CN102229263B - 一种氧化锆纤维隔热毯 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料中隔热保温材料类，具体涉及耐火纤维隔热毯材料，根据耐火纤维的使用温度不同，将不同耐火纤维用在不同的部位，使用温度都在安全使用温度以下，再通过耐热不锈钢丝网与玻璃纤维布，阻燃布粘结成一柔性外壳，坚固耐用，在不同温度情况下使用相对应的廉价的纤维，使氧化锆的使用量最省，氧化锆纤维隔热毯使用寿命更长。由于纤维层由外向内密度逐渐减少，使氧化锆纤维隔热毯能在长度方向弯曲成各种弧形，可方便的用在各种保温隔热的场合，连接安装固定方便，也拆卸容易，此氧化锆纤维隔热毯可反复拆装，移动，能永久或临时用在高温平面或弧形曲面上，并且用料省，隔热效果好，抗松散能力强，使用寿命长。

Description

一种氧化锆纤维隔热毯

技术领域

本发明属于耐火材料中隔热保温材料类，具体涉及耐火纤维隔热毯材料。

背景技术

耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高级耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。现在对于耐火材料的定义，已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。纤维类耐火隔热材料一般有石棉、岩棉、玻璃纤维、普通硅酸盐纤维、多晶高铝纤维、氧化锆纤维等。

这些纤维除石棉外，通常有三种制造工艺：1、甩丝法，2、喷吹法，3、胶体法。纤维制造出来后，一般要通过剪切-分散-加胶-成型等工序，加工成毯、毡、板、纸、砌块等形式，作为保温隔热材料使用。

毯的密度最小，可以任意弯曲折叠，毡的密度较大，只能稍有弯曲，而板的密度最大，不能弯曲，纸较薄，可以两维弯曲，砌块是由毯折叠而成，施工很快，比较方便。

氧化锆纤维是一种有很高耐热性和稳定性的耐火材料，是唯一一种能够在1600°C以上超高温环境长期使用的陶瓷纤维耐火材料，具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等更高的使用温度和更好的隔热性能，并且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、不易挥发、无污染。诸多优异特性决定了氧化锆纤维是一种顶尖的高档耐火纤维材料，市场应用前景十分广阔。

其主要技术指标为纤维化学成分：t-ZrO2（或c-ZrO2）含量≥99.8%；纤维宏观特性：棉状、洁白柔韧、半透明、无渣球；纤维微观结构：多晶陶瓷结构；纤维平均长度：10厘米左右；纤维平均直径：5μm左右；长期使用温度：2000℃。可以作为超高温隔热材料用于航空航天、国防军工等特殊领域，以及各行工业高温窑炉等诸多领域，还可用作高温过滤材料、高温化学反应催化剂载体、金属基或陶瓷基复合材料增强剂等。氧化锆纤维在使用时，首先考虑的是用量成本问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种氧化锆纤维使用量最省，结构稳定，实用的耐火氧化锆纤维隔热毯。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：所述氧化锆纤维隔热毯分为七层：第一层为阻燃布层、第二层为耐热不锈钢网层、第三层为玻璃纤维布层、第四层为玻璃纤维密集层、为第五层为硅酸铝纤维层、第六层为多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层为氧化锆纤维层，所述氧化锆纤维隔热毯设置有瓷管与钢丝，所述瓷管埋设于硅酸铝纤维层中，所述钢丝连接硅酸铝纤维层与耐热不锈钢网层，钢丝穿过所述瓷管并绞拧于耐热不锈钢网层上，所述第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层分为四层，包括与所述氧化锆纤维层相连接的a层，各纤维比例为80%的氧化锆纤维与20%多晶氧化铝纤维，与所述第a层相连接的第b层，各纤维比例为60%的氧化锆纤维与40%多晶氧化铝纤维，与所述第b层相连接的第c层，各纤维比例为40%的氧化锆纤维与60%多晶氧化铝纤维，与所述高晶多铝纤维层相连接的第d层，各纤维比例为20%的氧化锆纤维与80%多晶氧化铝纤维，氧化铝纤维与氧化锆纤维形成了一个"梯度"纤维渐变层。

一种氧化锆纤维隔热毯的制备方法，其步骤如下：

步骤1：经过步骤:配料、熔融、甩丝成纤、针刺、热定型，制作好第三层玻璃纤维布层、第四层玻璃纤维密集层、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层氧化锆纤维层，准备好第一层阻燃布层和第二层不锈钢钢丝网层；

