CN101863654B - 一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法 - Google Patents

一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法。其技术方案是：先将8～37wt％的滑石粉或3～20wt％的白云石粉、30～60wt％的石英砂粉、0.1～1wt％的添加剂和30～50wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1500～1900℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。高炉渣粉的主要化学组分是：SiO2为33～38wt％，CaO为37～42wt％，MgO为8～15wt％，Al2O3为6～12wt％，铁氧化物的含量小于0.5wt％。发明具有成本低廉、减少能源消耗和有利于环境保护的特点；所制备的生物可溶性陶瓷纤维机械强度高、表面光滑度高、高温线收缩小、能够长期在高温下使用和在人体肺液中的降解性较高。

Description

一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷纤维的技术领域。具体涉及一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法。
背景技术
高炉渣是高炉炼铁过程中排出的固体废物。据统计，目前我国每年排放高炉渣1亿吨左右，随着我国钢铁工业的发展，高炉渣的排放量将日益增大。如果不将高炉渣进行资源化处理，不但造成了资源的大量浪费，而且势必带来侵占土地、污染环境等严重问题。为此，许多国家都较早地开发了高炉渣合理利用项目，如美、日、法、英等国钢铁厂非常重视对二次资源的综合利用，基本上达到排渣和利用平衡。高炉渣的利用研究在我国起步较晚，研究开发力度不大。根据高炉渣的成分和矿物组成，结合现有的技术水平，经过成分调整后，高炉渣可用于水泥、免烧砖、渣棉等材料的生产。虽已有60％左右得到了较好利用，但仍有大量矿渣被简单地粗放利用，如建筑骨料、道路填料等，带来极大浪费。另外，国内开展高炉渣综合利用的很多企业存在规模小、工艺简单、产品附加值小等不足，因而与国际同行相比，我国在高炉渣资源回收利用率、降低能耗、减小污染排放等方面还有广阔的发展空间。
近年来国际上将硅酸铝陶瓷纤维列为可能致癌物，因而在保温隔热领域加大了生物可溶性陶瓷纤维的研究和开发力度。生物可溶性陶瓷纤维在生产、使用和用后拆卸过程中产生的粉尘颗粒，被吸入人体后能够被人体体液所降解，因而不会象硅酸铝陶瓷纤维那样对人体产生危害。由于生物可溶性陶瓷纤维在高温绝热保温和生物可溶性等方面的独特优势，因而其在绝热保温领域取代硅酸铝陶瓷纤维，具有广阔的应用前景。但是，目前生物可溶性陶瓷纤维的制备，存在原料消耗大、熔制困难、纤维表面光滑度不高、高温下线收缩明显等不足。
发明内容
本发明旨在克服现有的高炉渣综合利用和生物可溶性陶瓷纤维制备与性能等方面存在的不足，目的是提供一种成本低廉、减少能源消耗、有利于环境保护的生物可溶性陶瓷纤维的制备方法；用该方法制备的生物可溶性陶瓷纤维具有机械强度高、表面光滑度高、高温线收缩小、能够长期在高温下使用和在人体肺液中的降解性较高。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：先将8～37wt％的滑石粉或3～20wt％的白云石粉、30～60wt％的石英砂粉、0.1～1wt％的添加剂和30～50wt％高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1500～1900℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维；
所述的高炉渣粉的粒度为50～120目，其主要化学组分是：SiO2为33～38wt％，CaO为37～42wt％，MgO为8～15wt％，Al2O3为6～12wt％，铁氧化物的含量小于0.5wt％。
其中：石英砂粉、滑石粉和白云石粉的粒度为20～120目；添加剂为葡萄糖、木糖、果糖、半乳糖中的一种以上的混合物。
由于采用上述技术方案，本发明利用高炉渣为原料，不仅工艺简单、能有效地降低成本，更重要的是可减少能源消耗、有利于环境保护和推广利用。
本发明所制备的生物可溶性陶瓷纤维，纤维直径为3～7μm、渣球含量小于10％，能够长期在1000～1200℃甚至更高温度下使用；另外，由于在混合粉料中加入了葡萄糖、木糖、果糖、半乳糖中的一种以上混合物为添加剂，调节了高温熔体和纤维的结构，使所制备的生物可溶性陶瓷纤维具有强度高、表面光滑、高温线收缩小。
本发明所制备的生物可溶性陶瓷纤维，在36.5～37.2℃和pH值为7.35～7.45条件下模拟人体肺液中的溶解试验表明，其溶解速率常数达150ng/(cm2·h)以上，溶解速率很高，可快速溶解于人体肺液中，并易于从肺中排出，对人体的有害性大大降低。有望替代硅酸铝陶瓷纤维应用于许多高温工业领域中。
因此，本发明具有成本低廉、减少能源消耗和有利于环境保护的特点，所制备的生物可溶性陶瓷纤维机械强度高、表面光滑度高、高温线收缩小、能够长期在高温下使用和在人体肺液中的降解性较高。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
为避免重复，对本具体实施方式中将要涉及到的有关技术参数先作统一描述，实施例中不再赘述。
高炉渣粉的粒度为50～120目，高炉渣粉的主要化学组分是：SiO2为33～38wt％，CaO为37～42wt％，MgO为8～15wt％，Al2O3为6～12wt％，铁氧化物的含量小于0.5wt％；石英砂粉、滑石粉和白云石粉的粒度为20～120目。
实施例1
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将10～15wt％的滑石粉、45～50wt％的石英砂粉、0.8～1wt％的葡萄糖和35～40wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉中，升温至1700～1800℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为3～5μm，渣球含量小于10％，1150℃条件下热收缩小于4％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例2
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将22～30wt％的滑石粉、39～45wt％的石英砂粉、0.5～1wt％的木糖和30～33wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1800～1900℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为3～5μm，渣球含量小于10％，1100℃条件下热收缩小于3％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例3
