[发明专利]一种氧化铝纤维毯及其制备方法

说明书

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝纤维毯及其制备方法。本发明提供的制备方法包括以下步骤：a)将聚合氯化铝溶胶、硅溶胶和纺丝助剂混合加热进行反应，得到纺丝原液；所述纺丝助剂包括乳酸、聚乙烯醇和酒精；b)将纺丝原液在甩丝机中进行成纤，得到的纤维丝进行集棉，得到前驱体纤维坯；所述甩丝机中相邻两排孔板的间距≥5mm，同一排孔板上的甩丝孔间距≥2.5mm；c)对前驱体纤维坯进行针刺，得到前驱体纤维毯坯；d)将前驱体纤维毯坯依次在加热炉的低温区、中温区和高温区进行热处理，得到氧化铝纤维毯。采用本发明方法制备的氧化铝纤维毯具有高整体性和低渣球含量，适用于作为陶瓷纤维模块炉衬的表面防护材料。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝纤维毯及其制备方法。

背景技术

耐火纤维作为轻质耐火材料，具有容重轻、比热容低、导热系数低、抗热震性能好、耐高温、化学稳定性好等优点，在石化、冶金、有色、化工、电力、陶瓷等工业窑炉中作为耐火保温材料得到了广泛的应用，与传统的浇注料、耐火砖等重质耐火材料相比，可节能20～40％。

耐火纤维按制备方法可以分为两类，一类是采用高温熔融工艺制备的陶瓷纤维，一类是采用溶解-凝聚工艺制备的氧化铝纤维。其中，陶瓷纤维包含普通型、标准型、高纯型、高铝型和含锆型等，最高使用温度在1140～1430℃之间；氧化铝纤维因氧化铝含量＞65％，按氧化铝含量的多少，可以分为72型、80型、95型、99型，最高使用温度在1600～1700℃之间。

传统的陶瓷纤维根据成纤工艺的不同可以分为：喷吹工艺和甩丝工艺。喷吹工艺是将熔融的高温流股，用高压空气喷吹，在高速空气的作用下，分散、拉伸、成纤；甩丝工艺是利用甩丝辊(2～4个)的高速旋转离心力将熔融液分散和牵伸成纤。采用上述两种方法制备纤维，都是将熔融物分散成小粒径熔滴，再使液滴牵伸成纤，整个过程在0.1s内骤冷完成，纤维内分子来不及重排，生产是玻璃态的纤维。由于熔融物的快速冷却，会同时产生大量的未纤维化得颗粒称之为渣球。渣球直径在数十微米(μm)到数百微米之间，远远高于纤维的平均直径(2～6μm)，包含在纤维体系之中，但起不到阻碍隔热的作用。对于相同容重的产品，若渣球含量提高，将导致纤维量减少，纤维自身密度降低，不利于纤维制品的隔热。且在使用的过程中，在炉内气流作用下，容易从产品中掉落。传统的陶瓷纤维制品≥212μm的渣球含量在8～20％，渣球含量较高。

生产瓷砖、餐具、马桶、电瓷等陶瓷材料的窑炉称为陶瓷烧结窑炉，炉型有辊道窑、梭式窑等，烧成温度在1000～1250℃之间，从成本和节能效果两方面考虑，该温度下最适合的炉衬材料是陶瓷纤维模块。但由于陶瓷类产品对外观光洁度要求较高，陶瓷烧结窑炉的炉衬材料不能存在掉渣的问题，而陶瓷纤维模块的渣球含量普遍较高，因此在将其作为炉衬材料使用时，需要做防掉渣处理。

现有技术通过在陶瓷纤维模块表面，利用高温粘结剂粘结一层厚度为50～100mm，渣球含量相对较低(≥212μm的渣球含在2.5％左右)的氧化铝纤维条块来解决陶瓷纤维模块掉渣的问题。但是现有氧化铝纤维条块的纤维结构较为松散，而且渣球含量依然较高，因此仍有可能出现纤维或渣球掉落的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧化铝纤维毯及其制备方法，采用本发明方法制备的氧化铝纤维毯具有高整体性和低渣球含量，适用于作为陶瓷纤维模块炉衬的表面防护材料。

本发明提供了一种氧化铝纤维毯的制备方法，包括以下步骤：

a)将聚合氯化铝溶胶、硅溶胶和纺丝助剂混合加热进行反应，得到纺丝原液；

所述纺丝助剂包括乳酸、聚乙烯醇和酒精；所述纺丝助剂的用量为所述聚合氯化铝溶胶中的氧化铝和所述硅溶胶中的二氧化硅合计质量的10～20wt％；

b)将所述纺丝原液在甩丝机中进行成纤，得到的纤维丝进行集棉，得到前驱体纤维坯；