CN101918333A - 无机纤维组合物 - Google Patents

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R·S·莫特拉姆
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Abstract

本发明公开了具有以下组成的熔体成型无机纤维：Al2O3 10.2-55.5mol％；K2O 12-37.1mol％；SiO2 17.7-71.4mol％；B2O3 0.1-10mol％；其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝77.7mol％，并且所述总成分不超过100mol％。以及任选地MgO 0.1-10mol％。

Description

无机纤维组合物
本发明涉及无机纤维组合物。
纤维材料因其用作隔热和/或隔音材料而众所周知，并且还因其用作复合材料如纤维增强水泥、纤维增强塑料中的加强成分和作为金属基质复合材料中的组分而为人所知。这类纤维可用在污染控制设备如汽车排气系统催化转化器和柴油颗粒过滤器中催化剂主体的负载结构中。这类纤维可用作摩擦材料的成分[例如，用于汽车制动器]。本发明的纤维具有一系列性质，并可根据所表现的性质用在这些应用中的任何一个或全部中。
在1987年以前，有四种基本类型的纤维材料用于制造绝热制品[如毛毡、真空成形体和厚浆涂料]。这些通过两种基本的制造途径来制备，但具体途径的细节依生产商变化。纤维和途径为(按增加成本和温度性能顺序)：-
熔体成型纤维
●矿物棉
●玻璃棉
●硅铝酸盐纤维
溶胶-凝胶法纤维
●通常所说的多晶纤维
通过制备熔体并用众多已知方法中的任何一种使所得熔体成纤维来形成熔体成型纤维。这些方法包括：
●形成熔体流并使流接触纺纱轮，流从纺纱轮中冲出形成纤维
●形成熔体流并使流撞击与流方向垂直、平行或成一定角度的气体喷流并借此将熔体喷吹成纤维
●通过旋转法由熔体形成纤维，其中熔体通过纺纱杯周边中的孔排出并被热气体喷吹形成纤维
●通过细孔挤出熔体形成纤丝，并且其中可使用进一步处理[例如，使纤丝穿过火焰的火焰吹拉]
●或将熔体转变成纤维的任何其它方法。
由于石棉纤维的历史，各种纤维类型作为肺病诱因的相对力量已引起广泛关注。天然纤维和人造纤维的毒理学研究引出这种思想，即正是纤维在肺中的持久性造成了问题。因此，形成了这样的看法，即如果从肺中快速除去纤维，则将减小任何健康风险。“生物持久性纤维”和“生物持久性”的概念出现了，即在动物体中持续长时间的纤维被认为是生物持久性的，纤维保留在动物体中的相对时间被称为生物持久性。尽管已知几种玻璃体系在肺液中可溶，导致低的生物持久性，但存在这类玻璃体系通常不能用于高温应用的问题。已注意到对具有低生物持久性连同高温能力的纤维的市场需求。在1987年，Johns Manville研发了基于钙镁硅酸盐化学的这类体系。这类材料不仅具有比传统玻璃棉高的温度能力，而且具有比大多数用于高温绝热的硅铝酸盐纤维高的在体液中的溶解性。自那以后已发展了这类低生物持久性纤维，并且一系列的碱土金属硅酸盐[AES]纤维目前在市场上有售。
涉及AES纤维的专利包括：
●国际专利申请WO87/05007-最初的Johns-Manville申请-其公开了包括氧化镁、二氧化硅、氧化钙和少于10wt％氧化铝的纤维可溶于硅烷溶液。所公开纤维的溶解度用暴露5小时后硅烷溶液中存在的ppm硅(从纤维的含二氧化硅材料中提取)表示。
●国际专利申请WO89/12032公开了可溶于硅烷溶液中的其它纤维并讨论了在这类纤维中可存在的一些成分。
●欧洲专利申请No.0399320公开了具有高生理学溶解性并具有10-20mol％Na2O和0-5mol％K2O的玻璃纤维。尽管表明这些纤维生理学上可溶解，但没有指明它们的最大使用温度。
公开了因硅烷溶解性而进行纤维选择的其它专利说明书包括例如EP0412878和0459897、FR2662687和2662688、WO86/04807、WO90/02713、WO92/09536、WO93/22251、WO93/15028、WO94/15883、WO97/16386、WO2003/059835、WO2003/060016、EP1323687、WO2005/000754、WO2005/000971和US5250488。
