一种增强型陶瓷纤维过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种增强型陶瓷纤维过滤材料及其制备方法，制备方法包括：S1、制备陶瓷浆料；S2、在旋转的多孔模具上沿其轴向边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料至预设长度后沿反方向继续边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料至预设长度；S3、重复S2步骤往复的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程至预设厚度，得到坯体；S4、烘干坯体，得到增强型陶瓷纤维过滤材料；其中，连续长纤维为夹杂有金属线的氧化铝纤维或夹杂有金属线的耐高温玻璃纤维或夹杂有金属线的玄武岩纤维。本发明专利技术制备方法制得的增强型陶瓷纤维过滤材料抗折强度高，不小于4MPa，远高于市面上的陶瓷纤维过滤材料，不易断裂，使用寿命长。用寿命长。用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型陶瓷纤维过滤材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷纤维过滤材料
，具体而言，涉及一种增强型陶瓷纤维过滤材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷纤维过滤材料具有过滤阻力低、过滤效果好、化学稳定性好、抗热震性好等优点，在烟气过滤、空气净化、化工过滤等领域具有广阔的应用前景。目前，现有的陶瓷纤维过滤材料抗折强度低，抗折强度通常不超过2MPa，在工程应用过程中，极易断裂，使用寿命短，限制了陶瓷纤维过滤材料的推广应用。因此，本领域亟需一种高抗折强度的陶瓷纤维过滤材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种增强型陶瓷纤维过滤材料及其制备方法，以解决现有陶瓷纤维过滤材料抗折强度低、易断裂、使用寿命短的技术问题。
[0004]一方面，本专利技术提供了一种增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法，包括以下步骤：S1、制备陶瓷浆料；S2、在旋转的多孔模具上沿多孔模具的轴向边缠绕连续长纤维边浇注所述陶瓷浆料至预设长度后，沿反方向继续边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料至预设长度；S3、重复S2步骤往复的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程至预设厚度，得到陶瓷纤维过滤材料坯体；S4、烘干所述陶瓷纤维过滤材料坯体，得到所述增强型陶瓷纤维过滤材料；其中，所述连续长纤维为夹杂有金属线的氧化铝纤维或夹杂有金属线的耐高温玻璃纤维或夹杂有金属线的玄武岩纤维。
[0005]在本专利技术的一些实施方式中，按重量份数计，所述陶瓷浆料包括100份水、0.6
‑
1.2份聚合氯化铝、10<br/>‑
15份硅溶胶、2
‑
5份硅酸镁铝、1
‑
2份聚环氧乙烷、5
‑
14份陶瓷纤维，所述陶瓷浆料还包括组分A或组分B，按重量份数计，组分A为10
‑
15份有机硅树脂，组分B为1
‑
5份低熔点玻璃粉和1
‑
5份硼酸锌。
[0006]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，聚合氯化铝中的铝含量在28
‑
30wt％，铁含量不大于0.5wt％；硅溶胶为固含量为30％的碱性硅溶胶；硅酸镁铝中的硅含量在65wt％以上；聚环氧乙烷(PEO)的分子量为200万
‑
300万；陶瓷纤维为硅酸铝纤维和/或莫来石纤维，陶瓷纤维长度为1
‑
1.5mm；有机硅树脂为市售KR
‑
200LP型号有机硅树脂，其规格为：粉体粒径在1
‑
5微米，可长时间在500℃以下使用等；低熔点玻璃粉为2000
‑
3000目且熔点在400
‑
600℃之间的低熔点玻璃粉；硼酸锌为可瓷化硼酸锌，其硼含量为55
±
1.0wt％，锌含量为45
±
1.0wt％。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，当所述陶瓷浆料包括组分B时，S4步骤烘干所述陶瓷纤维过滤材料坯体后，在600
‑
800℃下进行热处理，得到增强型陶瓷纤维过滤材料。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，在所述多孔模具上覆盖一层纤维纸或金属网后，再进行S2和S3步骤的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程；所述多孔模具为空心结构，在
S2和S3步骤的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程中，从多孔模具的中空腔体进行负压抽吸。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述连续长纤维通过金属线与氧化铝纤维绞合而成或通过金属线与耐高温玻璃纤维绞合而成或通过金属线与玄武岩纤维绞合而成；所述金属线的直径为0.1
‑
0.3mm，连续长纤维的直径为0.5
‑
0.6mm。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述金属线材质为310s不锈钢、304不锈钢或312不锈钢等，所述连续长纤维由一根金属线与一根氧化铝纤维绞合而成或通过一根金属线与一根耐高温玻璃纤维绞合而成或通过一根金属线与一根玄武岩纤维绞合而成，所述耐高温玻璃纤维为耐温温度为500
