[发明专利]一种无机复合纤维及其浆料组合物

说明书

本发明涉及一种无机复合纤维及其浆料组合物，所述无机复合纤维包括无机纤维以及覆盖在无机纤维外周的羟基磷灰石纳米线。本发明采用独特工艺将羟基磷灰石超长纳米线包裹无机纤维后制备成一种分散性良好的浆料。该无机复合纤维及浆料组合物具有良好的阻燃耐火和隔热性能，可作为无机涂层涂布在基材表面起到阻燃和隔热效果，也可将其制备成其它形式的耐火材料应用于阻燃耐火和隔热领域。

技术领域

本发明属于无机复合纤维的领域，具体涉及一种采用羟基磷灰石超长纳米线与无机纤维作为原料制备的一种无机复合纤维及其浆料组合物。

背景技术

羟基磷灰石是[Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆]是磷酸钙家族中著名的成员，具有很好的生物相容性，是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机组分。在过去的几十年中，人们发展了多种制备羟基磷灰石的方法，深入探索了其在生物医学领域的应用。2014年申请人所在的课题组利用自主合成的羟基磷灰石超长纳米线制备成一种新型耐火纸。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种力学强度高、具有良好的耐高温和隔热性能的无机复合纤维。

一方面，本发明提供了一种无机复合纤维，所述无机复合纤维包括无机纤维以及覆盖在无机纤维外周的羟基磷灰石纳米线。所述无机复合纤维及其浆料组合物中各组分之间的比例不限。优选地，所述无机复合纤维中羟基磷灰石纳米线的质量百分比≥40％。

本发明首次采用羟基磷灰石超长纳米线和无机纤维作为原料制备得到无机复合纤维。本发明中，无机纤维和二维网状结构羟基磷灰石纳米线形成核壳结构，除了无机纤维具有较高的力学强度、包覆于所述无机纤维表面的羟基磷灰石超长纳米线得表面含有大量羟基，所述羟基磷灰石超长纳米线之间容易形成氢键结合，借助于此，所述无机纤维作为基体(钢筋骨架)与包裹在所述无机纤维表面的具有网络结构的羟基磷灰石超长纳米线作为“水泥”形成特殊的“钢筋水泥结构”，很大程度上提高了复合纤维的力学强度。

较佳地，所述无机复合纤维还包含有无机胶粘剂。优选地，所述无机胶粘剂的质量百分含量不超过30wt％。

较佳地，所述无机胶粘剂包括硅酸盐类胶粘剂、铝盐类胶粘剂、磷酸盐类胶粘剂、硼酸盐类胶粘剂、硅溶胶胶粘剂和铝溶胶胶粘剂。

较佳地，所述羟基磷灰石纳米线为由能在水中以单分散状态存在的直径为2～100nm，长度为50nm～100μm的羟基磷灰石纳米线组装形成的二维网状结构羟基磷灰石纳米线、或者直径为5～100nm，长度为20～2000μm的羟基磷灰石超长纳米线。

较佳地，所述无机纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氧化物纤维、硅酸盐纤维、碳化硅纤维和金属纤维，所述无机纤维的直径为1～15μm、长度为1～12mm。

另一方面，本发明还提供了一种上述无机纤维在阻燃耐火和隔热领域中的应用。

再一方面，本发明提供了一种无机纤维浆料组合物，其特征在于，包括上述任意一种无机复合纤维和水。所述无机复合纤维浆料组合物中各组分之间的比例不限。

第四方面，本发明提供了一种无机纤维浆料组合物在阻燃耐火和隔热领域中的应用。

本发明采用羟基磷灰石超长纳米线和无机纤维作为主要原料同时可以添加无机胶粘剂制备而成的；本发明采用独特工艺将羟基磷灰石超长纳米线包裹无机纤维后制备成一种分散性良好的浆料。本发明制备的无机复合纤维及其浆料组合物具有良好的阻燃耐火和隔热性能，可作为无机涂层涂布在基材表面起到阻燃和隔热效果，也可将其制备成其它形式的耐火材料应用于阻燃耐火和隔热领域。

附图说明

图1：本发明中所用的玻璃纤维的扫描电子显微(SEM)图；