一种使用温度1100℃以上的高密度陶瓷纤维板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷纤维板，按原料质量分数计，包括20～40重量份的无机复合纤维、0.5～5重量份的有机纤维、0.5～2重量份的无机增强纤维、11～22重量份的结合剂和40～50重量份的耐火填料；所述无机复合纤维包括：陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和多晶莫来石纤维复合纤维，陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉复合纤维，或者陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维复合纤维；所述结合剂包括有机结合剂和无机结合剂。本发明专利技术制备的高密度陶瓷纤维板，密度在800～1300Kg/m3，使用温度可达1100℃以上，并具有较高的耐压强度和保温性能，而且批量产品的体积密度偏差小，工艺简单，易于控制，有利于实现工业连续化生产。工业连续化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种使用温度1100
℃
以上的高密度陶瓷纤维板及其制备方法


[0001]本专利技术属于高密度陶瓷纤维板
，涉及一种陶瓷纤维板及其制备方法，尤其涉及一种使用温度1100℃以上的高密度陶瓷纤维板及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷纤维板，又名硅酸铝纤维板，是一种耐火材料，即使在加热后也保持良好的机械强度，与纤维毯、纤维毡等相比，是刚性并具有支撑强度的纤维隔热产品。通常的陶瓷纤维板是采用喷吹纤维(纤维短，细，容易打碎混合)作为陶瓷纤维板的原料，加入一定比例的结合剂、填料级助剂，经过打浆机，在配浆池中充分分散成浆料，再打入成型池中，然后将模具放入成型池，利用抽真空的原理，使纤维浆料吸附于模具上，真空脱水，脱模，干燥厚得到。陶瓷纤维板除具有耐压强度高，使用寿命长，低热容量，低热导率，非脆性材质，韧性好以及抗风蚀性能优良等特点，而且可连续化生产，纤维分布均匀，性能稳定，尺寸精确，平整度好，易切割安装，施工方便，是窑炉、管道及其他保温设备的理想节能材料。目前，在水泥等建材行业窑炉的背衬保温，石化、冶金、陶瓷、玻璃行业的窑炉背衬保温，热处理窑炉的背衬保温，有色金属行业背衬保温以及高温反应、加热设备背衬保温隔热中得到了广泛的应用。
[0003]目前传统工艺生产的陶瓷纤维板的体积密度不超过500kg/m3，耐压强度也不足1MPa，所以使用中存在很大的局限性。如在冶金钢包、铸造炉中，就需要既承重又保温的陶瓷纤维板，在使用过程中能够承受金属液体产生漩涡引起的局部压力过大和超温状态。现有技术中也公开了部分新型的高密度陶瓷纤维板(密度600kg/m3)，需要在制备过程中需要预先对纤维进行短切处理，以使制备得到的纤维板满足密度和强度要求(如专利CN108033756B中所指出的方法)，但这一过程操作复杂，不利于工艺的连续化生产，同时，如果进一步提高密度，还需要对一次成型的陶瓷纤维板进行无机结合剂的二次硬化，增加了生产工序，还存在产品密度不均匀的问题，而且制备得到的高密度陶瓷纤维板的使用温度较低，一般不超过1100℃，不能用在1100℃以上高温窑炉的热面部位。
[0004]因此，如何得到一种更加适宜的高密度陶瓷纤维板，解决上述应用中存在的局限性，更好的拓宽陶瓷纤维板在使用上宽度和深度，也是诸多研发型生产厂商以及一线研究人员广为关注的焦点之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种陶瓷纤维板及其制备方法、应用，特别是一种使用温度1100℃以上的高密度陶瓷纤维板。本专利技术制备的高密度陶瓷纤维板，密度在800～1300Kg/m3，而且使用温度可达1100℃以上，并且具有较高的耐压强度和保温性能，而且批量产品的体积密度偏差小，工艺简单，条件温和、易于控制，有利于实现工业连续化生产。
[0006]本专利技术提供了一种陶瓷纤维板，按原料质量分数计，包括：
[0007][0008]所述无机复合纤维包括：陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和多晶莫来石纤维复合纤维，陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉复合纤维，或者陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维复合纤维；
[0009]所述结合剂包括有机结合剂和无机结合剂。
[0010]优选的，所述陶瓷纤维喷吹棉的加入量为15～30重量份；
[0011]所述陶瓷纤维喷吹棉的平均直径为2～4微米；
[0012]所述陶瓷纤维喷吹棉的平均长度为3～8毫米；
[0013]所述陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉的质量比为(3～5)：1；
[0014]所述陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维的质量比为(3～5)：1。
[0015]优选的，所述陶瓷纤维甩丝棉的加入量为5～10重量份；
[0016]所述陶瓷纤维甩丝棉的平均直径为3～5微米；
[0017]所述陶瓷纤维甩丝棉的平均长度为5～10毫米；
[0018]所述无机复合纤维为陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉复合纤维时，所述陶瓷纤维板的耐热温度为1100℃以上。
