CN102977573A - 一种耐火纤维材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火纤维材料，属于复合材料制造领域。本发明提供一种耐火纤维材料，该材料是将耐火纤维布浸入热固性树脂材料10~30min后取出，将取出的纤维布逐层黏贴压实，压实后于10~50Mpa、180℃~220℃下保温1h~6h，成型所得。该纤维材料具有强度高、耐火性好、柔韧性好等特点，可广泛用于冶金、石油、化工、机械、建筑等领域。

Description

一种耐火纤维材料
技术领域
本发明涉及一种耐火纤维材料，属于复合材料制造领域。
背景技术
耐火纤维以耐高温、耐振动、尽热、吸声和重量轻等优点，已取代砖结构和浇注料而成为耐火、保温、隔热、隔声、防火的优选材料，在冶金、石油、化工、机械、建筑等行业得到广泛应用。
耐火纤维分为非晶质和多晶质两大类。非晶质耐火纤维，包括硅酸铝质、高纯硅酸铝质、含铬硅酸铝质和高铝质耐火纤维。多晶质耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。一般多晶质耐火纤维的使用温度为1400℃~1600℃，随着工业的发展，对耐火纤维耐火温度和其强度的要求越来越高。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐火纤维材料，该纤维材料具有强度高、耐火性好、柔韧性好等特点。
一种耐火纤维材料，所述材料按下述方法制备：将耐火纤维布浸入热固性树脂材料10~30min后取出，将取出的纤维布逐层黏贴压实，压实后于10~50Mpa、180℃~220℃下保温1h~6h，成型，
所述纤维布由耐火纤维经丝和纬丝交织而成，所述纬丝选自耐火纤维和定型纤维中的至少一种，所述耐火纤维按下述方法制备，所述方法包括原料处理、制浆、纺丝和热处理的步骤，所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure BDA00002495296000011
所述MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径均在200nm以下；
所述定型纤维为聚氨酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇吡咯烷酮纤维中的至少一种。
所述热固性树脂材料为不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。
本发明所述耐火纤维的制备方法中优选所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure BDA00002495296000021
本发明所述耐火纤维的制备方法中优选所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure BDA00002495296000022
本发明所述耐火纤维的制备方法中优选所述MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径为80nm~120nm。
本发明所述耐火纤维的制备方法中优选所述制浆步骤为：将原料溶于聚合物溶质中，所述聚合物的分子量为50000~200000。
本发明所述耐火纤维的制备方法中优选述聚合物为聚乙烯醇吡咯烷酮、聚乳酸、聚丙烯腈或聚环氧乙烷。
本发明所述耐火纤维的制备方法进一步优选下述技术方案：
①原料处理：按比例备料，将MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径均在200nm以下的原料均匀混合；
②制浆：将步骤①所得原料溶于聚合物溶质中，所述聚合物的分子量为50000~200000；
③纺丝：将步骤②所得浆液置于熔融纺丝装置中，真空下加热至80℃~120℃，保温0.5~1h，随后以100~200m/min的速度进行纺丝，直径为5~50μm的原丝；
④热处理：将步骤③所得原丝置于高温炉中，在真空下以5℃/min的速度，升温至1600℃~2000℃，处理6~48h。
本发明的有益效果是：本发明提供一种耐火纤维材料，该材料是将耐火纤维布浸入热固性树脂材料10~30min后取出，将取出的纤维布逐层黏贴压实，压实后于10~50Mpa、180℃~220℃下保温1h~6h，成型所得。该纤维材料具有强度高、耐火性好、柔韧性好等特点，可广泛用于冶金、石油、化工、机械、建筑等领域。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
①原料处理：按比例备料，将MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3原料均匀混合；
Figure BDA00002495296000031
所述MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径为80nm。
②制浆：将步骤①所得原料溶于聚乙烯醇吡咯烷酮溶质中，所述聚乙烯醇吡咯烷酮的分子量为100000；
③纺丝：将步骤②所得浆液置于熔融纺丝装置中，真空下加热至120℃，保温0.5h，随后以150m/min的速度进行纺丝，直径为50μm的原丝；
④热处理：将步骤③所得原丝置于高温炉中，在真空下以5℃/min的速度，升温至1850℃，处理12h。
该纤维布所述纤维布由耐火纤维经丝和纬丝交织而成，所述纬丝为耐火纤维和聚乙烯醇吡咯烷酮纤维纤维。
将耐火纤维布浸入热固性树脂材料15min后取出，将取出的纤维布逐层黏贴压实，压实后于20Mpa、220℃下保温3h，成型。

Claims (7)

1.一种耐火纤维材料，其特征在于：所述材料按下述方法制备：将耐火纤维布浸入热固性树脂材料10~30min后取出，将取出的纤维布逐层黏贴压实，压实后于10~50Mpa、180℃~220℃下保温1h~6h，成型，
所述纤维布由耐火纤维经丝和纬丝交织而成，所述纬丝选自耐火纤维和定型纤维中的至少一种，所述耐火纤维按下述方法制备，所述方法包括原料处理、制浆、纺丝和热处理的步骤，所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure FDA00002495295900011
所述MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径均在200nm以下；
所述定型纤维为聚氨酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇吡咯烷酮纤维中的至少一种；
所述热固性树脂材料为不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure FDA00002495295900012
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述原料处理的步骤中，所述原料按质量百分比，由下述组分组成：
Figure FDA00002495295900013
Figure FDA00002495295900021
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径为80nm~120nm。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述制浆步骤为：将原料溶于聚合物溶质中，所述聚合物的分子量为50000~200000。
6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于：所述聚合物为聚乙烯醇吡咯烷酮、聚乳酸、聚丙烯腈或聚环氧乙烷。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述制备方法包括下述工艺步骤：
①原料处理：按比例备料，将MgSiO3、Sb2O3、SiO2、ZnO、TiO2和Al2O3的平均粒径均在200nm以下的原料均匀混合；
②制浆：将步骤①所得原料溶于聚合物溶质中，所述聚合物的分子量为50000~200000；
③纺丝：将步骤②所得浆液置于熔融纺丝装置中，真空下加热至80℃~120℃，保温0.5~1h，随后以100~200m/min的速度进行纺丝，直径为5~50μm的原丝；
④热处理：将步骤③所得原丝置于高温炉中，在真空下以5℃/min的速度，升温至1600℃~2000℃，处理6~48h。
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