这些不同现有技术文献中公开的纤维的耐火度变化相当大，对于这些碱土金属硅酸盐材料，性质关键取决于组成。
通常，生产在低温下表现良好的碱土金属硅酸盐纤维相对容易，组成：
SiO2      65-86％
MgO       14-35％
组分MgO和SiO2占纤维的至少82.5wt％，余量为指定的成分和粘度调节剂。
WO2003/059835公开了使用La2O3或其它镧系元素添加剂提高纤维强度的一些硅酸钙纤维和由纤维制备的毛毡。该专利申请没有提及碱金属氧化物水平，但在打算于直到1260℃或以上用作绝热材料的纤维中公开了在～0.5wt％范围内的数量。
WO2006/048610公开了对于AES纤维，包括少量数量的碱金属氧化物对于机械和热性能是有利的。
这类低生物持久性纤维的范围受到限制，因为在约1300℃以上，它们往往性能下降。
已被提出的替代低生物持久性纤维为碱土金属铝酸盐。这类材料被建议为铝酸钙(EP0586797)和铝酸锶(WO96/04214)。这类纤维未在商业上生产。
申请人开发了包括大量添加碱土金属氧化物或碱金属氧化物的硅铝酸盐的溶胶-凝胶纤维，这些为国际专利申请PCT/GB2006/004182(WO2007/054697)的主题。
申请人目前开发了能提供低生物持久性纤维的替代纤维化学组成，对于它们，部分纤维至少能提供具有与硅铝酸盐纤维可比的热性能的纤维。这些纤维是国际专利申请PCT/GB07/004509(WO2008/065363)的主题。PCT/GB07/004509所述的纤维制品包括无机纤维，其具有主要地或非它性地包含Al2O3、K2O和SiO2的组成。
在制造熔体成型纤维时，使电流通过所述原料成分以形成熔体池。该工艺需要一些电导率来运行，而PCT/GB07/004509的纤维所需K2O的量使得所述电导率下降到难以维持熔体的程度。而对大电流的需求降低了所述熔融工艺的能量效率。
申请人发现，向所述熔体添加硼[以B2O3或如下所述的形式]具有显著降低所述熔体电导率的作用，而不会不利地影响所述熔体的粘度，并且在低水平下不会不利地影响由所述熔体产生的纤维的高温性能。
另外，申请人发现在所述熔体中包含低含量的镁是有益的，因为镁起到晶粒细化剂的作用，降低了在所述纤维上的结晶作用。这种添加不会影响纤维而在1400℃收缩，但在1500℃可能是有害的。
因此，本发明提供具有以下组成的无机纤维：
Al2O3  10.2-55.5mol％
K2O    12-37.1mol％
SiO2   17.7-71.4mol％
B2O3   0.1-10mol％
其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝77.7mol％，并且总成分不超过100mol％。
发现足以获得电阻率提高的硼为0.1mol％。高含量的硼可以在高温下导致晶粒生长，并且因此，优选地所述氧化硼的量小于7.5mol％，或小于5mol％，或小于4.5mol％，或小于4mol％，或小于3.5mol％，或小于3mol％，或小于2.5mol％或小于2mol％，或小于1.5mol％，或小于1mol％，优选的范围为0.2-2mol％。基于调节以及以下所论及的其它原因，更为期望的范围包括小于3.1wt％的氧化硼.
申请人还发现另外包含MgO作为次要的添加剂，获得了所期望的晶粒细化作用。因此本发明提供具有以下组成的无机纤维：
Al2O3   10.2-55.5mol％
K2O     12-37.1mol％
SiO2    17.7-71.4mol％B2O30.1-10mol％
MgO     0.1-10mol％
其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝77.7mol％，并且总成分不超过100mol％。
但是，高水平的MgO由于收缩而是有害的，并且因此优选地所述MgO的量被维持为最小值，优选地低于5mol％，或小于3mol％，或小于2mol％，或小于1.5mol％，或小于1％，优选范围是0.1-0.5mol％。
在全部如上所述的纤维中，SiO2+Al2O3+K2O的量可以＞＝90mol％，对B2O3和MgO的量进行适当的调节.
