一种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高密度陶瓷纤维板，包括：≤30wt％的三氧化二铝；≥7wt％的氧化钙和氧化镁；≥50wt％的氧化硅；≤5wt％的三氧化二铁、氧化钾、氧化钠、氧化钛和氧化锆中的一种或几种。本发明专利技术通过控制上述化学成分，特别是可溶纤维中CaO、MgO成分的引入可以降低压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效，以提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。本发明专利技术还提供了一种高密度陶瓷纤维板的制备方法。陶瓷纤维板的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度陶瓷纤维板及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷纤维板
，尤其涉及一种高密度陶瓷纤维板及其制备方法。

技术介绍

[0002]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，在使用中存在很大的局限性，在铝电解槽、冶金钢包、铸造炉中需求一种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。
[0003]现有新型的高密度陶瓷纤维板(密度600kg/m3以上)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，但这一过程操作复杂，不利于工艺的连续化生产；同时，如果想要进一步提高密度，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，降低了高密度陶瓷纤维板的使用温度；同时，因原料中所用的无机矿物纤维原料表面光滑，无法有效包裹粉料原料，导致制备过程中纤维原料与添加的粉料原料混合不均匀，进而使成型得到的坯体存在粉料分布不均、粉料下沉、纤维上浮的问题，影响产品质量；此外，现有高密度陶瓷纤维板的配方、工艺还存在湿坯回弹性较大、烘干易开裂等问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高密度陶瓷纤维板及其制备方法，本专利技术提供的高密度陶瓷纤维板具有较好的性能。
[0005]本专利技术提供了一种高密度陶瓷纤维板，包括：
[0006]≤30wt％的Al2O3；
[0007]≥7wt％的CaO和MgO；
[0008]≥50wt％的SiO2；
[0009]≤5wt％的Fe2O3、K2O、Na2O、TiO2、和ZrO2中的一种或几种。
[0010]优选的，所述Al2O3的质量含量为14～22％。
[0011]优选的，所述CaO和MgO总的质量含量为10～15％。
[0012]优选的，所述SiO2的质量含量为60～70％。
[0013]本专利技术通过控制上述化学成分，特别是可溶性陶瓷纤维中CaO、MgO成分的引入可以降低陶瓷纤维板压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效，以提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。
[0014]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的高密度陶瓷纤维板的制备方法，包括：
[0015]将无机复合纤维、有机纤维和玻璃纤维短切丝混合打浆，得到浆料；
[0016]将所述浆料和耐火填充料、阳离子有机结合剂混合，得到混合料；
[0017]将所述混合料与阴离子无机结合剂混合絮凝，得到混合浆；
[0018]将所述混合浆成型后压制再干燥，得到高密度陶瓷纤维板。
[0019]优选的，所述无机复合纤维包括陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和可溶性陶瓷纤维棉。
[0020]优选的，所述无机复合纤维的加料顺序为先加入陶瓷纤维甩丝棉打浆，再加陶瓷纤维喷吹棉打浆，最后加可溶性陶瓷纤维棉打浆；
[0021]所述陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉与可溶性陶瓷纤维棉的质量比为1：(1～3)：(1～3)。
[0022]优选的，所述有机纤维为打浆后帚化的有机纤维。
[0023]优选的，所述无机复合纤维、阴离子无机结合剂的固含量和耐火填充料的质量比为(2.5～4.0):(0.8～1.3):(4.0～5.5)；
[0024]所述有机纤维在高密度陶瓷纤维板的质量含量为0.5wt％～5wt％；
[0025]所述玻璃纤维短切丝在高密度陶瓷纤维板中的质量含量为0.5wt％～2wt％；
[0026]所述阳离子有机结合剂的质量为混合料固含量的4％～10％。
[0027]优选的，所述耐火填充料选自硅微粉、叶腊石粉、广西白泥、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅灰石、高岭土、苏州土、球粘土、坡缕石和软质粘土中的一种或几种；
