一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷纤维材料技术领域，公开了一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法。涉及的一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法，是采用纤维板再浸渍的方法制备氧化铝纤维基刚性隔热材料，具体是将氧化铝纤维板真空浸渍于一定比例的浸渍液中，浸渍后经烘干、热处理之后得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。本发明专利技术所制备的刚性隔热材料能够有效解决氧化铝纤维板在高温使用过程中所遇到的寿命短、强度低、结构疏松等问题，具备轻质高强、耐高温、抗侵蚀、隔热性能好及使用寿命长等特点。隔热性能好及使用寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷纤维材料
，具体涉及一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法。

技术介绍

[0002]氧化铝纤维板是采用多晶氧化铝纤维为原料经湿法真空吸滤成型后干燥、热处理制备而成的一种硬质高温隔热材料，具有耐高温、隔热性能好、比重轻、热容小、低的热膨胀系数和良好的抗热震性等优异性能，其应用领域十分广泛，比如冶金、陶瓷、能源、环保、航空航天等，常被用作高温工业窑炉和其他高温设备上的内衬材料和隔热材料等。
[0003]已公开的专利号CN109320273A描述了一种改进的氧化铝纤维板制品，其采用湿法成型的工艺，以碱性硅溶胶为无机粘结剂，掺杂近红外遮光剂如金红石型钛白粉或六钛酸钾晶须，所制得的纤维板具有较好的隔热性能和高温强度；但目前在氧化铝纤维板的实际使用中发现，氧化铝纤维板易被一些挥发物侵蚀污染，使用寿命大为缩减，掉粉掉渣现象较为严重；已公开的专利号CN102424595A描述了一种硬质耐侵蚀氧化铝纤维板炉膛材料的制备方法，其主要原理是加入较多量的氧化铝微粉填充纤维之间的孔隙，SiO2与Al2O3作用生成莫来石，起到粘结氧化铝纤维与细粉以及封闭气孔的作用，从而使氧化铝纤维板具备硬质、耐侵蚀的性能，但这种方式氧化铝微粉加入量过大，制备的氧化铝纤维板的密度较大，保温隔热性能有所降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，延长氧化铝纤维板的使用寿命，提高其强度、耐高温和隔热性能，提出一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法。
[0005]本专利技术为完成上述目的采用如下技术方案：一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法，采用纤维板再浸渍法制备氧化铝纤维基刚性隔热材料，具体是将氧化铝纤维板真空浸渍于一定浓度的浸渍液中，浸渍后经烘干、热处理之后得到氧化铝纤维基刚性隔热材料；其具体步骤如下：（1）浸渍液的配制：所述浸渍液的组成为：硅溶胶或磷酸二氢铝1
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30份，纳米氧化铝0
‑
10份，纳米氧化锆0
‑
10份，去离子水50
‑
70份，分散剂0
‑
1份；其中，硅溶胶为碱性硅溶胶，SiO2含量在30%左右；纳米氧化铝为活性氧化铝，粒径为20
‑
50nm；纳米氧化锆粒径为20
‑
50nm，以上述比例配制浸渍液；（2）浸渍：将氧化铝纤维板置于步骤（1）所得的浸渍液中真空浸渍，浸渍液在氧化铝纤维板表面形成一层防护层，具有抗侵蚀防隔热涂层的作用；（3）干燥：将步骤（2）浸渍后的氧化铝纤维板先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干；
（4）热处理：将步骤（3）烘干后的材料放入高温炉中进行热处理，得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。
[0006]所述浸渍次数为1
‑
3次，浸渍时间为5
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10min，浸渍温度为20
‑
40℃。
[0007]所述干燥温度为80
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110℃，干燥时间为8
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12h。
[0008]所述热处理温度为1350
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1500℃，保温时间为2~5h。
[0009]本专利技术提出的一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法，采用上述技术方案，其有益效果为：（1）本专利技术采用纤维板再浸渍的方法制备，工艺简单，操作便捷；（2）本专利技术采用颗粒为纳米颗粒粉料，分散性好，能有效浸入纤维缝隙，提高材料的强度和韧性，热处理后可产生纳米微孔，降低材料的热导率；（3）本专利技术以硅溶胶为浸渍液基体时，在高温下SiO2与Al2O3作用生成莫来石晶体，莫来石晶体起到连接氧化铝纤维和颗粒细粉的作用，有效提高材料的强度；以磷酸二氢铝为浸渍液基体时，磷酸与氧化铝反应生成磷酸铝盐，具有很强的化学结合力，且耐高温性能很好；（4）本专利技术所制备的浸渍溶液于纤维表面有抗侵蚀防隔热涂层的作用，在纤维板表面形成一层防护层，材料表面更加光洁，有效减少材料的掉粉掉渣剥落现象，延长了材料的使用寿命，提高了材料的机械性能、耐高温性、抗侵蚀性和隔热性能等；（5）本专利技术所制备的氧化铝纤维基刚性隔热材料所采取的原料配比，具有较高的强度，且能有效保持材料的低密度。