所述K2O的范围可以小于35mol％或小于30mol％。所述K2O的量可以大于20mol％。K2O的合适范围是13.5-30mol％，优选范围是20.4±5mol％，而最优选的范围是20.3±2mol％。
Al2O3的量可以大于20mol％或大于25mol％，并且可以小于40mol％。优选范围是30.7±5mol％，而最优选的范围是30.5±2mol％。
SiO2的量可以更大，为＞＝30mol％，或＞＝35mol％。SiO2的量可以低于80mol％或低于70mol％。SiO2可以以40-52mol％的范围而存在，而优选范围是49±5.5mol％，特别优选的范围是49.1±2.25mol％。
为了避免疑惑，应当指出在说明书中“包含”一词意思是指“包括”和允许其它组分存在。还应注意，没有权利要求涉及任何其中所述成分之和超过100％的组合物。
本发明进一步的特征由权利要求以及按照以下描述和附图而表明，其中：
图1是根据本发明的第一组合物的纤维的显微照片。
图2是根据本发明的第二组合物的纤维的显微照片。
图3是不属于本发明的第三组合物的纤维的显微照片。
图4是不属于本发明的第四组合物的纤维的显微照片。
本发明使用试验设备生产一系列硅铝酸钾纤维，其中由合适的组成物形成熔体，通过8-16mm孔流出，并按照已知的方式喷吹产生纤维。(改变流出孔的尺寸以适合熔体的粘度-这是必须根据所使用的装置和组合物通过实验确定的调整)。
另外，一些纤维是在纤维改进设备[全规模生产装置]上制造的。
在此附加的表1显示了制备的纤维和通过x-射线荧光分析确定的以重量百分比表示的其组成，除了硼是由火焰光谱法确定的。显示了在与不在本发明范围内的纤维。
在此附加的表2显示了制备的纤维和以摩尔百分比表示的其计算组成。
在此附加的表3显示了所制备纤维的收缩率。使用在500cm30.2％淀粉溶液中的75g纤维，通过制造真空铸造预制体成120x65mm工具的方法测量收缩率。在4个角中放置铂钉(大约0.3-0.5mm直径)，相隔100x45mm。使用移测显微镜测量最长的长度(L1&L2)和对角线(L3&L4)至±5μm的精度。将样品放在炉中，以300℃/小时匀速升温至低于试验温度50℃的温度，并以120℃/小时匀速升温最后的50℃至试验温度，保持24小时。从炉中取出时，使样品自然冷却。以4次测量的平均值给出收缩率值。
在此附加的表4显示所制备纤维的溶解度，以在pH～4.5生理盐水溶液中5小时静态试验后主要玻璃组分的ppm表示。
测量溶解度的详细过程包括使用塑料镊子称量0.500g±0.003g因为对于低温用途，可提供添加剂如氧化硼以确保良好的纤维化和改变组分的数量以适合所需材料性质。但是，当寻求提高碱土金属硅酸盐纤维的耐火度时，不得不减少添加剂的使用，因为通常(尽管有例外)存在越多的组分，耐火度就越低。
WO93/15028公开了包括CaO、MgO、SiO2和任选地包括ZrO2作为基本成分的纤维。这类AES纤维还被称为CMS(硅酸镁钙)或CMZS(硅酸锆镁钙)纤维。WO93/15028要求使用的组成应基本不含碱金属氧化物。对于适合用作1000℃下绝热材料的材料，显示不超过0.65wt％的数量是可以接受的。
WO93/15028还公开了预测玻璃溶解性的方法并包括因溶解性被试验作为玻璃的一系列材料，但没有形成为纤维。在这些组合物中，有具有编号KAS、KMAS和KNAS的组合物，其分别为硅酸铝钾、硅酸铝镁钾和硅酸铝钠钾。根据生理学类溶液中的溶解度测量，这些组合物被评定为具有不充分的溶解度。所用生理学溶液的类型具有约7.4的pH。
随后发现溶解度依赖于纤维本身存在的环境。尽管细胞间肺液中存在的生理盐水溶液近似于WO93/15028中给出的那种，并具有大约pH 7.4的pH，但清除纤维的机理包括巨噬细胞对它们的攻击。已知在巨噬细胞接触纤维时存在的生理盐水的pH明显较低(大约pH4.5)，并且这对无机纤维的溶解度有影响[参见“In-vitro dissolutionrate of mineral fibres at pH 4.5and 7.4-A new mathematical tool toevaluate the dependency an composition”Torben Knudsen和MarianneGuldberg，Glass Sci.Technol.78(205)No.3]。