[0028]所述阳离子有机结合剂选自热溶淀粉或预糊化淀粉；
[0029]所述阴离子无机结合剂选自硅溶胶、氧化铝溶胶和二氧化锆溶胶中的一种或两种。
[0030]本专利技术以使用温度1100℃以内的陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和可溶性陶瓷纤维为主要成分，以木浆等有机纤维为包浆材料，以玻璃纤维短切丝等无机长丝纤维为增强材料，配合一定比例的有机结合剂、无机结合剂、耐火填料，采用湿法制造工艺，将原料均匀分散在水中制成质量浓度1％～10％的浆料，采用真空吸滤、长网抄取或注浆中的一种成型方式进行成型，并经过液压机压制到相应厚度的湿坯，之后输送到干燥设备中进行干燥，制作成最小密度800Kg/m3、最大密度1300Kg/m3，最小耐压强度2MPa、最大耐压强度21MPa，使用温度可达1100℃的高密度陶瓷纤维板。
[0031]本专利技术通过改变加料顺序，先加陶瓷纤维甩丝棉，再加陶瓷纤维喷吹棉，最后加入可溶性陶瓷纤维，同时控制打浆时间，将陶瓷纤维甩丝棉、喷吹棉、可溶性陶瓷纤维棉通过水力碎浆机或伏特打浆机进行纤维长度加工，通过调整加料顺序及打浆时间的控制，得到长纤维与短纤维、粗纤维与细纤维搭配合理的料浆，进而提高了浆料中纤维与纤维之间的交织强度；并且，利用可溶性陶瓷纤维自身材质比较脆、纤维回弹性差的缺陷，从而无需对陶瓷纤维、可溶性陶瓷纤维进行短切加工预处理，并降低压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效，可提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。
[0032]本专利技术通过加入能够帚化的有机纤维，如纤维素纤维，能够提高纤维料浆对粉状耐火填料的包裹能力，使填料全部都絮凝到纤维上，在成型过程中很好的滤水，减轻了粉料沉淀引起的最终产品密度不均匀、强度不稳定的问题。
[0033]本专利技术通过在高密度陶瓷纤维板中引入氧化钙、氧化镁成分，降低压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效，可提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。
具体实施方式
[0034]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本专利技术保护的范围。应理解，本专利技术实施例仅用于说明本专利技术的技术效果，而非用于限制本专利技术的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
[0035]本专利技术提供了一种高密度陶瓷纤维板，包括：
[0036]≤30wt％的Al2O3；
[0037]≥7wt％的CaO和MgO；
[0038]≥50wt％的SiO2；
[0039]≤5wt％的Fe2O3、K2O、Na2O、TiO2、和ZrO2中的一种或几种。
[0040]在本专利技术中，所述Al2O3的质量含量优选为14～22％，例如可以为15％、16％、17％、18％、19％、19.4％、20％、21％或22％等。
[0041]在本专利技术中，所述CaO和MgO总的质量含量优选为10～15％，例如可以为10％、10.2％、11％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度陶瓷纤维板，包括：≤30wt％的Al2O3；≥7wt％的CaO和MgO；≥50wt％的SiO2；≤5wt％的Fe2O3、K2O、Na2O、TiO2、和ZrO2中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的高密度陶瓷纤维板，其特征在于，所述Al2O3的质量含量为14～22％。3.根据权利要求1所述的高密度陶瓷纤维板，其特征在于，所述CaO和MgO总的质量含量为10～15％。4.根据权利要求1所述的高密度陶瓷纤维板，其特征在于，所述SiO2的质量含量为60～70％。5.一种权利要求1所述的高密度陶瓷纤维板的制备方法，包括：将无机复合纤维、有机纤维和玻璃纤维短切丝混合打浆，得到浆料；将所述浆料和耐火填充料、阳离子有机结合剂混合，得到混合料；将所述混合料与阴离子无机结合剂混合絮凝，得到混合浆；将所述混合浆成型后压制再干燥，得到高密度陶瓷纤维板。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无机复合纤维包括陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和可溶性陶瓷纤维棉。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述无机复合纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿晓琨，刘超，岳耀辉，桑林，段良玉，范明钰，
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：