CN102515661A - 无机结合陶瓷纤维板 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷纤维材料技术领域，具体涉及一种无机结合陶瓷纤维板，其特征在于由下列重量份数的原料制成：陶瓷纤维50-70份、活性硅酸钙浆料600-1000份、助滤剂0.4-0.8份和水950-2500份。本发明的优点在于与传统的微孔硅酸钙板相比较，产品的使用温度和韧性也大大地提高了，不含有甲醛等有机毒性挥发物，属于纯无机材料，绿色环保，在高温下使用无污染气体挥发，提高了生活与工作环境的质量。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷纤维材料技术领域，具体涉及一种无机结合陶瓷纤维板。
背景技术
传统的陶瓷纤维板，在生产过程中都需要加入少量的淀粉等有机结合剂，使得陶瓷纤维板具有一定的强度。有机结合剂的优点是附着力强和粘结强度高，但有机结合剂在300-800℃会发生碳化，从而产生浓烟，具有刺激性气味。随着陶瓷窑炉、家电行业等进一步开发，这些领域更希望使用不含有任何有机结合剂的陶瓷纤维板，以满足其使用过程中不燃、无烟无味的特殊要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机结合陶瓷纤维板，采用无机结合剂来代替有机结合剂，从而在高温工况下无污染气体挥发，满足在使用过程中不燃、无烟无味的特殊要求。
本发明所述的一种无机结合陶瓷纤维板，由下列重量份数的原料制成：
其中，所使用的陶瓷纤维可以是标准型硅酸铝纤维，这种纤维是以煤系高岭土熟料(俗称煤矸石)为主要原材料，采用电阻炉熔融经过离心甩丝成纤工艺制备的。也可以是高纯型硅酸铝纤维或高铝型硅酸铝纤维，这两种纤维均是以高温氧化铝粉和石英粉组成的合成料为主要原材料，采用电阻炉熔融经过甩丝或喷吹成纤工艺制备的。
所述的助滤剂优选为聚合氯化铝或硫酸铝。
所述的活性硅酸钙浆料中的固体质量含量优选为5％，活性硅酸钙浆料中的固体成分为硬硅钙石晶体或托贝莫来石晶体，其化学式分别为6CaO·6SiO2·H2O、5CaO·6SiO2·5H2O。
活性硅酸钙浆料是一种水热合成的结合剂，即是在动态水热处理过程中形成的无机结合剂：首先按照硬硅钙石或者托贝莫来石的组成将石英砂、石灰和催化剂进行配料，催化剂选用氯氧化锆或水玻璃，将水与配料装入球磨机进行湿磨，当浆料中的固体粒度达到1000目以上时，泵送到反应釜中，通过高温高压反应水热合成活性硅酸钙浆料，水热合成的温度为180-200℃，水热合成的压力为0.8-1.2MPa，搅拌速度为250-300r/min。活性硅酸钙浆料是按以下化学反应方程式进行的，生成硬硅钙石或托贝莫来石结合剂：
6CaO+6SiO2+nH2O＝6CaO·6SiO2·H2O(硬硅钙石)+(n-1)H2O
5CaO+6SiO2+nH2O＝5CaO·6SiO2·5H2O(托贝莫来石)+(n-5)H2O
本发明所述的一种无机结合陶瓷纤维板，优选由下列重量份数的原料制成：
本发明在制备时可以采用真空吸滤压制成型工艺或者注浆压制成型工艺。其中，真空吸滤压制成型工艺为真空吸滤成型和压制成型两步法成型工艺，即首先通过真空吸滤成型法将温度为50-100℃的料浆成型为湿坯，然后再通过300吨的液压机将成型后的湿坯压制到所需厚度和体积密度的产品；注浆压制成型工艺为注浆和压制成型一步法成型工艺，即首先将温度为50-100℃的料浆注入模具，然后再通过300吨的液压机将料浆直接压制到所需厚度和体积密度的产品。
本发明的优点在于：
(1)从产品性价比等方面综合考虑，本发明研制出的陶瓷纤维板，与传统的微孔硅酸钙板相比较，尽管本发明的产品成本略有提高，但产品的使用温度和韧性也大大地提高了，因为陶瓷纤维是本产品的主成分，而活性硅酸钙仅仅是作为结合剂来使用，毫无疑问，这种无机结合的陶瓷纤维板，其使用温度和韧性要远远地高于传统的微孔硅酸钙板。
(2)本发明的陶瓷纤维板不含有甲醛等有机毒性挥发物，属于纯无机材料，绿色环保，在高温下使用无污染气体挥发，提高了生活与工作环境的质量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种无机结合陶瓷纤维板，其组成比例为：标准型硅酸铝纤维40kg，托贝莫来石晶体质量含量5％的活性硅酸钙浆料350kg，硫酸铝0.3kg。将上述原料加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为2mm，然后加入水，使浆料浓度保持在3.0％，然后采用真空成型设备进行成型，尺寸为920×620×65mm，成型完毕后产品放入300吨液压机中压制成型，使湿坯厚度由65mm压缩到50mm，再送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到产品。本实施例产品化学成份如下：Al2O3：31％；SiO2：53.2％；Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O：15％；灼减0.8％；产品的体积密度为301kg/m3，加热永久线收缩率(1000℃×24h)为1.4％；冷态耐压强度为0.212Mpa；导热系数：热面温度400℃为0.047W/mk，600℃为0.069W/mk，800℃为0.09W/mk。