WO94/15883公开了大量可在直到1260℃或以上的温度下用作耐火绝热材料的这类纤维。与WO93/15028一样，这个专利要求应保持低的碱金属氧化物含量，但指出一些碱土金属硅酸盐纤维可承受比其它一些高的碱金属氧化物水平。但是，0.3wt％和0.4wt％Na2O的水平被认为导致用作绝热材料的材料在1260℃下增加的收缩。
WO97/16386公开了可在直到1260℃或以上的温度下用作耐火绝热材料的纤维。这些纤维包括MgO、SiO2和任选地包括ZrO2作为基本成分。这些纤维被指明要求基本没有碱金属氧化物，除了作为痕量杂质外(以碱金属氧化物计，最多存在0.01％水平)。纤维具有通用纤维到离心管内。纤维通常被剁碎(6#丝网)并去粒(利用10#金属丝网用手筛选)，但如果只有少量纤维可用，则可为块或垫。称出每个样品一式二份。使用有刻度的分配器和密封的管将25cm3模拟体液倒入到每个离心管中。模拟体液仅仅在试验开始时加入到纤维中，并在10升水中包括以下成分。
试剂                重量
NaHCO3              19.5g
CaCl2·2H2O         0.29g
Na2HPO4             1.48g
Na2SO4              0.79g
MgCl2·6H2O         2.12
甘氨酸(H2NCH2CO2H)  1.18g
柠檬酸三钠·2H2O    1.52g
酒石酸三钠·2H2O    1.8g
丙酮酸钠            1.72g
90％乳酸            1.56g
甲醛                15ml
HCl                 ～7.5ml
缓慢加入HCl，因为这是近似于～4.5pH最终数值的pH调整数值。使模拟体液平衡最少24小时，并在这个期间后相应调整pH。
所用的全部试剂都为分析级或平衡级，并使用塑料设备进行过程，因为二氧化硅可能会从玻璃制品中浸出来。
然后将离心管放在振荡水浴中，水浴保持在37℃±1℃(体温)下并振荡5小时。选择5小时的短时间是因为这些材料中的一些的溶解度高到如果使用更长的时间，则浸出的K2O的数量致使pH移动到更高的值，从而使结果不正常。
振荡后，倾析出每种纤维的两份溶液，并通过Whatman 110mm直径40号无灰过滤纸过滤到一个50ml瓶内。然后将溶液送到感应耦合等离子原子发射光谱分析仪(ICP)。被测试的氧化物将取决于正试验的纤维的组成。结果记载为相关氧化物的ppm。
所述纤维可以包括粘度调节剂。合适的粘度调节剂可包括碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系元素、氧化硼、氟化物，和实际上本领域中已知能影响硅酸盐玻璃粘度的任何元素或化合物。应根据纤维的最终用途选择这类粘度调节剂的数量和类型。在PCT/GB07/004509(WO2008/065363)中，氧化硼可能降低最大使用温度，但它可被容许[见纤维KAS80]。但是，现在发现氧化硼具有另外的有益性质，其能提高所述熔体的电阻率，而当从熔体形成所述纤维时这是有益的。如上所述，当被以高数量使用时，K2O的离子性质可能导致所述熔体极低的电阻率。申请人推测氧化硼抑制了钾的运动，或许通过在所述硅铝酸盐基质中形成空穴，而所述空穴可以被钾占据。可以通过其它的M2O3材料而获得这样的效果，或者该材料具体地为硼，与铝和硅的四面体配位不同，其趋向于具有三角配位。
发现尤其有用的粘度调节剂是镁，其可作为氧化物或以其它形式被加入。该成分还起到晶粒细化剂的作用。图1显示一种包括0.6wt％氧化硼的纤维[表中的KAS 127]。图2显示一种包括0.7wt％氧化硼和1.2wt％MgO的类似组合物的纤维[在表中的KAS 112]。图3显示一种不包括B2O3或MgO的纤维[KAS 164]以及图4显示一种单独添加MgO的纤维[KAS 141]。这些图全部显示了焙烧所述纤维到1400℃之后的结构。能够看出：