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将30～35wt％的滑石粉、34～39wt％的石英砂粉、0.4～0.7wt％的果糖和30～32wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1700～1800℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～7μm，渣球含量小于10％，1100℃条件下热收缩小于3.5％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例4
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将35～37wt％的滑石粉、31～34wt％的石英砂粉、0.3～0.5wt％的半乳糖和30～33wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉中，升温至1600～1700℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～7μm，渣球含量小于10％，1000℃条件下热收缩小于3％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例5
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将15～22wt％的滑石粉、39～43wt％的石英砂粉、0.5～0.7wt％的葡萄糖与木糖的混合物和38～42wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1600～1700℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～7μm，渣球含量小于10％，1100℃条件下热收缩小于3％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例6
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将27～32wt％的滑石粉、30～32wt％的石英砂粉、0.2～0.5wt％的木糖与半乳糖的混合物和37～42wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉中，升温至1500～1700℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～6μm，渣球含量小于10％，1000℃条件下热收缩小于3.5％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于190ng/(cm2·h)。
实施例7
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将8～12wt％的滑石粉、38～43wt％的石英砂粉、0.1～0.3wt％的果糖与木糖的混合物和45～50wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1500～1700℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为5～7μm，渣球含量小于10％，1200℃条件下热收缩小于3％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于160ng/(cm2·h)。
实施例8
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将8～12wt％的白云石粉、55～60wt％的石英砂粉、0.6～0.9wt％的葡萄糖、木糖与半乳糖的混合物和30～35wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1700～1900℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～6μm，渣球含量小于10％，1260℃条件下热收缩小于3％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例9
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将6～13wt％的白云石粉、48～55wt％的石英砂粉、0.3～0.6wt％的葡萄糖、果糖与半乳糖的混合物和36～45wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉中，升温至1600～1800℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～6μm，渣球含量小于10％，1200℃条件下热收缩小于4％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例10
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将3～8wt％的白云石粉、44～48wt％的石英砂粉、0.2～0.4wt％的果糖、木糖与半乳糖的混合物和46～50wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1600～1800℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为4～6μm，渣球含量小于10％，1100℃条件下热收缩小于3.5％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于200ng/(cm2·h)。
实施例11
一种生物可溶性陶瓷纤维及其制备方法：先将13～20wt％的白云石粉、40～45wt％的石英砂粉、0.1～0.3wt％的葡萄糖、半乳糖、果糖与木糖的混合物和35～42wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电弧炉中，升温至1600～1800℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维。
本实施例所制备的可溶性陶瓷纤维，纤维直径为5～7μm，渣球含量小于10％，1100℃条件下热收缩小于4％，在模拟人体肺液中的溶解速率常数大于180ng/(cm2·h)。
本具体实施方式利用高炉渣为原料，不仅工艺简单、能有效地降低成本，更重要的是可减少能源消耗、有利于环境保护和推广利用。
本具体实施方式所制备的生物可溶性陶瓷纤维，纤维直径为3～7μm、渣球含量小于10％，能够长期在1000～1200℃甚至更高温度下使用；另外，由于在混合粉料中加入了葡萄糖、木糖、果糖、半乳糖中的一种以上混合物为添加剂，调节了高温熔体和纤维的结构，使所制备的生物可溶性陶瓷纤维具有强度高、表面光滑、高温线收缩小。
本具体实施方式所制备的生物可溶性陶瓷纤维，在36.5～37.2℃和pH值为7.35～7.45条件下模拟人体肺液中的溶解试验表明，其溶解常数达150ng/(cm2·h)以上，溶解速率很高，可快速溶解于人体肺液中，并易于从肺中排出，对人体的有害性大大降低。有望替代硅酸铝陶瓷纤维应用于许多高温工业领域中。
因此，本具体实施方式具有成本低廉、减少能源消耗和有利于环境保护的特点，所制备的生物可溶性陶瓷纤维机械强度高、表面光滑度高、高温线收缩小、能够长期在高温下使用和在人体肺液中的降解性较高。