‑
600℃的玻璃纤维。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述预设厚度为15
‑
20mm。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，S4步骤中烘干时的烘干温度为100
‑
150℃。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述的增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法还包括：在连续长纤维上浸渍上第一浆料后，再进行S2和S3步骤的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程；其中，所述第一浆料包括有机硅偶联剂、环氧树脂、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、高温结合剂和组分C，所述组分C为氧化铝粉体或短切纤维。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，优选地，所述高温结合剂为环状硅氧烷；所述短切纤维为硅酸铝纤维和/或莫来石纤维，长度为0.4
‑
0.5mm。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，按重量份数计，所述第一浆料包括1
‑
2份有机硅偶联剂、75
‑
95份环氧树脂、4
‑
17份1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、1
‑
5份高温结合剂和1
‑
3份组分C。
[0016]另一方面，本专利技术还提供了一种增强型陶瓷纤维过滤材料，所述增强型陶瓷纤维过滤材料根据上述任一项所述的增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法制得。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术制备方法以陶瓷浆料和连续长纤维为主要原料，边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料，往复连续长纤维缠绕及陶瓷浆料浇注过程至预设厚度后烘干，得到增强型陶瓷纤维过滤材料，陶瓷浆料与夹杂金属线的连续长纤维结合性好，使用过程中不会分离而使陶瓷纤维过滤材料损坏；增强型陶瓷纤维过滤材料由陶瓷浆料与夹杂金属线的连续长纤维复合而成，抗折强度高，经三点弯曲试验测试，抗折强度不小于4MPa，远高于市面上的陶瓷纤维过滤材料，不易断裂，使用寿命长。
[0019](2)本专利技术制备方法对陶瓷浆料配方各组分及组分含量进行了设计，包含有机硅树脂的配方，由坯体烘干后直接制得增强型陶瓷纤维过滤材料，无需高温热处理，抗折强度不小于4MPa；包含低熔点玻璃粉和硼酸锌的配方，由坯体烘干后在600
‑
800℃下进行热处理后制得增强型陶瓷纤维过滤材料，热处理过程中低熔点玻璃粉和硼酸锌形成玻璃相，进一步提高抗折强度，抗折强度不小于5MPa。
[0020](3)本专利技术制备方法连续长纤维由金属线与氧化铝纤维或耐高温玻璃纤维或玄武岩纤维绞合而成，金属线直径为0.1
‑
0.3mm，连续长纤维直径为0.5
‑
0.6mm，可以保证绞合而成的连续长纤维表面状态更易于与陶瓷浆料结合，提高两者结合性。本专利技术制备方法将预设厚度设计为15
‑
20mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备陶瓷浆料；S2、在旋转的多孔模具上沿多孔模具的轴向边缠绕连续长纤维边浇注所述陶瓷浆料至预设长度后，沿反方向继续边缠绕连续长纤维边浇注陶瓷浆料至预设长度；S3、重复S2步骤往复的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程至预设厚度，得到陶瓷纤维过滤材料坯体；S4、烘干所述陶瓷纤维过滤材料坯体，得到所述增强型陶瓷纤维过滤材料；其中，所述连续长纤维为夹杂有金属线的氧化铝纤维或夹杂有金属线的耐高温玻璃纤维或夹杂有金属线的玄武岩纤维。2.如权利要求1所述的增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述陶瓷浆料包括100份水、0.6
‑
1.2份聚合氯化铝、10
‑
15份硅溶胶、2
‑
5份硅酸镁铝、1
‑
2份聚环氧乙烷、5
‑
14份陶瓷纤维，所述陶瓷浆料还包括组分A或组分B，按重量份数计，组分A为10
‑
15份有机硅树脂，组分B为1
‑
5份低熔点玻璃粉和1
‑
5份硼酸锌。3.如权利要求2所述的增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，当所述陶瓷浆料包括组分B时，S4步骤烘干所述陶瓷纤维过滤材料坯体后，在600
‑
800℃下进行热处理，得到增强型陶瓷纤维过滤材料。4.如权利要求1所述的增强型陶瓷纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，在所述多孔模具上覆盖一层纤维纸或金属网后，再进行S2和S3步骤的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注过程；所述多孔模具为空心结构，在S2和S3步骤的连续长纤维缠绕及陶瓷浆料的浇注...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐钰栋，张久美，柳华利，赵世凯，李杰，李小勇，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：