●单独具有B2O3的纤维在表面结构比不含B2O3或MgO的纤维表现得更为粗糙
●单独具有MgO的纤维在表面结构比不含B2O3或MgO或单独含有B2O3的纤维明显表现得更为粗糙
●同时具有MgO和B2O3的纤维在暴露于1400℃之后比单独含有B2O3或单独含有MgO或者没有添加B2O3或MgO的纤维均显示出更细致的晶粒结构。
MgO和B2O3的有益效果与其各自单独相比是预想不到并且是意外的。
氧化钙可被忍受，氧化锶也可以，但是最好的情况下不含有这些化合物或者仅仅以低水平含有。可容许少量氧化锆和氧化铁。通常，本发明的组合物表现出容许添加剂，但为获得所需性质可接受的数量在添加剂与添加剂之间变化。
表3显示，大部分纤维在1000℃至1300℃的温度下具有相对低的收缩率，多种甚至在高到1500℃时也具有低收缩率。
优选具有上述组成的纤维具有大于1400℃的熔点。还更优选纤维具有大于1600℃的熔点，更优选大于1650℃，还更优选大于1700℃。(对于玻璃，熔点被定义为组合物具有10Pa.s粘度的温度)。
为了容易制造，优选具有低熔点[例如接近或在低共熔点处]的组合物，而对于最好的高温性能，优选具有高熔点的组合物。申请人发现，具有约35-40wt％二氧化硅[典型地为47-52mol％]的组合物易于纤维化并形成在高温下表现出低收缩率的纤维。尤其容易形成具有约23-25wt％K2O[典型地为18-22mol％]的这类纤维。就易于生产，以及平衡溶解度和耐火度的角度来看，最好的纤维具有如下的组成：
Al2O3       39±5wt％
K2O         24±5wt％
SiO2        37±5wt％
其接近：
Al2O3       30.7±5mol％
K2O         20.4±5mol％
SiO2        49±5.5mol％
而更好的范围是：
Al2O3       39±2wt％
K2O         24±2wt％
SiO2        37±2wt％
其接近：
Al2O3       30.5±2mol％
K2O         20.3±2mol％
SiO2        49.1±2.25mol％.
另一个优选的范围是：
Al2O3       39±2wt％
K2O         27±2wt％
SiO2        34±2wt％
其接近：
Al2O3       31.0±2mol％
K2O         23.2±2mol％
SiO2        45.8±2.3mol％.
这些范围代表了如下性能的平衡：
●过多的钾以及电阻率降低到难于熔融的水平
●过少的钾以及不良的高温收缩结果
●过少的钾以及低溶解度
●过多的二氧化硅以及玻璃态流动引起在1000℃不良的收缩
●过少的二氧化硅和在高温下不良的收缩
[二氧化硅的行为与碱土金属硅酸盐纤维的经验相反，对于碱土金属硅酸盐纤维来说，无论是高温收缩还是在1000℃下的玻璃态流动，高的二氧化硅含量均获得了最好的结果]。
表1-4以粗线的方框显示了落在上述窄范围内的组合物。
在改进设备上制备纤维表明可以获得具有可用于绝缘体应用的直径的纤维。[例如，90％具有小于5.6μm的直径，50％具有小于2.2μm的直径，并且少于10％具有小于0.9μm的直径]。
表4中显示的溶解度表明，可获得极高的溶解度。
尽管静态溶解度仅仅指示生物持久性，但这些结果为前提的有力支持，前提是如果被吸入，本发明的纤维不能与商业硅铝酸盐纤维持久相同长的时间。对于机械弹性重要的应用，可对纤维进行热处理。一种这类应用是在污染控制设备如催化转化器、柴油颗粒过滤器或捕集器、排气管等中。这类环境的要求高，尤其是使用的垫和端部锥体需要具有足够的弹性以在暴露于800℃或更高的温度[典型地可出现900℃]后保持在适当位置。已使用非晶态纤维制造这类端部锥体，但如果暴露于高于约900℃的温度，则往往失去弹性，并因此失去它们对壳壁的支持压力。
在本文中，弹性是指制品在变形后恢复其初始形状的能力。这可通过简单观察制品在变形后的尺寸和形状以查看其从变形形状向未变形形状恢复的程度来测量。但是，在本文中，最通常通过观察力抵抗变形测量，因为这是端部锥体如何很好地停留在适当位置的指示。
