CN108794034A - 一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 - Google Patents
一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108794034A CN108794034A CN201810716454.7A CN201810716454A CN108794034A CN 108794034 A CN108794034 A CN 108794034A CN 201810716454 A CN201810716454 A CN 201810716454A CN 108794034 A CN108794034 A CN 108794034A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zirconium oxide
- oxide fibre
- colloidal sol
- zirconium
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 125
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 123
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000009950 felting Methods 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 1
- -1 on the one hand Substances 0.000 abstract 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N aluminium silicate Chemical compound O=[Al]O[Si](=O)O[Al]=O PZZYQPZGQPZBDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920005792 styrene-acrylic resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/624—Sol-gel processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
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。
Description
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；
(3)将步骤(2)所得浆液定型；
(4)将步骤(3)所得定型物在80-120℃干燥，然后将干燥完成的纤维毡升温至1200-1500℃后恒温烧结3-5h，即得。
优选地，以所述原料的总重量为基准，所述水的用量为50-150重量份，优选为100重量份。
优选地，步骤(2)搅拌用搅拌设备采用钝刀结构，搅拌时使其分散效果佳，但不会使纤维切割粉碎，使纤维能够保持有效长度，利于成型交织。
优选地，步骤(2)所得浆液中，氧化锆纤维的长度为0.1-25mm，优选为0.5-5mm。
优选地，所述定型方法为将所得浆液在制毡机模具内进行吸滤、合模定型。
优选地，上述步骤(3)中采用真空吸滤制毡机吸滤浆液；进一步地，为避免浆液中纤维反复搅拌而短碎，优选采用一次性全部吸虑模式。滤液称重后，按照上述比例，只需补加入氧化锆纤维即可循环使用。
优选地，步骤(4)中，所述恒温烧结温度为1200-1350℃后恒温3-5h。
优选地，步骤(4)中，所述升温的速率为1-5℃/min，优选为1-2.5℃/min。
本发明所得氧化锆纤维毡优选密度为0.15-0.35g/cm3。
常规耐火纤维毡厚度在10mm以上，本发明制得的氧化锆纤维毡可实现2mm-5mm的厚度，以及可具有0.05-0.25m/m的弯曲度。
2mm-5mm的厚度一般是纤维纸，国标《GB/T3003 2006耐火材料陶瓷纤维及制品》中陶瓷纤维纸的厚度范围定为0.5mm-5mm。纤维纸厚度超过5mm时，其表明平整度变差，且纤维纸的下表面极易开裂。
有益效果：
本发明采用特定的原料制备氧化锆纤维毡，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，尤其适用于特殊结构区域的超高温保温隔热。
本发明的氧化锆纤维毡具有优良的耐高温隔热效果和耐酸碱腐蚀等特性，可有效应用于各类不作为支撑结构的超高温热场领域，如：应用于蓝宝石长晶炉热场(热场温度达2050℃以上，用于对局部钨钼材料的替换)、激光晶体长晶炉热场(用于对局部钨钼材料的替换)、单晶硅炉热场(用于对碳毡的替换)、长晶炉热场底座场景中应用(在不影响原有结构的基础上覆盖一层氧化锆纤维毡)以及实验电炉(1700℃以上)等超高温热场领域，可以提升热场的保温隔热效果，起到有效的节能降耗作用。
具体实施方式
以下提供实施例对本发明进行示例性说明。但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
分别称取1kg氧化锆纤维、0.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为30nm，固含量为30％)、0.5kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为30nm，固含量为15％)、0.5kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.15g/cm3，厚度为2mm，弯曲度可达0.2m/m。
实施例2
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度可达0.25m/m。
实施例3
分别称取3kg氧化锆纤维、10kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为10nm，固含量为15％)、2.5kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为10nm，固含量为10％)、0.5kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.35g/cm3，厚度为5mm，弯曲度可达0.15m/m。
实施例4
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水的比例，称取相应重量的氧化锆纤维、锆溶胶、钇溶胶、水性聚氨酯树脂粘结剂和水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀，马上用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以2.5℃/min的升温速率，从室温升至1350℃后恒温烧结4h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度可达0.15m/m。
实施例5
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水的比例，称取相应重量的氧化锆纤维、锆溶胶、钇溶胶、水性聚氨酯树脂粘结剂和水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀，马上用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型。从而获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以5℃/min的升温速率，从室温升至1500℃后恒温烧结5h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度可达0.05m/m。
实施例6