步骤2:a、将第二层不锈钢钢丝网，第三层玻璃纤维布层、第四层玻璃纤维密集层用耐热结合剂粘结，形成一个三层纤维层；b、按传统工艺制作第五层硅酸铝纤维层，当所述硅酸铝纤维层达到一半时，将所述三层纤维层与第五层硅酸铝纤维层用耐热结合剂粘结，将不锈钢丝套上瓷管放置在所述硅酸铝纤维层上，将所述套有瓷管的不锈钢丝两端穿过第三、第四层绞拧在不锈钢网层上的不锈钢丝上，继续制作完成第五层硅酸铝纤维层，形成一个四层纤维层；

步骤3:将所述四层纤维层与第一层阻燃布层、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层氧化锆纤维层用耐热结合剂粘结，所述第七层氧化锆纤维层不与第六层相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的氧化锆纤维隔热毯结构，1、在不同温度情况下使用相对应的廉价的纤维，使氧化锆的使用量最省，氧化锆纤维隔热毯使用寿命更长。2、第二层采用了耐热不锈钢网加强，耐热不锈钢丝网与玻璃纤维布，阻燃布粘结成一柔性外壳，坚固耐用，既保持了氧化锆纤维隔热毯的保温隔热效果，又提高了纤维毯的强度。3、第五层硅酸铝纤维层中间设置有钢丝，钢丝加固了氧化锆纤维隔热毯，所述钢丝上套有瓷管，防止钢丝被高温熔化，加大了钢丝与硅酸铝纤维层的接触面，钢丝穿过所述瓷管并绞拧于耐热不锈钢网层上加强了各纤维层的结合程度。4、由于纤维层由外向内密度逐渐减少，使氧化锆纤维隔热毯在长度方向弯曲成各种弧形，宽度方向也可以弯成大点的弧形。5、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层采用氧化锆纤维与多晶氧化铝纤维混合纤维"梯度"渐变的结构，可使粉化后的纤维层仍有氧化锆纤维做骨架，可使氧化锆纤维隔热毯长久使用。

作为本发明的改进，所述氧化锆纤维隔热毯各层所用粘合胶为耐热硅胶。

作为本发明的改进，所述氧化锆纤维隔热毯为长方形。

作为本发明的改进，所述第二层耐热不锈钢网层由经线与纬线交错编织形成网状结构，所述经线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向垂直，所述纬线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向平行，所述经线与纬线为不锈钢丝，所述经线比纬线的钢丝直径小。

作为本发明的改进，所述氧化锆纤维隔热毯宽为1000毫米，所述耐热不锈钢网上设置有5条经线，居中的经线为中轴经线，所述中轴经线平分氧化锆纤维隔热毯，距所述中轴经线两边300毫米处分别设置两根经线，距所述中轴经线两边500毫米处分别设置两根经线，所述耐热不锈钢网每隔500毫米设置有与宽边等长的纬线。

作为本发明的改进，所述耐热不锈钢网的经线的钢丝直径为0.5毫米-1毫米，所述耐热不锈钢网的纬线的钢丝直径为2毫米-3毫米。

作为本发明的改进，所述瓷管长100毫米，直径0.6-0.7毫米，所述瓷管平行于纬线，沿经线方向每隔一米设置一个瓷管，所述钢丝穿过瓷管两端绞拧在第二层耐热不锈钢网层的纬线上。

作为本发明的改进，所述氧化锆纤维层不与第六层相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化。

附图说明

图1是本发明具体实施方式所述氧化锆纤维隔热毯结构图；

图2是所述耐热不锈钢网示意图。

1、第一层阻燃布层2、第二层耐热不锈钢网层3、第三层玻璃纤维层4、第四层玻璃纤维密集层5、第五层硅酸铝纤维层6、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层7、第七层氧化锆纤维层8、钢丝9、瓷管L1、300毫米L2、500毫米L3、500毫米L4、1000毫米

具体实施方式

为详细说明本发明的特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明提供了一种结构，因各层所需的温度不同而选用适合、低价的纤维。此结构如下：氧化锆纤维隔热毯分为七层：第一层为阻燃布层1使用温度100℃以下、第二层为耐热不锈钢网层2、第三层为玻璃纤维布层3使用温度300℃以下、第四层玻璃纤维密集层4使用温度300℃以下、为第五层为硅酸铝纤维层5使用温度1000℃以下、第六层为多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层6使用温度1400℃以下、第七层氧化锆纤维层7使用承受温度可达1600℃。所述第五层硅酸铝纤维层中间设置有钢丝8，所述钢丝8上套有瓷管9。