WO2004/064996建议使用至少部分为晶体或微晶的纤维，因为这些纤维被指出能耐收缩并比非晶态纤维更有弹性，但WO2004/064996认识到这类结晶或微晶纤维比非晶态纤维更脆。结晶或热处理的微晶纤维的弹性特征在毛毡领域中是众所周知的-参见例如WO00/75496和WO99/46028。
玻璃质纤维如熔体成型硅酸盐纤维是欧洲规章的对象，不同的纤维类别具有不同的危害类别和标记要求。与免除致癌物分级的碱土金属硅酸盐纤维相比，常规玻璃质硅铝酸盐纤维要求关于健康危害的更严格标记[通常所说的2类致癌物]。
修正了Annex 1of Directive 67/548/EEC并按照材料潜在致癌性将其分类的Directive 97/69/EC(the Hazardous Substances Directive)针对直径小于6μm的硅酸盐纤维具有两个广泛的化学类别。这些类别和它们的结果为：
  ＞18％w/w(CaO，MgO，Na2O，K2O，BaO)   类别3-要求显示St.AndrewsCross并指出如果吸入时有潜在危害的产品警告标记-如果这类纤维满足低生物持久性的一个或多个规定试验，则它们可免除标记要求。
  ＜18％w/w(CaO，MgO，Na2O，K2O，BaO)   类别2-要求显示骷髅枯骨图并指出如果吸入时有潜在致癌性的产品警告标记-不能免除标记要求
显然，本发明要求的纤维类别覆盖了可落在类别3或类别2中的组合物，但有利地，CaO+MgO+Na2O+K2O+BaO的数量大于18wt％。以上所述最优选的制备范围全部满足这个要求，其具有的最小K2O含量为19wt％(24减5wt％)。
此外，在欧洲，在欧洲委员会Directive 2008/58/EC(在分类上对Directive 67/548/EEC修改，危险物品的标记)中，指出硼酸盐可能形成潜在的毒素，可能影响生育以及发育。决定对于氧化硼的比浓度限制为3.1wt％。以上限制材料需要被标记为有毒的(包括在所述标记上具有骷髅骨符号)，以及所述标记必须包括风险说明以及安全字句：
●可能削弱生育力。
●可能对未出生的胎儿产生损害。
●避免暴露-在使用前获得专门的指示
●在偶然事件下或如果您感到不舒服请马上寻求医嘱(其中可能显示所述标示)
因此，本发明所述纤维优选地含有小于3.1wt％B2O3。由于B2O3趋向于提高粘度并且当B2O3在约3wt％以上时，趋向于产生粗糙的纤维(＞10μm直径)，因此这种限制也具有实际的效果。
在提交本专利申请的优先权申请之后，已经试验了另外的组合物，并且在表5-6中这些组合物的数据可以与表1-4的数据相比较。所获得结果与先前的先前相一致。
如上面所显示，本发明要求保护的技术方案相对于申请人早先的申请PCT/GB07/004509(WO2008/065363)提供了改进，其在于：
●使得纤维的制备更容易的特别添加剂B2O3；
●与B2O3结合提高所得纤维质量的另外的特别添加剂MgO；和
●提供优良纤维性能和制备简易性的组合物的特别优选范围；
并且这样的纤维显示出1400℃[或甚至1500℃]的耐受温度。
对于想要用于更低温度[例如1300℃或更低]应用的纤维来说，MgO本身可以是一种有用的添加剂。虽然在本申请中没有权利要求涉及这样的纤维，但申请保留在分案申请中要求保护具有如权利要求和从属权利要求3-9、12、14和16-23中所述组成，但以MgO代替B2O3的纤维。
申请人还保留在分案申请中要求保护在没有硼或镁的情况下的优选组合范围的权利，即：
无机纤维，其中成分SiO2、Al2O3和K2O以如下的量而存在：
Al2O3    30.7±5mol％
K2O      20.4±5mol％
SiO2     49±5.5mol％
其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝90mol％，并且总成分不超过100mol％.
这样的纤维其中成分SiO2、Al2O3和K2O以如下的量而存在：
Al2O3    30.5±2mol％
K2O      20.3±2mol％
SiO2     49.1±2.25mol％.