实施例2
一种无机结合陶瓷纤维板，其组成比例为：标准型硅酸铝纤维40Kg，硬硅钙石晶体含量5％的活性硅酸钙浆料500kg，硫酸铝0.35Kg。将上述原料加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为2mm，然后加入水，使浆料浓度保持在4.0％，然后采用真空成型设备进行成型，尺寸为920×620×65mm，成型完毕后产品放入300吨液压机中压制成型，使湿坯厚度由65mm压缩到50mm，再送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到产品。本实施例产品化学成份如下：Al2O3：28％；SiO2：53％；Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O：18％；灼减1.0％；产品的体积密度为285kg/m3，加热永久线收缩率(1000℃×24h)为1.6％；冷态耐压强度为0.258Mpa；导热系数：热面温度400℃为0.043W/mk，600℃为0.065W/mk，800℃为0.086W/mk。
实施例3
一种无机结合陶瓷纤维板，其组成比例为：标准型硅酸铝纤维40Kg，硬硅钙石晶体含量5％的活性硅酸钙浆料800kg，聚合氯化铝0.4Kg。将上述原料加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为2mm，然后加入水，使浆料浓度保持在5.0％，然后采用真空成型设备进行成型，尺寸为920×620×65mm，成型完毕后产品放入300吨液压机中压制成型，使湿坯厚度由65mm压缩到50mm，再送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到产品。本实施例产品化学成份如下：Al2O3：22％；SiO2：53.7％；Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O：23％；灼减1.3％；产品的体积密度为260kg/m3，加热永久线收缩率(1000℃×24h)为1.8％；冷态耐压强度为0.285Mpa；导热系数：热面温度100℃为0.040W/mk，600℃为0.062W/mk，800℃为0.084W/mk。
实施例4
一种无机结合陶瓷纤维板，其组成比例为：高铝型硅酸铝纤维40Kg，硬硅钙石晶体含量5％的活性硅酸钙浆料430kg，硫酸铝0.3Kg。将上述原料加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为2mm，然后加入水，使浆料浓度保持在4.0％，然后采用注浆成型设备进行成型，尺寸为900×600×50mm，成型完毕后的湿坯送入烘箱烘干，最终得到产品。本实施例产品化学成份如下：Al2O3：33.8％；SiO2：48.8％；灼减0.9％；Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O：16.5％，产品的体积密度为292kg/m3，加热永久线收缩率(1200℃×24h)为1.9％；冷态耐压强度为0.246Mpa；导热系数：热面温度400℃为0.045W/mk，600℃为0.068W/mk，800℃为0.087W/mk。
Claims (6)
1.一种无机结合陶瓷纤维板，其特征在于由下列重量份数的原料制成：
2.根据权利要求1所述的无机结合陶瓷纤维板，其特征在于助滤剂为聚合氯化铝或硫酸铝。
3.根据权利要求1所述的无机结合陶瓷纤维板，其特征在于活性硅酸钙浆料中的固体质量含量为5％。
4.根据权利要求3所述的无机结合陶瓷纤维板，其特征在于活性硅酸钙浆料中的固体成分为硬硅钙石晶体，其化学式为6CaO·6SiO2·H2O。
5.根据权利要求3所述的无机结合陶瓷纤维板，其特征在于活性硅酸钙浆料中的固体成分为托贝莫来石晶体，其化学式为5CaO·6SiO2·5H2O。
6.根据权利要求1所述的无机结合陶瓷纤维板，其特征在于由下列重量份数的原料制成：
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