分别称取1kg氧化锆纤维、0.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为10nm，固含量为15％)、0.5kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为10nm，固含量为10％)、0.5kg纯丙烯酸酯粘结剂、150kg水的比例，称取相应重量的氧化锆纤维、锆溶胶、钇溶胶、纯丙烯酸酯粘结剂和水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和纯丙烯酸酯粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡。将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，从室温升至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.15g/cm3，厚度为2mm，弯曲度可达0.2m/m。
实施例7
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、1kg纯丙烯酸酯粘结剂、100kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和纯丙烯酸酯粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，从室温升至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度可达0.25m/m。
实施例8
分别称取3kg氧化锆纤维、10kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为30nm，固含量为30％)、2.5kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为30nm，固含量为15％)、0.5kg纯丙烯酸酯粘结剂、50kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶和纯丙烯酸酯粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，从室温升至1200℃后恒温烧结3h，即得可弯曲的超薄氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.35g/cm3，厚度为5mm，弯曲度可达0.2m/m。
比较例1
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水、锆溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，全部浆液在制毡机模具内吸滤后，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度仅可达0.035m/m。
比较例2
分别称取2kg氧化锆纤维、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水、钇溶胶和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，使得浆液全部吸入制毡机模具内，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，弯曲度仅可达0.02m/m。
比较例3
分别称取2kg氧化锆纤维、1kg水性聚氨酯树脂粘结剂、100kg水；将称取的水和水性聚氨酯树脂粘结剂分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，使得浆液全部吸入制毡机模具内，再合模定型，获得氧化锆纤维湿毡；将氧化锆纤维湿毡在120℃充分干燥，将干燥完成的纤维毡以1℃/min的升温速率，升温至1200℃后恒温烧结3h，即得氧化锆纤维毡。
所获得的氧化锆纤维毡密度为0.25g/cm3，厚度为3mm，可弯曲度接近为0。
比较例4
分别称取2kg氧化锆纤维、2.5kg锆溶胶(锆溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为20％)、1.25kg钇溶胶(钇溶胶的粒径尺寸为15nm，固含量为12％)、100kg水；将称取的水、锆溶胶、钇溶胶分别倒入浆池内，经充分搅拌分散后，然后将称取的氧化锆纤维倒入浆池内搅拌并分散均匀后，立即用真空吸滤制毡机吸滤浆液，使得浆液全部吸入制毡机模具内，再合模定型。进行脱模操作后纤维毡成纤松散且效果差，无法有效进行后续干燥和烧结处理。
综上实施例可以看出，本发明获得的氧化锆纤维毡的厚度可达2-5mm，弯曲度可达0.05-0.25m/m。具有良好的可弯曲性能。
Claims (10)
1.一种氧化锆纤维毡，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，有机粘结剂。
2.根据权利要求1所述的氧化锆纤维毡，其特征在于，所述锆溶胶粒径为10-30nm，其固含量为15％-30％；
优选地，所述钇溶胶粒径为10-30nm，其固含量为10-15％。
3.根据权利要求1或2所述的氧化锆纤维毡，其特征在于，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；优选为水性聚氨酯树脂和/或纯丙烯酸酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氧化锆纤维毡，其特征在于，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。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氧化锆纤维毡，其厚度为2mm-5mm。
6.权利要求1-5任一项所述的氧化锆纤维毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各原料组分加水分散混合后得到浆液，再将浆液过滤、定型、干燥、高温烧结。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(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；优选地，氧化锆纤维的长度为0.1mm-25mm，更优选为0.5mm-5mm。
(3)将步骤(2)所得浆液过滤、定型；
(4)将步骤(3)所得定型物在80-120℃干燥，然后升温至1200-1500℃恒温烧结3-5h，优选升温至1200-1350℃后恒温烧结3-5h；优选地，所述升温的速率为1-5℃/min，更优选为1-2.5℃/min。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，以所述原料的总重量为基准，所述水的用量为50-150重量份，优选为100重量份。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述过滤、定型方法为将所得浆液在制毡机模具内进行吸滤、合模定型。
10.权利要求1-5任一项所述的氧化锆纤维毡的用途，应用于超高温热场，例如，蓝宝石长晶炉热场、激光晶体长晶炉热场、单晶硅炉热场、长晶炉热场底座或实验电炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810716454.7A CN108794034A (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810716454.7A CN108794034A (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108794034A true CN108794034A (zh) | 2018-11-13 |
Family