一种氧化锆纤维隔热毯的制备方法，其步骤如下：

步骤1：经过步骤:配料、熔融、甩丝成纤、针刺、热定型，制作好第三层玻璃纤维布层3、第四层玻璃纤维密集层4、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层6、第七层氧化锆纤维层7，准备好第一层阻燃布层1和第二层不锈钢钢丝网；

步骤2:a、将第二层不锈钢钢丝网，第三层玻璃纤维层3、第四层玻璃纤维密集层4用耐热结合剂粘结，形成一个三层纤维层；b、按传统工艺制作第五层硅酸铝纤维层5，当所述硅酸铝纤维层5达到一半时，将所述三层纤维层与第五层硅酸铝纤维层5用耐热结合剂粘结，将不锈钢丝套上瓷管放置在所述硅酸铝纤维层上5，将所述套有瓷管的不锈钢丝两端穿过第三、第四层绞拧在不锈钢网层上的不锈钢丝上，继续制作完成第五层硅酸铝纤维层5，形成一个四层纤维层；

步骤3:将所述四层纤维层4与第一层阻燃布层1、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层6、第七层氧化锆纤维层7用耐热结合剂粘结，所述第七层氧化锆纤维层7不与第六层相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化。

通过复合廉价的其他纤维，在不同温度情况下使用相对应的纤维，使氧化锆的使用量最省，成本更低，氧化锆纤维隔热毯使用寿命更长。所用纤维都采用原生态长纤维,不经过剪切,目的是增强氧化锆纤维隔热毯的强度,耐损坏。氧化锆纤维隔热毯采用了不锈钢网层6加强，既保持了氧化锆纤维隔热毯的保温隔热效果，又提高了纤维毯的强度。第五层硅酸铝纤维层5中间设置有钢丝8，钢丝8加固了氧化锆纤维隔热毯，所述钢丝8上套有瓷管9，防止钢丝被高温熔化，也加大了钢丝与硅酸铝纤维层的接触面，钢丝8穿过所述瓷管9并绞拧于耐热不锈钢网层6上加强了各纤维层的结合程度。由于纤维层由外向内密度逐渐减少，使氧化锆纤维隔热毯在经线度方向弯曲成各种弧形，纬线方向也可以弯成大点的弧形。由于多晶氧化铝纤维在使用过程中有粉化现象，所述第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层6将氧化锆纤维与多晶氧化铝纤维混合，可使粉化后的纤维层仍有氧化锆纤维做骨架，可使氧化锆纤维隔热毯长久使用。

在本发明的一个具体实施例中，所述氧化锆纤维隔热毯为长方形，其上有平行的两条宽边和比宽边长的平行的两条长边。

对上述实施例进行改进，所述氧化锆纤维隔热毯各层所用粘合胶为耐热硅胶。耐热硅胶粘合性好，耐高温，可使氧化锆纤维隔热毯长久使用。

对上述实施例进行改进，所述第二层耐热不锈钢网层2由经线与纬线交错编织形成网状结构，所述经线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向垂直，所述纬线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向平行，所述经线与纬线为不锈钢丝。所述经线方向钢丝比纬线方向钢丝直径小。这样使氧化锆纤维隔热毯在经线度方向弯曲成各种弧形，纬线方向也可以弯成大点的弧形。

对上述实施例进行改进，所述氧化锆纤维隔热毯宽为1000毫米，所述耐热不锈钢网上设置有5条经线，居中的经线为中轴经线，所述中轴经线平分氧化锆纤维隔热毯，距所述中轴经线两边L1处分别设置两根经线，距所述中轴经线两边L2处分别设置两根经线，所述耐热不锈钢网每隔L3设置有与宽边等长的纬线。

对上述实施例进行改进，所述耐热不锈钢网沿氧化锆纤维隔热毯经线方向的钢丝直径为0.5毫米-1毫米，所述耐热不锈钢网沿氧化锆纤维隔热毯纬线方向钢丝直径为2毫米-3毫米。

对上述实施例进行改进，所述钢丝8为直径为0.5毫米设置在酸铝纤维层中间平行于宽边方向每隔一米所述钢丝上套有直径0.6-0.7毫米，长100毫米的瓷管9，所述钢丝8两端钢丝穿过第三层为玻璃纤维布层3、第四层玻璃纤维密集层4绞拧在第二层耐热不锈钢网层2的纬线上，钢丝8加固了氧化锆纤维隔热毯，所述钢丝8上套有瓷管9，防止钢丝被高温熔化。