[0019]优选的，所述多晶莫来石纤维的加入量为5～10重量份；
[0020]所述多晶莫来石纤维的平均直径为4～8微米；
[0021]所述多晶莫来石纤维的平均长度为5～10毫米；
[0022]所述无机复合纤维为陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和多晶莫来石纤维复合纤维或者陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维复合纤维时，所述陶瓷纤维板的耐热温度为1360℃以上。
[0023]优选的，所述有机纤维包括木浆纤维、废报纸纤维和美废纤维中的一种或多种；
[0024]所述无机增强纤维包括高硅氧短切丝；
[0025]所述无机增强纤维的长度为6～12毫米；
[0026]所述有机结合剂包括阳离子有机结合剂；
[0027]所述无机结合剂包括阴离子结合剂。
[0028]优选的，所述有机结合剂的加入量为4～10重量份；
[0029]所述有机结合剂包括热溶淀粉和/或预糊化淀粉；
[0030]所述无机结合剂包括硅溶胶、氧化铝溶胶和二氧化锆溶胶中的一种或多种；
[0031]所述陶瓷纤维板为高密度陶瓷纤维板。
[0032]优选的，所述有机纤维包括帚化后的有机纤维；
[0033]所述耐火填料包括白硅微粉、叶腊石粉、广西白泥、氧化铝粉、蓝晶石粉、硅灰石粉、高岭土、苏州土、球粘土和软质粘土中的一种或多种；
[0034]所述陶瓷纤维板的密度为800kg/m3～1300kg/m3；
[0035]所述陶瓷纤维板中Al2O3和ZrO2质量百分比含量之和为55％～75％。
[0036]本专利技术提供了一种陶瓷纤维板的制备方法，包括以下步骤：
[0037]1)将陶瓷纤维甩丝棉和/或多晶莫来石纤维，和水进行打浆，再加入陶瓷纤维喷吹棉继续打浆后，得到无机复合纤维浆料；
[0038]2)将上述步骤得到的无机复合纤维浆料和有机纤维浆料再次打浆后，得到混合浆料；
[0039]3)将上述步骤得到的混合浆料、无机增强纤维和耐火填料进行混合打浆，再加入结合剂进行絮凝，成型后得到湿坯；
[0040]4)将上述步骤得到的湿坯经过压制和干燥后，得到陶瓷纤维板。
[0041]优选的，所述打浆、继续打浆和再次打浆的时间分别为5～10分钟；
[0042]所述有机纤维浆料的制备步骤为：
[0043]将有机纤维经过水浸泡预处理后，再制浆后得到有机纤维浆料；
[0044]所述水浸泡预处理的时间为8～24小时；
[0045]所述制浆的时间为20～30分钟；
[0046]所述混合打浆的具体步骤为：
[0047]将上述步骤得到的混合浆料和无机增强纤维先进行初混合打浆后，再加入耐火填料进行二次混合打浆；
[0048]所述初混合打浆和二次混合打浆的时间分别为3～5分钟。
[0049]优选的，所述加入结合剂进行絮凝的具体步骤为：
[0050]先加入阳离子有机结合剂，稀释并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷纤维板，其特征在于，按原料质量分数计，包括：所述无机复合纤维包括：陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和多晶莫来石纤维复合纤维，陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉复合纤维，或者陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维复合纤维；所述结合剂包括有机结合剂和无机结合剂。2.根据权利要求1所述的陶瓷纤维板，其特征在于，所述陶瓷纤维喷吹棉的加入量为15～30重量份；所述陶瓷纤维喷吹棉的平均直径为2～4微米；所述陶瓷纤维喷吹棉的平均长度为3～8毫米；所述陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉的质量比为(3～5)：1；所述陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维的质量比为(3～5)：1。3.根据权利要求1所述的陶瓷纤维板，其特征在于，所述陶瓷纤维甩丝棉的加入量为5～10重量份；所述陶瓷纤维甩丝棉的平均直径为3～5微米；所述陶瓷纤维甩丝棉的平均长度为5～10毫米；所述无机复合纤维为陶瓷纤维喷吹棉和陶瓷纤维甩丝棉复合纤维时，所述陶瓷纤维板的耐热温度为1100℃以上。4.根据权利要求1所述的陶瓷纤维板，其特征在于，所述多晶莫来石纤维的加入量为5～10重量份；所述多晶莫来石纤维的平均直径为4～8微米；所述多晶莫来石纤维的平均长度为5～10毫米；所述无机复合纤维为陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和多晶莫来石纤维复合纤维或者陶瓷纤维喷吹棉和多晶莫来石纤维复合纤维时，所述陶瓷纤维板的耐热温度为1360℃以上。5.根据权利要求1所述的陶瓷纤维板，其特征在于，所述有机纤维包括木浆纤维、废报纸纤维和美废纤维中的一种或多种；所述无机增强纤维包括高硅氧短切丝；所述无机增强纤维的长度为6～12毫米；所述有机结合剂包括阳离子有机结合剂；所述无机结合剂包括阴离子结合剂。6.根据权利要求1所述的陶瓷纤维板，其特征在于，所述有机结合剂的加入量为4～10重量份；
所述有机结合剂包括热溶淀粉和/或预糊化淀粉；所述无机结合剂包括硅溶胶、氧化铝溶胶和二氧化锆溶胶中的一种或多种；所述陶瓷纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑维金，刘超，岳耀辉，唐锋，段良玉，
申请(专利权)人：山东鲁阳节能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：