CN104532661B

CN104532661B - 陶瓷纤维纸及其制备方法

Info

Publication number: CN104532661B
Application number: CN201410777250.6A
Authority: CN
Inventors: 任大贵; 刘超; 葛振鹏; 张成贺; 马文双
Original assignee: Luyang Energy Saving Materials Co Ltd
Current assignee: Luyang Energy Saving Materials Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2018-02-02
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: CN104532661A

Abstract

本发明提供了一种陶瓷纤维纸，由包括以下重量份的原料制成：喷吹型硅酸铝纤维20～95份；有机结合剂3～15份；亲水表面活性剂0.03～1.5份。在本发明中，通过上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用使得本发明陶瓷纤维纸强度保持率高、耐折叠并且吸水性良好。本发明公开的喷吹型硅酸铝纤维和上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用进一步提高了产品的力学强度。实验结果表明，本发明的陶瓷纤维纸吸水率可以为78％～160％，强度保持率为83％以上，吸水后抗折叠次数为20次以上。

Description

陶瓷纤维纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷纤维制品技术领域，尤其是涉及一种陶瓷纤维纸及其制备方法。

背景技术

目前，在火葬场里火化尸体时都需要用台车承载尸体，火化的烧嘴将瞬间温度高达600～1450℃的火焰喷射向尸体和台车表面，因此火化台车上的工作条件十分恶劣，为解决这一问题，通常在火化台车的面上会铺上耐火水泥，但上述方案也无法保证台车的长时间使用，需要经常维修，不仅成本高，而且容易在烧成的骨灰中混入灰。

寿毯是拣灰炉的耐火垫，是以陶瓷纤维纸为耐火层的防火毯。寿毯可以使火化时喷出的高温火焰及遗体流出的液体因为寿毯的隔离而不与台车直接接触，明显减小对台车表面耐火材料的损伤。防止炕面裂缝大大延长了炕面的使用寿命，减少了炕面更换工序，降低使用维护成本。而且火化量越大，这种方式对炕板的保护作用越明显。并且使用后可以折叠、易于包装。

现有技术中陶瓷纤维纸一部分陶瓷纤维纸是用乙烯—醋酸乙烯类材料作为结合剂制备得到，其吸水性良好，但制备得到的陶瓷纤维纸吸水后的力学强度较低，无法折叠或在折叠中断裂。而另一部分陶瓷纤维纸是用柔性丙烯酸酯乳液作为结合剂制备得到，其力学强度高，耐折叠，但吸水性差。因此，上述陶瓷纤维纸作为寿毯纸的应用都有一定的局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种陶瓷纤维纸，本发明提供的陶瓷纤维纸吸水性能好，力学强度高。

本发明提供了一种陶瓷纤维纸，由包括以下重量份的原料制成：

喷吹型硅酸铝纤维 20～95份；

有机结合剂 3～15份；

亲水表面活性剂 0.03～1.5份。

优选的，由包括以下重量份的原料制成：

喷吹型硅酸铝纤维 30～90份；

有机结合剂 5～10份；

亲水表面活性剂 0.05～1.3份。

优选的，所述有机结合剂选自丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液和聚合物防水乳液中的一种或几种。

优选的，所述亲水表面活性剂选自有机硅表面活性剂、含氟表面活性剂、多羟基表面活性剂中的一种或几种。

优选的，还包括甩丝型硅酸铝纤维。

优选的，所述甩丝型硅酸铝纤维与喷吹型硅酸铝纤维、有机结合剂、亲水表面活性剂的重量比为(2～30)：(20～95)：(3～15)：(0.03～1.5)。

优选的，还包括玻璃纤维。

优选的，所述玻璃纤维选自无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维中的一种或几种。

本发明提供了一种陶瓷纤维纸的制备方法，包括：

将喷吹型硅酸铝纤维制浆，得到浆料；

将所述浆料成型得到湿纸坯；

将有机结合剂和亲水表面活性剂混合，对湿纸坯进行施胶、干燥得到陶瓷纤维纸；

所述喷吹型硅酸铝纤维、有机结合剂、亲水表面活性剂的重量比为(20～95)：(3～15)：(0.03～1.5)。

本发明还提供了一种寿毯，由上述权利要求所述的陶瓷纤维纸或由上述权利要求所述的陶瓷纤维纸的制备方法制备得到的陶瓷纤维纸制备得到。

与现有技术相比，本发明提供了一种陶瓷纤维纸，由包括以下重量份的原料制成：喷吹型硅酸铝纤维20～95份；有机结合剂3～15份；亲水表面活性剂0.03～1.5份。在本发明中，通过上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用使得本发明陶瓷纤维纸强度保持率高、耐折叠并且吸水性良好。本发明公开的喷吹型硅酸铝纤维和上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用进一步提高了产品的力学强度。实验结果表明，本发明的陶瓷纤维纸吸水率可以为78％～160％，强度保持率为83％以上，吸水后抗折叠次数为20次以上。

具体实施方式

喷吹型硅酸铝纤维 20～95份；

有机结合剂 3～15份；

亲水表面活性剂 0.03～1.5份。

本发明提供的陶瓷纤维纸包括喷吹型硅酸铝纤维20～95重量份，优选为30～90重量份，更优选为40～80重量份。本发明提供的喷吹型硅酸铝纤维均需满足Al₂O₃≥40％，并且根据使用温度不同可以选择不同氧化铝含量的硅酸铝纤维，具体的，使用温度为1200℃以下时，可以选择Al₂O₃含量为40％～45％的标准型硅酸铝纤维，使用温度为1200℃以上时，可以选择Al₂O₃含量为50％～55％的高铝型硅酸铝纤维或ZrO₂含量为15％以上的含锆硅酸铝纤维。本发明对于上述硅酸铝纤维的种类和来源不进行限定，优选为市售，更优选为采用山东鲁阳股份有限公司生产的硅酸铝纤维。

本发明公开的陶瓷纤维纸包括上述喷吹型硅酸铝纤维，提高了产品的力学强度。其纤维长度优选为2～50mm。

本发明提供的陶瓷纤维纸包括有机结合剂3～15重量份，优选为5～10重量份，更优选为5～7重量份。本发明所述有机结合剂优选自丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液和聚合物防水乳液中的一种或几种。本发明所述有机结合剂需经过稀释才使用，所述稀释至浓度优选为1％～10％。

本发明提供的陶瓷纤维纸包括亲水表面活性剂0.03～1.5重量份，优选为0.05～1.3重量份，更优选为0.08～1.0重量份，最优选为0.1～0.5重量份。本发明提供的亲水表面活性剂优选自有机硅表面活性剂、含氟表面活性剂、多羟基表面活性剂中的一种或几种，更优选选自亲水硅油、硅酸聚乙酯和硅酸聚甲酯中的一种或几种。本发明所述亲水硅油为一种聚醚改性的硅氧烷，通过共聚而成的一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂。本发明所述亲水表面活性剂需经过稀释才使用，所述稀释至浓度优选为1％～10％。

在本发明中，通过有机结合剂和亲水表面活性剂的共同作用，使得陶瓷纤维纸吸水后的纤维纸强度保持率高，还具有良好的耐折叠性能。同时，通过上述亲水表面活性剂不仅可以降低纤维的表面张力，同时提高本发明产品的吸水率，并且本发明的表面活性剂用量少，降低了生产成本。

本发明的陶瓷纤维纸优选还包括甩丝型硅酸铝纤维。所述甩丝型硅酸铝纤维优选为2～30重量份，更优选为5～25重量份。本发明提供的甩丝型硅酸铝纤维需满足Al₂O₃≥40％，并且根据使用温度不同可以选择不同氧化铝含量的硅酸铝纤维，具体的，使用温度为1200℃以下时，可以选择Al₂O₃含量为40％～45％的标准型硅酸铝纤维，使用温度为1200℃以上时，可以选择Al₂O₃含量为50％～55％的高铝型硅酸铝纤维或ZrO₂含量为15％以上的含锆硅酸铝纤维。本发明对于上述硅酸铝纤维的种类和来源不进行限定，优选为市售，更优选为采用山东鲁阳股份有限公司生产的硅酸铝纤维。

本发明公开的陶瓷纤维纸包括上述甩丝型硅酸铝纤维，提高了陶瓷纤维纸的耐折叠性能。因此，本发明优选通过特定的喷吹型硅酸铝纤维和甩丝型硅酸铝纤维配合作用，使得本发明制备得到的陶瓷纤维纸不仅力学性能和耐水性能好，并且吸水后耐折叠。

本发明的陶瓷纤维纸优选还包括玻璃纤维。所述玻璃纤维优选为1～20重量份，更优选为1～10重量份，最优选为1～5重量份，最最优选为1～3重量份。在本发明中，所述玻璃纤维优选选自无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维中的一种或几种。本发明所述的玻璃纤维可以为离心玻璃棉，也可以是连续玻璃纤维切短丝。

本发明优选通过特定的喷吹型硅酸铝纤维、玻璃纤维配合作用，使得本发明制备得到的陶瓷纤维纸不仅力学性能和耐水性能好，并且吸水后耐折叠。上述陶瓷纤维纸中还可以和甩丝型硅酸铝纤维共同作用，使得上述效果更好。

本发明提供了一种陶瓷纤维纸的制备方法，包括：

将喷吹型硅酸铝纤维制浆，得到浆料；

将所述浆料成型得到湿纸坯；

本发明首先将喷吹型硅酸铝纤维制浆，得到浆料。本发明所述制浆为本领域技术人员熟知的制浆操作，优选为在伏特式制浆机中制浆。本发明对于所述喷吹型硅酸铝纤维的种类和含量同上述所限定，在此不再赘述。优选将甩丝型硅酸铝纤维与玻璃纤维中的一种或两种与喷吹型硅酸铝纤维共同制浆。本发明对于所述甩丝型硅酸铝纤维与玻璃纤维的种类和含量同上述所限定，在此不再赘述。

制浆完成后，优选加入水使浆料浓度保持为0.5％～1％，制浆后的纤维长度优选为2mm～5mm。

将所述浆料成型得到湿纸坯。本发明对于所述成型的条件和设备不进行限定，优选为长网抄取成型设备进行成型。成型的同时进行表面施胶的操作，将有机结合剂和亲水表面活性剂混合，对湿纸坯进行施胶、干燥得到陶瓷纤维纸。具体为，将有机结合剂稀释至浓度优选为1％～10％，以及将亲水表面活性剂稀释至浓度优选为1％～10％，混合均匀后，进行施胶，而后干燥得到陶瓷纤维纸。所述施胶优选为胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下，经过自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干。本发明对于上述有机结合剂和亲水表面活性剂的种类和含量同上所述，在此不再赘述。

本发明优选采用以下方式对制备得到的陶瓷纤维纸进行性能测定：

体积密度：按照GB/T17911-2006《耐火材料陶瓷纤维制品试验方法》中体积密度的试验方法测试。

吸水率：将陶瓷纤维纸称重，记为干重G1，然后将其完全浸泡在水中，保持20秒种，取出后称量陶瓷纤维纸的湿重，记为G2，吸水率＝【(G2-G1)/G1】×100％。

吸水后抗折叠次数：吸水后陶瓷纤维纸对折不开裂的次数。

强度保持率：(纤维纸吸水后的抗拉强度/纤维纸吸水前的抗拉强度)×100％。

抗拉强度：按照GB/T17911-2006《耐火材料陶瓷纤维制品试验方法》中抗拉强度的试验方法测试。

本发明提供了一种陶瓷纤维纸，由包括以下重量份的原料制成：喷吹型硅酸铝纤维20～95份；有机结合剂3～15份；亲水表面活性剂0.03～1.5份。在在本发明中，通过上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用使得本发明陶瓷纤维纸强度保持率高、耐折叠并且吸水性良好。本发明公开的喷吹型硅酸铝纤维和上述亲水表面活性剂和有机结合剂的共同作用进一步提高了产品的力学强度。实验结果表明，本发明的陶瓷纤维纸吸水率可以为78％～160％，强度保持率为83％以上，吸水后抗折叠次数为20次以上。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的陶瓷纤维纸及其制备方法进行详细描述。

实施例1

将Al₂O₃含量为45％的喷吹型陶瓷纤维800Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将丙烯酸酯乳液80Kg浓度稀释到10％左右，将亲水硅油1Kg浓度稀释到1％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为200kg/m³，吸水率为97％；吸水后的强度保持率达到92％，吸水后的抗折叠次数为25次。

实施例2

将Al₂O₃含量为50％的喷吹型陶瓷纤维800Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将聚氨酯乳液70Kg浓度稀释到8％左右，将硅酸聚乙酯1.0Kg浓度稀释到8％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为212kg/m³，吸水率为88％；吸水后的强度保持率达到90％，吸水后的抗折叠次数为23次。

实施例3

将Al₂O₃含量为50％的喷吹型陶瓷纤维800Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将JS防水乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将硅酸聚甲酯5Kg浓度稀释到10％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为206kg/m³，吸水率为82％；吸水后的强度保持率达到95％，吸水后的抗折叠次数为28次。

实施例4

将Al₂O₃含量为45％喷吹型陶瓷纤维640Kg、Al₂O₃含量为45％甩丝型陶瓷纤维160Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将丙烯酸酯乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将亲水硅油2Kg浓度稀释到10％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为192kg/m³，吸水率为135％；吸水后的强度保持率达到87％，吸水后的抗折叠次数为26次。

实施例5

将Al₂O₃含量为45％喷吹型陶瓷纤维800Kg和玻璃纤维12Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将丙烯酸酯乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将亲水硅油2Kg浓度稀释到10％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为187kg/m³，吸水率为148％；吸水后的强度保持率达到92％，吸水后的抗折叠次数为35次。

实施例6

将Al₂O₃含量为45％喷吹型陶瓷纤维640Kg、Al₂O₃含量为45％甩丝型陶瓷纤维160Kg和玻璃纤维8Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将丙烯酸酯乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将亲水硅油1Kg浓度稀释到10％左右，将丙烯酸酯乳液的稀释液和亲水硅油的稀释液混合均匀后，进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为175kg/m³，吸水率为153％；吸水后的强度保持率达到96％，吸水后的抗折叠次数为38次。

比较例1

将Al₂O₃含量为45％的喷吹型陶瓷纤维800Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将丙烯酸酯乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将柔性丙烯酸酯乳液的稀释液进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为200kg/m³，吸水率为22％；吸水后的强度保持率达到98％，吸水后的抗折叠次数为105次。

比较例2

将Al₂O₃含量为45％的喷吹型陶瓷纤维800Kg加入制浆机进行制浆，制浆完成后的纤维长度为3～5mm，然后加入适当比例的水，使浆料浓度保持在0.8％，然后采用长网抄取成型设备进行成型，成型时进行表面施胶，即将VAE(醋酸乙烯-乙烯共聚)乳液100Kg浓度稀释到10％左右，将VAE乳液的稀释液进行表面施胶，即将胶液从真空脱水后的湿纸坯的上表面淋下去，经过短暂的自然渗透后，再通过第二级的真空脱水泵将多余的胶液吸入负压真空罐中，再将胶液从真空罐中定期排放到循环池中，进行胶液的循环利用。脱水后成型完毕后产品送入烘箱烘干，再经过切割，最终得到陶瓷纤维纸。将本实施例制备得到的陶瓷纤维纸按照本发明所述的方法进行性能测定：产品的体积密度为197kg/m³，吸水率为402％；吸水后的强度保持率达到13％，吸水后的抗折叠次数为2次。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种陶瓷纤维纸，由以下重量份的原料制成：

喷吹型硅酸铝纤维 20~95份；

有机结合剂 3~15份；所述有机结合剂选自丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液和聚合物防水乳液中的一种或几种；

亲水表面活性剂 0.03~1.5份；所述亲水表面活性剂选自有机硅表面活性剂、含氟表面活性剂、多羟基表面活性剂中的一种或几种；

甩丝型硅酸铝纤维；所述甩丝型硅酸铝纤维与喷吹型硅酸铝纤维、有机结合剂、亲水表面活性剂的重量比为（2~30）：（20~95）：（3~15）：（0.03~1.5）。

2.根据权利要求1所述的陶瓷纤维纸，其特征在于，还包括玻璃纤维。

3.根据权利要求2所述的陶瓷纤维纸，其特征在于，所述玻璃纤维选自无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维中的一种或几种。

4.一种如权利要求1所述的陶瓷纤维纸的制备方法，包括：

将甩丝型硅酸铝纤维与喷吹型硅酸铝纤维制浆，得到浆料；

将所述浆料成型得到湿纸坯；

所述喷吹型硅酸铝纤维、有机结合剂、亲水表面活性剂的重量比为（20~95）：（3~15）：（0.03~1.5）；

所述甩丝型硅酸铝纤维与喷吹型硅酸铝纤维、有机结合剂、亲水表面活性剂的重量比为（2~30）：（20~95）：（3~15）：（0.03~1.5）。

5.一种寿毯，由权利要求1~3任意一项所述的陶瓷纤维纸或由权利要求4所述的陶瓷纤维纸的制备方法制备得到的陶瓷纤维纸制备得到。