或者
Al2O3    31.0±2mol％
K2O      23.2±2mol％
SiO2     45.8±2.3mol％。
Figure GPA00001139560800131
Figure GPA00001139560800141
Figure GPA00001139560800151
Figure GPA00001139560800171
Figure GPA00001139560800172
Figure GPA00001139560800181
Figure GPA00001139560800191
Figure GPA00001139560800201
Figure GPA00001139560800211
Figure GPA00001139560800212
Figure GPA00001139560800231
Figure GPA00001139560800241
Figure GPA00001139560800251
Figure GPA00001139560800252
Figure GPA00001139560800261
Figure GPA00001139560800271
Figure GPA00001139560800281
Figure GPA00001139560800291
Figure GPA00001139560800292
Figure GPA00001139560800301
Figure GPA00001139560800302
Figure GPA00001139560800311
表3  在指定温度和时间[℃/小时]附加组成-收缩百比率
Figure GPA00001139560800312
Figure GPA00001139560800321
表8  选择的附加组成-溶解度(ppm)
Figure GPA00001139560800331

Claims (23)

1.无机纤维，具有以下组成：
Al2O3  10.2-55.5mol％
K2O    12-37.1mol％
SiO2   17.7-71.4mol％
B2O3   0.1-10mol％
其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝77.7mol％并且所述总成分不超过100mol％.
2.如权利要求1所述的无机纤维，另外包括：
MgO  0.1-10mol％。
3.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中Al2O3存在的量为15-40mol％。
4.如权利要求3所述的无机纤维，其中Al2O3存在的量为大于25mol％。
5.如权利要求1-4任何一项所述的无机纤维，其中K2O存在的量为13.5-30mol％。
6.如权利要求1-5任何一项所述的无机纤维，其中SiO2存在的量为30-65mol％。
7.如权利要求6所述的无机纤维，其中SiO2存在的量为40-52mol％。
8.如权利要求1-6中任何一项所述的无机纤维，其中成分SiO2、Al2O3和K2O以如下的量而存在：
Al2O3  30.7±5mol％
K2O    20.4±5mol％
SiO2   49±5.5mol％。
9.如权利要求8所述的无机纤维，其中成分SiO2、Al2O3和K2O以如下的量而存在：
Al2O3  30.5±2mol％
K2O    20.3±2mol％
SiO2   49.1±2.25mol％。
10.如权利要求8所述的无机纤维，其中成分SiO2、Al2O3和K2O以如下的量而存在：
Al2O3  31.0±2mol％
K2O    23.2±2mol％
SiO2   45.8±2.3mol％。
11.如权利要求1-9中任何一项所述的无机纤维，其中B2O3的量小于7.5mol％，或小于5mol％，或小于4.5mol％，或小于4mol％，或小于3.5mol％，或小于3mol％，或小于2.5mol％，或小于2mol％，或小于1.5mol％，或小于1mol％，或者为0.2-2mol％。
12.如权利要求2-10中任何一项所述的无机纤维，其中MgO的量小于5mol％，或小于3mol％，或小于2mol％，或小于1.5mol％，或者为0.1-0.5mol％。
13.如权利要求2-10中任何一项所述的无机纤维，其中所述B2O3的量小于2mol％，并且所述MgO的量小于3mol％。
14.如权利要求1-1中任何一项所述的无机纤维，其中K2O+(CaO+MgO+Na2O+BaO(如果存在))的量大于18重量％。
15.如权利要求1-14中任何一项所述的无机纤维，其中B2O3的量小于3.1重量％。
16.如权利要求1-15中任何一项所述的无机纤维，其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝90mol％。
17.如权利要求1-16中任何一项所述的无机纤维，其中SiO2+Al2O3+K2O＞＝95mol％。
18.绝热材料，包括如权利要求1-17中任何一项所述的无机纤维。
19.如权利要求18所述的绝热材料，其中所述绝热材料为毛毡形式。
20.厚浆涂料，包括如权利要求1-17中任何一项所述的无机纤维。
21.复合材料，包括如权利要求1-17中任何一项所述的无机纤维。
22.催化剂主体负载结构，包括如权利要求1-17中任何一项所述的无机纤维。
23.摩擦材料，包括如权利要求1-17中任何一项所述的无机纤维。
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