[发明专利]一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种可弯曲的氧化锆纤维毡的制备方法，所述氧化锆纤维毡采用包括以下组分的原料制得：氧化锆纤维，锆溶胶，钇溶胶，有机粘结剂。本发明采用特定的原料制备可弯曲的超薄氧化锆纤维毡，一方面，能够构筑氧化锆纤维毡中纤维更好的交织缠绕性，从而提升纤维毡的整体强度及可弯曲性；另一方面，能够提高氧化锆纤维毡中纤维交织点的粘结作用，从而确保了纤维毡在具有良好整体性的同时具有一定的可弯曲性。

技术领域

本发明涉及一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途。

背景技术

氧化锆纤维与其它种类的无机纤维材料如氧化锆铝纤维、莫来石纤维和硅酸铝纤维等相比，具有熔点高、热阻系数大、抗烧性良好(在大气中达2500℃仍能保持良好的纤维形态)、耐酸碱化学腐蚀、高温下蒸汽压低等特点，因此氧化锆纤维可作为超高温保温隔热填充、复合、结构增强或增韧的关键基础材料。此外可被用来制造加工成各种氧化锆纤维制品，主要包括氧化锆纤维毡、纤维毯、氧化锆纤维纸、氧化锆纤维布及刚性氧化锆纤维制品等。根据其形态和结构的不同，在不同要求的环境下被使用。由于氧化锆纤维的热膨胀系数与许多金属、合金、玻璃以及混凝土等物质相近，因而可作为金属、陶瓷、玻璃、树脂、水泥等多种基体的增强剂，在抗冲击性高温隔热复合材料等方面具有独特优势。其还可用于激光、燃料电池隔膜、卫星和航空发动机部件及高温或化学腐蚀气体的过滤或催化剂载体等方面。因其具有耐超高温、导热系数低、抗高温氧化、耐腐蚀性强等特点，被广泛使用在军工尖端科技领域和民用工业领域。

目前，国内将氧化锆纤维主要用于制备刚性氧化锆纤维制品，应用于生产制造单晶硅、多晶硅、蓝宝石等设备长晶炉上的超高温隔热层和各类超高温窑炉内壁保温隔热层，使用温度在2200℃以内。但由于刚性制品具有密度高，抗折性能差，施工局限性大等缺点，造成了很大的应用局限性。而目前市场上虽然有各类耐火纤维纸，具有优良的弯曲性能，但是均以硅酸铝纤维材质为主，其耐火温度较低，含有有机结合剂时，高温使用时还会因烧失而失去强度。而且，目前没有可弯曲性氧化锆纤维毡的制备工艺及其产品。因此，超高温保温隔热及特殊领域对于具有耐超高温可弯曲性纤维毡的需求日益迫切。

发明内容

本发明为了弥补现有氧化锆纤维毡制备技术的不足，提供了一种可弯曲的超薄氧化锆纤维毡的制备方法。本发明的氧化锆纤维毡具有优良的可弯曲性能，可以制成超薄(例如2mm-5mm)的氧化锆纤维毡。

本发明提供一种氧化锆纤维毡，其特征在于采用包括以下组分的原料制得：氧化锆纤维，锆溶胶，钇溶胶和有机粘结剂。

优选地，所述锆溶胶粒径尺寸为10-30nm，其固含量(氧化锆的含量)为15％-30％；优选地，所述钇溶胶粒径尺寸为10-30nm，其固含量(氧化钇的含量)为10-15％；

优选地，所述有机粘结剂选自聚苯丙树脂、水性聚氨酯树脂和纯丙烯酸酯中的一种或多种；更优选为水性聚氨酯树脂和/或纯丙烯酸酯。

优选地，所述各原料中，氧化锆纤维为0.5-5重量份，优选为1-3重量份，锆溶胶为0.25-15重量份，优选为0.5-10重量份，钇溶胶为0.25-5重量份，优选为0.5-2.5重量份，有机粘结剂为0.25-2.5重量份，优选为0.5-1重量份。

所述氧化锆纤维毡为可弯曲的氧化锆纤维毡。

优选地，所述氧化锆纤维毡的厚度为2mm-5mm。

本发明另一方面，提供上述氧化锆纤维毡的制备方法，包括以下步骤：将上述各原料加水分散混合后得到浆液，再将所得浆液定型、干燥和高温烧结。

优选地，所述原料为氧化锆纤维，锆溶胶，钇溶胶和有机粘结剂。优选地，所述氧化锆纤维毡的制备方法包括如下步骤：

(1)将锆溶胶、钇溶胶和有机粘结剂，加入水搅拌分散混合；

(2)将氧化锆纤维倒入步骤(1)所得的混合液中，搅拌并分散均匀，获得浆液；