[发明专利]降解型陶瓷纤维基高性能复合布及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合布技术领域，尤其是降解型陶瓷纤维基高性能复合布及其制备方法。

背景技术

目前，国内外使用的耐温1200℃以上高温耐火布，均为晶质纤维，如：氧化铝纤维、莫来石纤维、氧化锆纤维等单晶或多晶纤维，由于价格昂贵限制了材料的推广应用。长期以来，晶质纤维的生产规模和产量均无明显发展，全世界晶质纤维年产量在2000T左右。因此，严重影响高温耐火材料的发展和市场的拓宽与新产品的开发，阻碍了高温工段技术改造与产业转型升级的发展步伐。1200℃以下的低档高温布全世界年产量约为3万吨，一般用于环境较恶劣的粗放的高温工段，尚未进入关系民生的防火、保温、绝热高温粉尘及烟气过滤等领域，触目惊心的火灾给人们的生命财产带来了巨大的压力和挑战。就目前而言，环保节能型耐火、保温、装饰于一体的高温复合材料尚未面世。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术存在的缺陷，提供一种集环保节能于一身的降解型陶瓷纤维基高性能复合布及其制备方法。其技术方案为：主要包括高性能成纤设备、中频熔融成纤工艺、成分设计、优选超声波波长、生产系统控制和水溶性酚醛树脂改性处理六个部分。高性能成纤设备用以解决纤维的长径比和抗拉强度，提高成纤率。中频熔融成纤工艺，用以降低能耗和生产成本，达到节能的目的。改性工艺，是共聚与交联并举，使得有机化合物、无机化合物及添加材料统一的工艺处理，经振动强化浸渗与液态扩散复合工艺而成。成分设计，用以控制晶体、颗粒或者增韧的办法来改善其韧性。优选超声波波长，用以形成最优的雾化和浸渗效果。生产系统控制，生产系统分部采用PLC控制，研究采用PCS控制，实现信息化制造的先进工艺系统。水溶性酚醛树脂改性处理，用以铝溶胶与酚醛树脂的合成，形成界面高温梯度，采用纳米Sio₂微粉的超声波振动均匀混合填充工艺，使耐温低端纤维达到了高端纤维的性能。梳理分条及气流纺丝是按不同用途对纺丝进行后续整理，通过专用设备将纺丝与改性的有机化合物、无机化合物及纳米硅粉一次转移复合，稍作固化处理后即进入织布工段，布形成后经电化工段进入由超声波匀化浸润与溢流、雾化相结合的二次复合工艺。

本发明实现了实现信息化制造的先进工艺系统，形成了完整的工艺及质量检测体系，为制定我国此类产品的国家标准奠定了坚实的基础。环保节能，具有巨大的经济效益和社会效益，适合普遍推广使用。

具体实施方式

本项目的关键发明内容为：一方面是通过化学和矿物成分设计，使获得的非晶质陶瓷纤维具有较高的生物降解性，又具有较强的抗拉强度和合适的长径比及韧性；另一方面是共聚与交联并举的改性工艺使得有机化合物、无机化合物及添加材料统一的工艺处理，经振动强化浸渗与液态扩散复合工艺而成，生产出具有柔性耐高温梯度的高性能产品。

工程化研究，在工业条件下，采用高性能成纤设备，进一步解决纤维的长径比和抗拉强度，提高成纤率；并研究中频熔融成纤工艺，以降低能耗和生产成本，达到更加节能的目的；寻求通过成分设计，控制晶体、颗粒或者增韧的办法来改善其韧性；进一步优选超声波波长，以形成最优的雾化和浸渗效果；对有机化合物、无机化合物进行不同的改性工艺和添加不同的物质，以探求更多的特性与功能；生产系统分部采用PLC控制，研究采用PCS控制，实现信息化制造的先进工艺系统。

形成完整的工艺及质量检测体系，为制定我国此类产品的国家标准奠定坚实的基础。

对水溶性酚醛树脂进行改性处理；铝溶胶与酚醛树脂的合成，形成了界面高温梯度；采用了纳米Sio₂微粉的超声波振动均匀混合填充工艺；复合技术使耐温低端纤维达到了高端纤维的性能，且更加灵活地派生不同用途的产品。

以降解型陶瓷纤维细棉为原料，经梳理分条和气流纺丝等工序，按不同用途对纺丝进行后续整理，通过专用设备将纺丝与改性的有、无机化合物及纳米硅粉一次转移复合，稍作固化处理后即进入织布工段，布形成后经电化工段进入由超声波匀化浸润与溢流、雾化相结合的二次复合工艺，整平快速红外固化--热风--冷却等工段--在线检测--卷取--包装—检验入库。

本发明在本厂的应用结果证明，产品质量大幅度提高，经济效益成倍增长，且经济实用，环保节能。