以发挥的保障，直接影响其使用寿命。随着纤维原料强度的提高，陶瓷纤维制品强度在一定程度上会随之提高，但达到一定程度后，陶瓷纤维间的黏连作用对其强度的影响增加，最终决定陶瓷纤维制品强度。在获得理想粘结剂的情况下，提高陶瓷纤维制品的压缩程度，进而提高密度，可提升产品强度。但对于陶瓷纤维多孔过滤材料，粘结剂对其孔隙结构、孔隙率等势必受到影响，进而影响其过滤性能的发挥。现有技术通常对多孔过滤材料的原料、配方及制备工艺方面进行优化，希望通过平衡结构和性能之间的矛盾，使强度能够达到较为理想的状态。受制于陶瓷纤维材料的多孔特性，通过产品原料、配方或微观结构的调控，强化效果较为有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂、其制备方法及陶瓷纤维增强材料，本专利技术中的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂能够在不影响产品功能特性的情况下，显著提升陶瓷纤维多孔过滤材料强度。本专利技术提供一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。优选的，所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝，铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝的质量比为1：(0.1～1)：(0.1～0.5)。优选的，所述活性矿粉包括塑性料和脊性料；所述塑性料为高岭土和/或膨润土；所述脊性料为煅烧高岭土和/或纳米二氧化硅。优选的，所述活性矿粉的粒径≤10μm。优选的，所述表面活性剂为聚乙二醇、脂肪酸聚氧乙烯酯、吐温-80中的一种或几种。优选的，所述陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂的固含量为8.5～30％；粘度为5～20mPa·s。本专利技术提供一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂的制备方法，包括以下步骤：A)将2～8重量份的表面活性剂加入100重量份的去离子水中，然后再加入5～40重量份的活性矿粉中，得到混合液；B)将所述混合液进行球磨分散，得到混合浆料；C)在所述混合浆料中加入20～80重量份的无机胶粘材料，搅拌混合，得到陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂。本专利技术提供一种陶瓷纤维增强材料，包括陶瓷纤维多孔过滤材料和附着在所述陶瓷纤维多孔过滤材料内部孔洞表面的增强剂；所述增强剂为上文所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂。优选的，所述增强剂的施用量为陶瓷纤维多孔过滤材料重量的80～150％。优选的，将所述增强剂施加于所述陶瓷纤维多孔过滤材料的表面，经吸附渗透后，进行干燥固化，得到陶瓷纤维增强材料，所述干燥固化的温度为110～180℃；所述干燥固化的时间为20～48小时。本专利技术提供了一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。本专利技术以无机胶粘材料和活性矿粉为强化剂主体，通过去离子水和表面活性剂的分散和稀释作用，最终获得具有一定固含量和粘度的强化剂，可有效渗透到陶瓷纤维多孔过滤材料中。超细活性矿粉、合适的固含量以及较低粘度，可解决强化剂在多孔材料中的有效植入与均匀分布问题，同时可以最大程度减少对过滤性能的影响。通过合适的溶胶材料配比及活性矿粉的综合调配，可以使强化剂具有较高的粘附力和干燥强度。强化剂植入陶瓷纤维多孔过滤材料后，可有效提高基体材料间的结合强度，解决陶瓷纤维多孔过滤材料强度较低，在使用过程中容易损坏的问题。同时可有效平衡陶瓷纤维多孔过滤材料强度、密度与过滤性能等结构与功能间的矛盾问题，进而获得同时具有高强度和良好过滤性能的陶瓷纤维多孔过滤材料。具体实施方式本专利技术提供了一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。在本专利技术中，所述去离子水的作用在于原料的分散和混合，以及控制悬浮液的浓度和粘度。在本专利技术中，所述无机胶粘材料的重量份数为20～80份，更优选为30～70份，最优选为40～60份，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是20份、30份、40份、50份、65份、70份、66份或60份；所述无机胶粘材料优选为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种，更优选为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝，其中，铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝的质量比优选为1：(0.1～1)：(0.1～0.5)，更优选为1：(0.2～0.8)：(0.2～0.4)，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是1:0.8:0.2、1:1:0.5、1:0.67:0.33、1:0.4：0.2、1:0.4:0.27或1:0.83:0.33。在本专利技术中，铝溶胶是一种良好的耐高温成型粘结剂，由于胶粒较粗，其渗透吸附性能有所欠缺，而硅溶胶同样为一种良好的耐火材料粘结剂，且渗透力强，但是在纤维等基体材料表面成膜过程中体积收缩较大，涂膜易开裂，影响基体材料间的结合强度，因此本专利技术将两者混合使用，可进行优势互补，达到良好的应用效果。但申请人经研究发现，两者混合使用时，体系电位平衡遭到破坏，造成胶体颗粒变大甚至形成沉淀，因此需要对两者比例进行控制，同时加入磷酸二氢铝作为高温粘结剂，其加入利于多孔材料在高温下使用的稳定性，因此少量加入可确保强化处理后的多孔过滤材料能够保持较好的高温性能。在本专利技术中，所述活性矿粉的重量份数优选为5～40份，更优选为10～35份，最优选为15～30份，具体的，在本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：/n去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；/n所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；/n所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，包括以下重量份数的组分：
去离子水：100份，无机胶粘材料：20～80份，活性矿粉：5～40份，表面活性剂：2～8份；
所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝中的一种或几种；
所述活性矿粉为高岭土、膨润土、煅烧高岭土和纳米二氧化硅中的一种或几种。


2.根据权利要求1所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，其特征在于，所述无机胶粘材料为铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝，铝溶胶、硅溶胶和磷酸二氢铝的质量比为1：(0.1～1)：(0.1～0.5)。


3.根据权利要求1所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，其特征在于，所述活性矿粉包括塑性料和脊性料；
所述塑性料为高岭土和/或膨润土；所述脊性料为煅烧高岭土和/或纳米二氧化硅。


4.根据权利要求1所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，其特征在于，所述活性矿粉的粒径≤10μm。


5.根据权利要求1所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙二醇、脂肪酸聚氧乙烯酯、吐温-80中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的陶瓷纤维多孔过滤材料增强剂，其特征在于，所述陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈忠华，
申请(专利权)人：福建龙净环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35