Claims (3)

1.一种生物可溶性陶瓷纤维的制备方法，其特征在于先将8～37wt％的滑石粉或3～20wt％的白云石粉、30～60wt％的石英砂粉、0.1～1wt％的添加剂和30～50wt％的高炉渣粉混合，再将上述混合粉料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1500～1900℃，熔融后直接甩丝即得生物可溶性陶瓷纤维；
所述的高炉渣粉的粒度为50～120目，其主要化学组分是：SiO2为33～38wt％，CaO为37～42wt％，MgO为8～15wt％，Al2O3为6～12wt％，铁氧化物的含量小于0.5wt％；
所述的添加剂为葡萄糖、木糖、果糖、半乳糖中的一种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的生物可溶性陶瓷纤维的制备方法，其特征在于所述的石英砂粉、滑石粉和白云石粉的粒度为20～120目。
3.根据权利要求1～2中任一项所述的生物可溶性陶瓷纤维的制备方法所制备的生物可溶性陶瓷纤维。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491737B (zh) * 2011-12-08 2014-02-26 武汉科技大学 一种耐高温生物可溶陶瓷纤维及其制备方法
CN105218080A (zh) * 2015-10-19 2016-01-06 浙江康星耐火材料有限公司 一种高耐火纤维增强莫来石轻质耐火材料
CN105272293A (zh) * 2015-10-19 2016-01-27 浙江康星耐火材料有限公司 一种快速生物相溶性耐火纤维
CN105272292A (zh) * 2015-10-19 2016-01-27 浙江康星耐火材料有限公司 一种高耐火生物相溶性耐火纤维
CN107988851A (zh) * 2017-10-31 2018-05-04 中国人民武装警察部队学院 可溶性陶瓷纤维板材及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6861381B1 (en) * 1999-09-10 2005-03-01 The Morgan Crucible Company Plc High temperature resistant saline soluble fibres
CN1621344A (zh) * 2004-10-15 2005-06-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 硅灰石纳米纤维及其制备方法和用途
CN101298384A (zh) * 2008-06-26 2008-11-05 武汉科技大学 一种生物可降解性耐火陶瓷纤维及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6861381B1 (en) * 1999-09-10 2005-03-01 The Morgan Crucible Company Plc High temperature resistant saline soluble fibres
CN1621344A (zh) * 2004-10-15 2005-06-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 硅灰石纳米纤维及其制备方法和用途
CN101298384A (zh) * 2008-06-26 2008-11-05 武汉科技大学 一种生物可降解性耐火陶瓷纤维及其制备方法

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