CN101100393A - 氧化铝纤维贴面模块及其制法 - Google Patents

Abstract

一种氧化铝纤维贴面模块的制法，属于耐火隔热材料技术领域，其特征是，包括下列步骤：制浆、配浆、真空成型、烘干、粘贴、切割制得所需尺寸的氧化铝纤维贴面模块。本发明的产品可以直接使用在高温热工设备的迎火面，长期使用温度可达1500℃，抗风蚀性能可达25m/s。

Description

氧化铝纤维贴面模块及其制法

技术领域

本发明属于耐火隔热材料技术领域，具体涉及一种氧化铝纤维贴面模块及其制法。

背景技术

氧化铝纤维作为一种晶态耐火纤维，其突破了非晶体纤维在高温作用下会自发析晶导致使用性能下降的缺点，且具有抗腐蚀、热导率低、比热容小及抗热震性好等优良性能，是一种新型无机材料。在冶金、机械、石油、化工、电子、陶瓷等工业部门的高温工业窑炉和高温设备上，做炉衬材料和隔热材料使用，取得了节能5％-40％的显著效果；做复合增强材料、催化剂载体及在宇航导弹及原子能等方面应用，都收到了良好的效果。因此受到人们的普遍重视，一些工业发达国家竞相投入力量，开发氧化铝纤维。

但是，由于该种纤维生产工艺复杂、生产难度大，且纤维存在细、短、脆性大、易断裂等问题，目前国内该类产品在工业窑炉的应用只能采用氧化铝纤维条捆等形式，使用在要窑炉的背火面，存在抗风蚀性能较差等缺点，随着高速烧嘴在工业窑炉上的普遍推广，其应用性能扩展受到了极大得限制。

发明内容

本发明的目的，是采用市售氧化铝纤维棉加入结合剂、水，制备成一定pH值的稳定浆体，再通过湿法真空成型工艺成型制备成湿态的坯体，然后在一定的干燥制度下烘干，再通过涂抹粘贴剂进行粘贴，最后经过切割等加工手段，制成氧化铝纤维贴面模块。

本发明通过如下技术方案来达到其发明目的：

1)制浆：把氧化铝纤维棉和水按重量比8∶300混合，搅拌3-10分钟，混合均匀，制得纤维浆；

2)配浆：向所述的纤维浆中加入助留剂、结合剂及pH调节剂，配制成浆体，助留剂和结合剂的加入量各为0.5-0.9wt％，调节pH为3-6；

3)真空成型：将步骤2)所述的浆体经过真空成型设备，制成氧化铝纤维贴面模块湿态坯体；

4)烘干：将步骤3)的氧化铝纤维贴面模块湿态坯体放入干燥室，在50-140℃进行干燥8-12小时，干燥完成后含水率≤1％；

5)粘贴：在烘干的氧化铝纤维模块坯体表面，涂抹一层粘贴剂，加压使坯体牢固的粘结，重复上述操作，直到挤压方向的尺寸达到要求；

6)切割：将干燥好的坯体，用圆盘刀或者带锯切割成所需的尺寸，即制得所述的氧化铝纤维贴面模块。

所述的氧化铝纤维棉为Al₂O₃含量为71～73％，或80～85％，或90～95％，或97～99％的四中种氧化铝纤维棉中的一种或复合使用；所述的助留剂为硫酸铝，优选浓度为25-35％硫酸铝溶液；所述的结合剂优选为商品名称为NT胶乳液的商品，其固含量为45-55％；所述的粘贴剂为白乳胶，聚乙烯醇，硅酮密封胶，水玻璃，阳离子淀粉溶液中的一种或者多种复合使用；本发明所使用的pH调节剂是市场通用的酸、碱，例如硫酸和氢氧化钠。本发明在切割时，最佳的尺寸是300*300*35的模块。

所述的氧化铝纤维贴面模块，其特征是：

(1)其物理性能为

使用温度                1500℃

抗风蚀性能              25m/s

加热线变化(1500℃×6h)  ＜-1.5％

导热系数                ≤0.15W/m·K

体积密度                120-160kg/m3

(2)其化学成分为

Al₂O₃                   71～95％

SiO₂                    5～29％。

本发明的优点是可以直接使用在高温热工设备的迎火面，长期使用温度可达1500℃，抗风蚀性能可达25m/s，因而可以更好的扩展其应用性能。

具体实施方式

实施例1

先向制浆池中注入1.5t水，然后加入Al₂O₃含量为85％的氧化铝纤维棉40kg，并开启打浆机，搅拌6分种，使纤维分散均匀。然后加入30％的硫酸铝5kg，加入市售的NT乳胶5kg，加入pH调节剂调节pH值为3。边加边搅拌，配浆完成以后，把配好浆体放入成型池并开启搅拌机，保证浆体浓度均匀，然后通过模具的侵入、吸附、真空成型、及脱模四个阶段成型氧化铝纤维坯体。脱模以后经过湿态修整，送入烘干室85℃烘干，干燥12小时。然后把得到的干态坯体用市售的白乳胶把8块层与层粘贴在一起，百乳胶的用量为干态坯体的6％，保证涂抹均匀，最后用带锯进行尺寸切割，尺寸为300*300*35，产品制成。