ID=64074144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810716454.7A Pending CN108794034A (zh) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108794034A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113716970A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-11-30 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法 |
| CN115748243A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 山东鲁阳节能材料股份有限公司 | 一种耐高温纤维毯湿毡及其制备方法 |
| CN115894057A (zh) * | 2022-07-19 | 2023-04-04 | 北京理工大学 | 一种耐高温可弯折变形陶瓷隔热材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591836A (zh) * | 2008-12-27 | 2009-12-02 | 摩根凯龙（荆门）热陶瓷有限公司 | 一种柔性纤维毡 |
| CN104529241A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-22 | 山东鲁阳股份有限公司 | 陶瓷纤维密封衬垫及其制备方法 |
| KR101554989B1 (ko) * | 2014-08-20 | 2015-09-23 | 한국전기연구원 | 직조 유연 면상 발열체 |
| CN105837234A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-10 | 安徽同和晶体新材料股份有限公司 | 一种高强度、低导热系数氧化锆纤维板及其制备方法 |
| CN106927835A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 山东大学 | 高强度耐超高温的氧化锆纤维板或异型件的制备方法 |
-
2018
- 2018-06-29 CN CN201810716454.7A patent/CN108794034A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101591836A (zh) * | 2008-12-27 | 2009-12-02 | 摩根凯龙（荆门）热陶瓷有限公司 | 一种柔性纤维毡 |
| KR101554989B1 (ko) * | 2014-08-20 | 2015-09-23 | 한국전기연구원 | 직조 유연 면상 발열체 |
| CN104529241A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-22 | 山东鲁阳股份有限公司 | 陶瓷纤维密封衬垫及其制备方法 |
| CN106927835A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 山东大学 | 高强度耐超高温的氧化锆纤维板或异型件的制备方法 |
| CN105837234A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-10 | 安徽同和晶体新材料股份有限公司 | 一种高强度、低导热系数氧化锆纤维板及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李栋: "《室内装饰材料与应用》", 30 September 2005, 东南大学出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113716970A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-11-30 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法 |
| CN115894057A (zh) * | 2022-07-19 | 2023-04-04 | 北京理工大学 | 一种耐高温可弯折变形陶瓷隔热材料及其制备方法 |
| CN115748243A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 山东鲁阳节能材料股份有限公司 | 一种耐高温纤维毯湿毡及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103524140B (zh) | 氧化物陶瓷纤维板 | |
| CN106747540B (zh) | 一种气凝胶纤维复合材料的制备方法 | |
| CN106946579A (zh) | 耐1500℃轻质刚性陶瓷纤维隔热瓦的制备方法 | |
| Yang et al. | A novel way to fabricate fibrous mullite ceramic using sol-gel vacuum impregnation | |
| Fernandes et al. | Preparation and characterization of mullite-alumina structures formed" in situ" from calcined alumina and different grades of synthetic amorphous silica | |
| CN105314999A (zh) | 触变性胶体为模板剂的纳米多孔高温隔热材料及制备方法 | |
| CN106220218A (zh) | 一种泡沫陶瓷过滤器及其制造方法 | |
| CN108794034A (zh) | 一种可弯曲的氧化锆纤维毡及其制备方法和用途 | |
| JP6768236B2 (ja) | 断熱材及びその製造方法 | |
| CN108249924B (zh) | 一种碳化硅陶瓷及其制备方法和Al-SiC复合材料 | |
| CN107382346A (zh) | 耐火耐磨浇筑料及制备方法 | |
| CN107986744B (zh) | 一种耐高温气凝胶复合绝热毡及其制备方法 | |
| CN104944972A (zh) | 耐火纤维板 | |
| CN114988784B (zh) | 一种硅酸钙板及其制备方法 | |
| CN105837234B (zh) | 一种高强度、低导热系数氧化锆纤维板及其制备方法 | |
| JP3094148B2 (ja) | 軽量耐火物の製造方法 | |
| CN111592289A (zh) | 一种介孔材料复合硅酸钙防火板及其制备方法 | |
| Liu et al. | Effect of rice husk powder as a binder on mechanical and thermal properties of ZrO2 hollow-fiber refractory bricks | |
| CN110498688A (zh) | 一种结构陶瓷增强用高硅氧铝溶胶粉及其制备方法 | |
| Li et al. | Processing and properties of Nextel™ 720 fiber reinforced alumina-zirconia ceramic matrix composites | |
| CN109370148A (zh) | 一种适用于rfi成型工艺的高致密高温可瓷化酚醛树脂渗透膜及其制备方法 | |
| CN106630970B (zh) | 一种用于回转窑的耐高温砖cfm及其制备方法、回转窑 | |
| CN109650925A (zh) | 一种轻质陶瓷复合薄板 | |
| CN108285350A (zh) | 一种三元复合碳化硅质耐火材料及其制备方法 | |
| JPH0453993B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |