一种氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氧化锆‑氧化铝纤维复合毯的制备方法，包括：A)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；B)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和氧化锆纤维纺丝液分别通过上述喷丝板进行喷丝成纤于集棉网上，经吸风压辊、针刺、煅烧，得到氧化锆‑氧化铝纤维复合毯。本发明专利技术采用一次成型工艺和一次煅烧工艺，节约人力物力，本发明专利技术制备的复合纤维毯整体性能优益，容重在200～400kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯及其制备方法
本专利技术涉及材料
，尤其是涉及一种氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯及其制备方法。
技术介绍
在超高温领域，耐温隔热节能材料一直是影响甚至制约该领域发展的重要因素。目前在超高温下应用的保温层大多是由陶瓷粉料或颗粒压制的大密度刚性制品，但由于密度较大，热容较大，隔热性能受到一定的限制。氧化锆纤维可以用于制作1500℃以上直至2200℃的超高温工业窑炉、超高温实验电炉和其他超高温加热装置等，用于陶瓷烧结、金属冶炼、高温分解、半导体制造、石英熔融、晶体生长、实验研究等诸多工业和科研领域中。在1500℃以上直至2200℃的超高温工业窑炉需要一种耐高温轻质纤维毯取代重质莫来石砖。氧化锆纤维毯是优选的产品。但单纯利用氧化锆纤维制作纤维毯价格较高，因此，开发一种轻质、较厚的复合纤维毯，可以用于超高温工业窑炉、超高温实验电炉和其他超高温加热装置等的内里炉衬，同时价格低，质量好是非常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯的制备方法，本专利技术制备的氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯耐高温性能好，长期使用温度高，同时纤维直、分布集中，渣球少。本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯的制备方法，包括：A)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；B)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和氧化锆纤维纺丝液分别通过上述喷丝板进行喷丝成纤于集棉网上，经吸风压辊、针刺、煅烧，得到氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯。优选的，所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板与氧化铝纤维纺丝液的喷丝板之间的距离为0～10cm；所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板上一排内横向喷针间距1～2mm；所述氧化铝纤维纺丝液的喷丝板上一排内横向喷针间距1～2mm；所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板与氧化铝纤维纺丝液的喷丝板的长度比为(1～2)：1。优选的，所述成纤的参数具体为：风压0.2～0.3MPa，固化距离为3～8m，恒温40～50℃，湿度控制在10RH％～20RH％，氧化锆纤维纺丝液喷针针孔孔径为0.1～0.2mm，氧化铝纤维纺丝液喷针的孔径0.1～0.3mm；集棉网带的传送速度为0.5～1m/min；集棉引风15hz～20hz。优选的，所述步骤B)喷丝成纤于集棉网上得到坯体；坯体经过雾化后的润滑剂处理；所述雾化速率为0.5～1kg/h；所述润滑剂为聚乙烯蜡乳液或石蜡乳液。优选的，所述吸风压辊的参数具体为：吸力0.02～0.05mpa，压辊长度300～800mm，压辊的周长500～800mm，纤维层经压辊缠绕后的厚度为20mm～50mm。优选的，所述针刺具体为：进行针刺的针板上的刺针排布分别与氧化锆纤维纺丝液的喷丝板长度和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板长度相对应，一侧部分用于针刺氧化铝纤维棉坯，一部分用于针刺氧化锆纤维棉坯；针刺氧化铝纤维的针刺密度为10～20针/cm2，针刺氧化锆纤维的针刺密度为8～12针/cm2。优选的，所述煅烧具体为：以0.5℃/min～1℃/min的速度升温至450℃～550℃，保温30min～60min，再以10℃/min～20℃/min的速度升温至1300℃～1400，恒温1.5～2h。优选的，步骤A)所述铝源为聚合氯化铝溶胶；所述聚合氯化铝溶胶的制备方法具体为：铝粉、盐酸和蒸馏水按照摩尔比(1.9～2.1):1:(90～240)的比例，在60～110℃下加热回流得到Al2O3含量20wt％～30wt％的聚合氯化铝溶胶；所述硅源为硅溶胶或正硅酸乙酯；所述铝源中氧化铝与硅源中氧化硅的质量比为(67～80)：(20～33)；所述氧化铝纤维纺丝助剂为聚乙烯醇；所述蒸馏浓缩的温度为150℃～190℃；时间为3～5h；所述氧化铝纤维纺丝液粘度为4500～6500mpa.s；所述锆源为醋酸锆和氧氯化锆；所述醋酸锆和氧氯化锆的质量比为(3～8.5):1；所述相稳定剂为钇源；所述氧化锆纤维纺丝助剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、部分水解的聚醋酸乙烯、聚丙烯氨、部分水解的聚丙烯氨、聚氧乙烯、羟烷基纤维素、羧烷基纤维素和聚乙烯乙二醇中的一种或多种；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述真空蒸馏的真空度在0.08～0.095mpa；陈化温度为15～28℃；所述氧化锆纤维纺丝液粘度为3500mpa.s～5500mpa.s。本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯，由上述技术方案任意一项所述的制备方法制备得到。优选的，所述复合纤维毯包括氧化锆纤维部分、过渡部分和氧化铝纤维部分；所述过渡部分包括氧化铝纤维和氧化锆纤维。本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合模块，由包括由上述技术方案任意一项所述的制备方法或上述技术方案任意一项所述的氧化锆-氧化铝纤维复合毯制备得到。与现有技术相比，本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯的制备方法，包括：A)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；B)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和氧化锆纤维纺丝液分别通过上述喷丝板进行喷丝成纤于集棉网上，经吸风压辊、针刺、煅烧，得到氧化锆-氧化铝纤维复合毯。本专利技术采用将氧化锆纤维和氧化铝纤维一同纺丝，采用一次成型工艺和一次煅烧工艺，不用将氧化锆纤维毯产品和氧化铝纤维毯产品再进行二次复合，节约人力物力，同时氧化锆纤维一侧为迎火面可以满足超高温炉衬材料的需求，轻质。本专利技术制备的氧化铝纤维-氧化锆纤维复合纤维毯整体性能优益，容重在200～400kg/m3，抗压强度好；非纤维物质含量少于10％。本专利技术制备的氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯耐高温性能好，长期使用温度1600℃～1900℃，同时纤维直、分布集中在3～6微米，非纤维物的含量小于10％。具体实施方式本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供了一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯的制备方法，包括：A)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；B)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯的制备方法，其特征在于，包括：/nA)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；/n锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；/nB)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和氧化锆纤维纺丝液分别通过上述喷丝板进行喷丝成纤于集棉网上，经吸风压辊、针刺、煅烧，得到氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆-氧化铝纤维复合毯的制备方法，其特征在于，包括：
A)将铝源、硅源、氧化铝纤维纺丝助剂混合，蒸馏浓缩，陈化，得到氧化铝纤维纺丝液；
锆源、相稳定剂、氧化锆纤维纺丝助剂和消泡剂混合搅拌，真空蒸馏，陈化，得到氧化锆纤维纺丝液；
B)将氧化锆纤维纺丝液的喷丝板和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板并排设置，氧化铝纤维纺丝液和氧化锆纤维纺丝液分别通过上述喷丝板进行喷丝成纤于集棉网上，经吸风压辊、针刺、煅烧，得到氧化锆-氧化铝纤维复合纤维毯。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板与氧化铝纤维纺丝液的喷丝板之间的距离为0～10cm；所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板上一排内横向喷针间距1～2mm；所述氧化铝纤维纺丝液的喷丝板上一排内横向喷针间距1～2mm；所述氧化锆纤维纺丝液的喷丝板与氧化铝纤维纺丝液的喷丝板的长度比为(1～2)：1。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成纤的参数具体为：风压0.2～0.3MPa，固化距离为3～8m，恒温40～50℃，湿度控制在10RH％～20RH％，氧化锆纤维纺丝液喷针针孔孔径为0.1～0.2mm，氧化铝纤维纺丝液喷针的孔径0.1～0.3mm；集棉网带的传送速度为0.5～1m/min；集棉引风15hz～20hz。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)喷丝成纤于集棉网上得到坯体；坯体经过雾化后的润滑剂处理；所述雾化速率为0.5～1kg/h；所述润滑剂为聚乙烯蜡乳液或石蜡乳液。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸风压辊的参数具体为：
吸力0.02～0.05mpa，压辊长度300～800mm，压辊的周长500～800mm，纤维层经压辊缠绕后的厚度为20mm～50mm。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述针刺具体为：
进行针刺的针板上的刺针排布分别与氧化锆纤维纺丝液的喷丝板长度和氧化铝纤维纺丝液的喷丝板长度相对应，一侧部分用于针刺氧化铝纤维棉坯，一部分用于针刺氧化锆纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅超，岳耀辉，孟凡伟，徐营，鹿明，
申请(专利权)人：山东鲁阳浩特高技术纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37