具体实施方式
[0010]结合给出的实施例对本专利技术加以说明：实施例1：按硅溶胶（30份）、去离子水（70份）的比例配制浸渍液；将氧化铝纤维板置于浸渍液中真空浸渍，浸渍1次，浸渍时间5min，浸渍温度20℃；将浸渍后的氧化铝纤维板先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干，干燥温度为110℃，干燥时间为12h；将烘干后的材料放入高温炉中进行热处理，热处理温度为1450℃，保温时间为3h；得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。测得其密度约为0.48g/cm3，耐压强度约为8.0MPa，重烧线收缩率约为0.25%，且材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能良好，样品尺寸为1cm厚时，稳态时，热面温度1000℃，冷面温度约为285℃，热面温度1200℃，冷面温度约为320℃。
[0011]实施例2：按硅溶胶（20份）、去离子水（80份）的比例配制浸渍液；将氧化铝纤维板置于浸渍液中真空浸渍，浸渍1次，浸渍时间5min，浸渍温度20℃；将浸渍后的氧化铝纤维板先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干，干燥温度为110℃，干燥时间为12h；将烘干后的材料放入高温炉中进行热处理，热处理温度为1450℃，保温时间为3h；得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。测得其密度约为0.42g/cm3，耐压强度约为6.5MPa，重烧线收缩率约为0.28%，且材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能良好，样品尺寸为1cm厚时，稳态时，热面温度1000℃，冷面温度约为292℃，热面温度1200℃，冷面温度约为330℃。
[0012]实施例3：按磷酸二氢铝（30份）、去离子水（70份）的比例配制浸渍液；将氧化铝纤维板置于浸渍液中真空浸渍，浸渍1次，浸渍时间5min，浸渍温度20℃；将浸渍后的氧化铝纤维板先自
然放置干燥，再放入干燥箱中烘干，干燥温度为110℃，干燥时间为12h；将烘干后的材料放入高温炉中进行热处理，热处理温度为1450℃，保温时间为3h；得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。测得其密度约为0.51g/cm3，耐压强度约为7.5MPa，材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能良好。
[0013]实施例4：按硅溶胶（30份）、纳米氧化铝粉（10份）、去离子水（59份）、分散剂（柠檬酸1份）的比例配制浸渍液；将氧化铝纤维板置于浸渍液中真空浸渍，浸渍1次，浸渍时间5min，浸渍温度20℃；将浸渍后的氧化铝纤维板先自然放置干燥，再放入干燥箱中烘干，干燥温度为110℃，干燥时间为12h；将烘干后的材料放入高温炉中进行热处理，热处理温度为1450℃，保温时间为3h；得到氧化铝纤维基刚性隔热材料。测得其密度约为0.5g/cm3，耐压强度约为8.2MPa，材料表面无粉化和掉渣现象，高温隔热性能良好。
[0014]实施例5：按硅溶胶（30份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝纤维基刚性隔热材料的制备方法，其特征在于：制备方法采用纤维板再浸渍法制备氧化铝纤维基刚性隔热材料，具体是将氧化铝纤维板真空浸渍于一定比例的浸渍液中，浸渍后经烘干、热处理之后得到氧化铝纤维基刚性隔热材料；其具体步骤如下：（1）浸渍液的配制：所述浸渍液的组成为：硅溶胶或磷酸二氢铝1
‑
30份，纳米氧化铝0
‑
10份，纳米氧化锆0
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10份，去离子水50
‑
70份，分散剂0
‑
1份；其中，硅溶胶为碱性硅溶胶，SiO2含量在30%左右；纳米氧化铝为活性氧化铝，粒径为20
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50nm；纳米氧化锆粒径为20
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50nm，以上述比例配制浸渍液；（2）浸渍：将氧化铝纤维板置于步骤（1）所得的浸渍液中真空浸渍，浸渍液在氧化铝纤维板表面形成一层防护层，具有抗侵蚀防隔热涂层的作用；（3）干燥：将步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫森旺，孙小飞，王刚，李红霞，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：