对上述实施例进行改进，所述瓷管9长100毫米，直径0.6-0.7毫米，所述瓷管9平行于纬线，沿经线方向每隔一米设置一个瓷管9，所述钢丝8穿过瓷管9两端绞拧在第二层耐热不锈钢网层的纬线上。这种结构可以防止钢丝被高温熔化，也加大了钢丝与硅酸铝纤维层的接触面，加强了加固力度，使各层纤维更紧密的结合在一起。

在本发明的另一个具体实施例中，第七层氧化锆纤维层7不与第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层6相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化，使第七层氧化锆纤维层7的氧化锆纤维紧密结合，更坚固耐用。

在本发明的另一个具体实施例中，所用纤维都采用原生态长纤维,不经过剪切,目的是增强氧化锆纤维隔热毯的强度,耐损坏。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述氧化锆纤维隔热毯分为七层：第一层为阻燃布层、第二层为耐热不锈钢网层、第三层为玻璃纤维布层、第四层为玻璃纤维密集层、第五层为硅酸铝纤维层、第六层为多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层为氧化锆纤维层；

所述氧化锆纤维隔热毯设置有瓷管与钢丝，所述瓷管埋设于硅酸铝纤维层中，所述钢丝连接硅酸铝纤维层与耐热不锈钢网层，钢丝穿过所述瓷管并绞拧于耐热不锈钢网层上；

所述第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层分为四层，包括与所述第七层氧化锆纤维层相连接的a层，a层各纤维比例为80％的氧化锆纤维与20％多晶氧化铝纤维，与所述a层相连接的b层，b层各纤维比例为60％的氧化锆纤维与40％多晶氧化铝纤维，与所述b层相连接的c层，c层各纤维比例为40％的氧化锆纤维与60％多晶氧化铝纤维，与所述第五层硅酸铝纤维层相连接的d层，d层各纤维比例为20％的氧化锆纤维与80％多晶氧化铝纤维。

2.按照权利要求1所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述氧化锆纤维隔热毯各层所用粘合胶为耐热硅胶。

3.按照权利要求1所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述氧化锆纤维隔热毯为长方形。

4.按照权利要求3所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述第二层耐热不锈钢网层由经线与纬线交错编织形成网状结构，所述经线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向垂直，所述纬线方向与氧化锆纤维隔热毯的宽度方向平行，所述经线与纬线为不锈钢丝，所述经线比纬线的钢丝直径小。

5.按照权利要求4所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述氧化锆纤维隔热毯宽为1000毫米，所述耐热不锈钢网上设置有5条经线，居中的经线为中轴经线，所述中轴经线平分氧化锆纤维隔热毯，距所述中轴经线两边300毫米处分别设置两根经线，距所述中轴经线两边500毫米处分别设置两根经线，所述耐热不锈钢网每隔500毫米设置有与宽边等长的纬线。

6.按照权利要求4所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述耐热不锈钢网的经线的钢丝直径为0.5毫米-1毫米，所述耐热不锈钢网的纬线的钢丝直径为2毫米-3毫米。

7.按照权利要求6所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述瓷管长100毫米，直径0.6-0.7毫米，所述瓷管平行于纬线，沿经线方向每隔一米设置一个瓷管，所述钢丝穿过瓷管两端绞拧在第二层耐热不锈钢网层的纬线上。

8.按照权利要求1所述的氧化锆纤维隔热毯，其特征是，所述第七层氧化锆纤维层不与第六层相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化。

9.一种如权利要求1所述的氧化锆纤维隔热毯的制备方法，其步骤如下：

步骤1：经过步骤：配料、熔融、甩丝成纤、针刺、热定型，制作好第三层玻璃纤维布层、第四层玻璃纤维密集层、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层氧化锆纤维层，准备好第一层阻燃布层和第二层不锈钢钢丝网层；

步骤2：a、将第二层不锈钢钢丝网，第三层玻璃纤维层、第四层玻璃纤维密集层用耐热结合剂粘结，形成一个三层纤维层；b、按传统工艺制作第五层硅酸铝纤维层，当所述硅酸铝纤维层达到一半时，将所述三层纤维层与第五层硅酸铝纤维层用耐热结合剂粘结，将不锈钢丝套上瓷管放置在所述硅酸铝纤维层上，将所述套有瓷管的不锈钢丝两端穿过第三、第四层绞拧在不锈钢网层上的不锈钢丝上，继续制作完成第五层硅酸铝纤维层，形成一个四层纤维层；

步骤3：将所述四层纤维层与第一层阻燃布层、第六层多晶氧化铝纤维与氧化锆混合层、第七层氧化锆纤维层用耐热结合剂粘结，所述第七层氧化锆纤维层不与第六层相连接的一面用固化耐高温喷涂料喷涂固化。

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