该产品化学成分Al₂O₃含量为83％，该产品在热面1000℃下的导热系数为.14W/m·k，加热线变化收缩(1500℃×6h)小于1.5％

实施例2

先向制浆池中注入1.5t水，然后加入Al₂O₃含量为95％的氧化铝纤维棉40kg，并开启打浆机，搅拌5分种，使纤维分散均匀。然后加入32％的硫酸铝6kg，加入市售的NT乳胶6kg，加入pH调节剂调节pH值为5。边加入原料边进行搅拌，配浆完成以后，把配好浆体放入成型池并开启搅拌机，保证浆体浓度均匀，然后通过模具的侵入、吸附、真空成型、及脱模四个阶段成型氧化铝纤维坯体。脱模以后经过湿态修整，送入烘干室110℃烘干，干燥10小时。然后把得到的干态坯体用聚乙烯醇把8块层与层粘贴在一起，粘贴剂的用量为干态坯体的8％，保证涂抹均匀，最后用带锯进行尺寸切割，切割后的尺寸为300*300*35，产品制成。

该产品化学成分Al2O3含量为93％，该产品在热面温度1000℃下的导热系数为0.14W/m·k，加热线变化收缩(1500℃×6h)小于1.5％。

实施例3

先向制浆池中注入1.5t水，然后加入Al₂O₃含量为99％的氧化铝纤维棉40kg，并开启打浆机，搅拌5分种，使纤维分散均匀。然后加入3％的硫酸铝6kg，加入市售的NT乳胶6kg，加入pH调节剂调节pH值为6。边加入原料边进行搅拌，配浆完成以后，把配好浆体放入成型池并开启搅拌机，保证浆体浓度均匀，然后通过模具的侵入、吸附、真空成型、及脱模四个阶段成型氧化铝纤维坯体。脱模以后经过湿态修整，送入烘干室120℃烘干，干燥8小时。然后把得到的干态坯体用聚乙烯醇把8块层与层粘贴在一起，粘贴剂的用量为干态坯体的8％，保证涂抹均匀，最后用带锯进行尺寸切割，切割后的尺寸为300*300*35，产品制成。

该产品化学成分Al₂O₃含量为97％，该产品在热面温度1000℃下的导热系数为0.14W/m·k，加热线变化收缩(1500℃×6h)小于1.5％。

本发明上述的实施例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，包括下列步骤：

1)制浆：把氧化铝纤维棉和水按重量比8∶300混合，搅拌3-10分钟，混合均匀，制得纤维浆；

2)配浆：向所述的纤维浆中加入助留剂、结合剂及pH调节剂，配制成浆体，助留剂和结合剂的加入量各为0.5-0.9wt％，然后调节pH为3-6；

3)真空成型：将步骤2)所述的浆体经过真空成型设备，制成氧化铝纤维贴面模块湿态坯体；

4)烘干：将步骤3)的氧化铝纤维贴面模块湿态坯体放入干燥室，在50-140℃下干燥8-12h；干燥完成后氧化铝纤维坯体含水率≤1％；

5)粘贴：在烘干的氧化铝纤维模块坯体表面，涂抹一层粘贴剂，加压使坯体牢固的粘结，重复上述操作，直到挤压方向的尺寸达到要求；

6)切割：将干燥好的坯体，用圆盘刀或者带锯切割成所需的尺寸，即制得所述的氧化铝纤维贴面模块。

2.根据权利要求1所述的氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，所述的氧化铝纤维棉为Al₂O₃含量为71～73％，或80～85％，或90～95％，或97～99％的四种氧化铝纤维棉中的一种或复合使用。

3.根据权利要求1所述的氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，所述的助留剂为硫酸铝，优选浓度为25-35％硫酸铝溶液。

4.根据权利要求1所述的氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，所述的结合剂优选为名称为NT胶乳液的商品，其固含量为45-55％。

5.根据权利要求1所述的氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，所述的粘贴剂为白乳胶，聚乙烯醇，硅酮密封胶，水玻璃，阳离子淀粉溶液中的一种或者多种复合使用。

6、根据权利要求1至5任一项所述的氧化铝纤维贴面模块的制法，其特征是，所述的氧化铝纤维贴面模块是由氧化铝纤维坯体经粘贴组成的多层结构的长方体，层数为5-20层。

7.权利要求1至6中任一项所述的氧化铝纤维贴面模块，其特征是，所述的氧化铝纤维贴面模块是由氧化铝纤维坯体经粘贴组成的多层结构的长方体；

(1)其物理性能为

使用温度                  1500℃

抗风蚀性能                25m/s

加热线变化(1500℃×6h)    ＜-1.5％

导热系数                  ≤0.15W/m·K

体积密度                  120-160kg/m3

(2)其化学成分为

Al₂O₃    72～95％

SiO₂     5～28％。

8.根据权利要求7所述的氧化铝纤维贴面模块，其特征是，层数为5-20层。