CN107986768B - 一种可溶纤维、可溶纤维板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可溶纤维，较多地采用了具有较低熔点的K2O，当熔点较低的K2O与本发明的其他组分以一定的配比共熔后制成的可溶纤维使用温度却得到了有效提高。与现有技术相比，本发明还省略了具有较高熔点的MgO，所得到的可溶纤维却具有了明显更高的低共熔点温度，获得了明显更高的使用温度，解决了可溶纤维在高温环境中使用受限的问题。同时，本发明提供的可溶纤维具有较优的高温力学性能，而可溶纤维的可溶解性能并未受到影响。将得到的可溶纤维应用于可溶纤维板中，制得的可溶纤维板具有较高的使用温度，高温力学性能较优，同时可溶纤维板的可溶解性能并未受到影响。

Description

一种可溶纤维、可溶纤维板及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐火绝热材料技术领域，尤其涉及一种可溶纤维、可溶纤维板及其制备方法。
背景技术
陶瓷纤维板的主要化学成分是Al2O3和SiO2，因陶瓷纤维品种的不同，陶瓷纤维板的使用温度呈现出了较大的差异，较高的使用温度可以达到800℃至1350℃，满足大多数工业应用。尽管陶瓷纤维板使用温度较高，但由于陶瓷纤维粉尘被人体吸入后难以溶解，目前有一些国际组织和机构比如：国际癌症研究中心(简称IARC)已经把陶瓷纤维划分为2B类(可能致癌物质)。他们的依据是：正常人体体液pH值为7.35～7.45(中性偏碱)，而以Al2O3、SiO2为主要成分的陶瓷纤维被人体吸入后不被溶解，故对人体有害。虽然陶瓷纤维对人体致癌作用的证据尚不充分，但欧、美一些国家已将硅酸铝陶瓷纤维列入控制使用的产品，并要求在产品包装物上加印有害产品的标记。为解决陶瓷纤维板可能的使用受限问题，人们开发了可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维板(简称可溶纤维板)。
公开号为CN1544373A的中国专利公开了一种可溶纤维板制品，其特征在于该纤维板主要成分的重量百分组成为：可溶纤维70～85％，无机结合剂12～15％，有机结合剂3～5％。包括如下步骤：向打浆机中加入可溶纤维棉进行打浆，然后在配浆池中加入无机结合剂和有机结合剂进行配浆，采用抄取、真空吸滤或压滤成型，经干燥、后加工等步骤而制成。该可溶纤维板制品，是以SiO2为主体的配料体系，引入了CaO、MgO、B2O3、Fe2O3、Na2O和/或K2O，并严格控制配料中Al2O3含量，从而制得了可溶于pH为7.35～7.45溶液的无机硅酸盐纤维板。然而，上述可溶纤维的实际的使用温度无法超过1000℃，因此，以该种可溶纤维为主材料制备的可溶纤维板使用温度也只能在1000℃以下，高温环境下力学性能较差，限制了其在高温环境中的应用。
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可溶纤维、可溶纤维板及其制备方法，本发明提供的可溶纤维使用温度较高，高温力学性能较优。
本发明提供了一种可溶纤维，包括：
Figure BDA0001503881920000021
所有组份用量之和为100wt％。
优选的，所述K2O的含量为1wt％～5wt％。
优选的，所述Al2O3的含量为1.1wt％～2wt％。
本发明还提供了一种可溶纤维板，包括：100重量份的可溶纤维、3～8重量份的有机结合剂和5～15重量份的无机结合剂；
所述可溶纤维为上文所述的可溶纤维。
优选的，所述有机结合剂选自阳离子玉米淀粉、阳离子木薯淀粉和阳离子马铃薯淀粉中的一种或几种；
所述无机结合剂为低钠型中性二氧化硅溶胶和/或氧化锆溶胶。
优选的，所述低钠型中性二氧化硅溶胶选自山东百特新材料有限公司的N25、山东百特新材料有限公司的N30、山东百特新材料有限公司的AM30、日产化学工业株式会社的SNOWTEX C、日产化学工业株式会社的SNOWTEX N和日产化学工业株式会社的SNOWTEX O中的一种或几种；所述氧化锆溶胶选自大连斯诺化学新材料科学技术有限公司生产的纳米锆溶胶。
本发明还提供了一种可溶纤维板的制备方法，包括：
A)将可溶纤维进行碎浆，得到碎浆后的可溶纤维料浆；
B)将所述碎浆后的可溶纤维料浆与有机结合剂、无机结合剂混合，成型后得到可溶纤维板；
所述可溶纤维为上文所述的可溶纤维。
优选的，所述碎浆后，还包括所述碎浆后的可溶纤维料浆进行除渣。
优选的，所述成型的方式为真空吸滤、压滤或长网抄取。
优选的，所述成型后还包括干燥。
本发明提供了一种可溶纤维，包括：
Figure BDA0001503881920000031
所有组份用量之和为100wt％。
本发明较多地采用了具有较低熔点的K2O，当熔点较低的K2O与本发明的其他组分以一定的配比共熔后制成的可溶纤维使用温度却得到了有效提高。进一步研究发现，K2O具有抑止可溶纤维在800℃～1260℃高温条件下的析晶和晶体长大，从而提高了玻璃态可溶纤维的使用温度。与现有技术相比，本发明还省略了具有较高熔点的MgO，所得到的可溶纤维却具有了明显更高的低共熔点温度，获得了明显更高的使用温度，解决了可溶纤维在高温环境中使用受限的问题。同时，本发明提供的可溶纤维具有较优的高温力学性能，与此同时，可溶纤维的可溶解性能并未受到影响。将得到的可溶纤维应用于可溶纤维板中，制得的可溶纤维板具有较高的使用温度，高温力学性能较优，同时可溶纤维板的可溶解性能并未受到影响，采用模拟肺液检测，可溶纤维板的溶解度均在100ppm以上。
实验结果表明，本发明提供的可溶纤维板在1100℃～1200℃范围内保温24h后的加热永久线变化率在-3.0％以下，耐压强度依然较好，均在0.1MPa以上，满足高温使用条件下的自重支撑能力需要，加热永久线变化率满足长期使用温度在1100℃～1200℃高温条件下的使用要求。因此，本发明提供的可溶纤维板的使用温度可以达到1200℃，比普通的可溶纤维板的使用温度提高了200℃，满足了高温环境中的保温节能要求和环保要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种可溶纤维，包括：
Figure BDA0001503881920000041
所有组份用量之和为100wt％。
本发明提供的可溶纤维包括SiO2。SiO2作为可溶纤维的主体氧化物，在可溶纤维中构成了玻璃体的网络骨架，对于提高可溶纤维的耐高温性能是非常关键的。所述SiO2的含量为65wt％～75wt％；优选为68wt％～72wt％。在本发明的某些实施例中，所述SiO2的含量为69.28wt％、71.2wt％、72wt％、71.1wt％、68.6wt％、71.6wt％、70.6wt％、71.4wt％、70.8wt％、71.5wt％或71.8wt％。
本发明提供的可溶纤维包括CaO。CaO为可溶纤维的另一主体氧化物。CaO在可溶纤维中构成了玻璃体的网络变形体，提高了玻璃态可溶纤维的柔韧性。所述CaO的含量为10wt％～30wt％；优选为15wt％～28wt％。在本发明的某些实施例中，所述CaO的含量为27.19wt％、24.27wt％、25.5wt％、24.45wt％、22.8wt％、24.2wt％、25.4wt％、23.94wt％、26.6wt％或23.2wt％。
本发明提供的可溶纤维还包括K2O。所述K2O的含量为0.6wt％～5wt％；优选为1wt％～5wt％；更优选为2wt％～5wt％。在本发明的某些实施例中，所述K2O的含量为1.5wt％、2.2wt％、1wt％、0.6wt％、5wt％、3.35wt％、1.25wt％或1.78wt％。所述K2O具有较低的熔点，当熔点较低的K2O与SiO2、CaO共熔后制成的可溶纤维使用温度却得到了提高。进一步研究发现，K2O具有抑止可溶纤维在800℃～1260℃高温条件下的析晶和晶体长大，从而提高了玻璃态可溶纤维的使用温度。
本发明提供的可溶纤维还包括B2O3。B2O3在可溶纤维中的作用为助熔剂。所述B2O3的含量为0wt％～2wt％；优选为0wt％～0.5wt％。在本发明的某些实施例中，所述B2O3的含量为0.1wt％、0.15wt％、0.12wt％、0.2wt％或0.11wt％。
本发明提供的可溶纤维还包括Al2O3。所述Al2O3的含量为0wt％～2wt％；优选为1wt％～2wt％。在本发明的某些实施例中，所述Al2O3的含量为1.5wt％、1.76wt％、1.28wt％、1.7wt％、1.58wt％或1.68wt％。对于可溶纤维来说，一定量的Al2O3对于获得较优的熔融导电性能是非常重要的。同时，上述含量的Al2O3对于提高可溶纤维的使用温度起到了促进作用。
本发明提供的可溶纤维还包括Fe2O3。所述Fe2O3的含量为0wt％～0.5wt％；优选为0wt％～0.3wt％。在本发明的某些实施例中，所述Fe2O3的含量为0.13wt％、0.14wt％、0.12wt％、0.24wt％或0.16wt％。
本发明提供的可溶纤维还包括Na2O。所述Na2O的含量为0wt％～0.5wt％；优选为0wt％～0.3wt％。在本发明的某些实施例中，所述Na2O的含量为0.3wt％、0.28wt％、0.04wt％、0.16wt％、0.13wt％或0.12wt％。
本发明提供的可溶纤维较多地采用了具有较低熔点的K2O，当熔点较低的K2O与本发明的其他组分以一定的配比共熔后制成的可溶纤维使用温度却得到了有效提高。进一步研究发现，K2O具有抑止可溶纤维在800℃～1260℃高温条件下的析晶和晶体长大，从而提高了玻璃态可溶纤维的使用温度。与现有技术相比，本发明还省略了具有较高熔点的MgO，所得到的可溶纤维却具有了明显更高的低共熔点温度，获得了明显更高的使用温度，解决了可溶纤维在高温环境中使用受限的问题。同时，本发明提供的可溶纤维具有较优的高温力学性能，与此同时，可溶纤维的可溶解性能并未受到影响。将得到的可溶纤维应用于可溶纤维板中，制得的可溶纤维板具有较高的使用温度，高温力学性能较优，同时可溶纤维板的可溶解性能并未受到影响，采用模拟肺液检测，可溶纤维板的溶解度均在100ppm以上。
本发明对上述可溶纤维的制备方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的可溶纤维的制备方法即可。在本发明中，所述可溶纤维优选按照以下所述方法制备：
将SiO2、CaO、K2O、B2O3、Al2O3、Fe2O3和Na2O混合，共熔并经甩丝或喷吹成纤后，得到可溶纤维。
所述SiO2、CaO、K2O、B2O3、Al2O3、Fe2O3和Na2O的配比同上，在此不做赘述。
所述共熔的温度优选为1750～1900℃；在本发明的某些实施例中，所述共熔的温度为1800℃、1850℃或1900℃。所述共熔的压力优选为0.101～0.102MPa，在本发明的某些实施例中，所述共熔的压力为0.101或0.102MPa。所述共熔的时间优选为120～300min；在本发明的某些实施例中，所述共熔的时间为180min、240min、280min、300min。
所述共熔后，优选还包括冷却。本发明对冷却的方式并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却方法即可，本发明优选为自然冷却。在本发明中，所述冷却后的温度优选为1550～1700℃。所述冷却后，经甩丝成纤或喷吹成纤后，得到可溶纤维。
本发明还提供了一种可溶纤维板，包括：100重量份的可溶纤维、3～8重量份的有机结合剂和5～15重量份的无机结合剂；
所述可溶纤维为上文所述的可溶纤维。在所述可溶纤维板中，所述可溶纤维的含量为100重量份。
所述有机结合剂优选为阳离子淀粉；更优选为阳离子玉米淀粉、阳离子木薯淀粉和阳离子马铃薯淀粉中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉或河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉。有机结合剂的作用是通过阳离子改性，使可溶纤维表面带上正电荷，再将带负电荷的无机结合剂结合到可溶纤维表面。在所述可溶纤维板中，所述有机结合剂的含量为3～8重量份，优选为5～7重量份。在本发明的某些实施例中，所述有机结合剂的含量为7重量份或8重量份。
所述无机结合剂优选为低钠型中性二氧化硅溶胶和/或氧化锆溶胶。无机结合剂的作用是使可溶纤维板在高温使用状态下具有一定的强度，确保正常使用。所述低钠型中性二氧化硅溶胶优选为山东百特新材料有限公司的N25、山东百特新材料有限公司的N30、山东百特新材料有限公司的AM30、日产化学工业株式会社的SNOWTEX C、日产化学工业株式会社的SNOWTEX N和日产化学工业株式会社的SNOWTEX O中的一种或几种。所述氧化锆溶胶优选为大连斯诺化学新材料科学技术有限公司生产的纳米锆溶胶。在本发明的某些实施例中，所述氧化锆溶胶为大连斯诺新材料有限公司生产的二氧化锆溶胶。在所述可溶纤维板中，所述无机结合剂的含量为5～15重量份，优选为8～14重量份。在本发明的某些实施例中，所述无机结合剂的含量为10重量份或14重量份。所述无机结合剂的浓度优选为25wt％～30wt％。
本发明还提供了一种上文所述可溶纤维板的制备方法，包括：
A)将可溶纤维进行碎浆，得到碎浆后的可溶纤维料浆；
B)将所述碎浆后的可溶纤维料浆与有机结合剂、无机结合剂混合，成型后得到可溶纤维板；
所述可溶纤维为上文所述的可溶纤维。所述可溶纤维的含量优选为100重量份。
本发明先将可溶纤维进行碎浆，得到碎浆后的可溶纤维料浆。所述碎浆的设备优选为水力碎浆机或伏特式打浆机。所述碎浆的时间优选为20～40min。在本发明的某些实施例中，所述碎浆的时间为20min或30min。所述碎浆后的可溶纤维的长度优选为3～5mm。
所述碎浆后，优选还包括将所述碎浆后的可溶纤维料浆进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆。所述除渣具体的优选为：将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆。经过除渣，可以去除可溶纤维料浆中的渣球。
然后，将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与有机结合剂、无机结合剂混合，成型后得到可溶纤维板。
所述有机结合剂优选为阳离子淀粉；更优选为阳离子玉米淀粉、阳离子木薯淀粉和阳离子马铃薯淀粉中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉或河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉。有机结合剂的作用是通过阳离子改性，使可溶纤维表面带上正电荷，再将带负电荷的无机结合剂结合到可溶纤维表面。在所述可溶纤维板中，所述有机结合剂的含量为3～8重量份，优选为5～7重量份。在本发明的某些实施例中，所述有机结合剂的含量为7重量份或8重量份。
所述无机结合剂优选为低钠型中性二氧化硅溶胶和/或氧化锆溶胶。无机结合剂的作用是使可溶纤维板在高温使用状态下具有一定的强度，确保正常使用。所述低钠型中性二氧化硅溶胶优选为山东百特新材料有限公司的N25、山东百特新材料有限公司的N30、山东百特新材料有限公司的AM30、日产化学工业株式会社的SNOWTEX C、日产化学工业株式会社的SNOWTEXN和日产化学工业株式会社的SNOWTEX O中的一种或几种。所述氧化锆溶胶优选为大连斯诺化学新材料科学技术有限公司生产的纳米锆溶胶。在本发明的某些实施例中，所述氧化锆溶胶为大连斯诺新材料有限公司生产的二氧化锆溶胶。在所述可溶纤维板中，所述无机结合剂的含量为5～15重量份，优选为8～14重量份。在本发明的某些实施例中，所述无机结合剂的含量为10重量份或14重量份。所述无机结合剂的浓度优选为25wt％～30wt％。
本发明对上述所采用的原料组分的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
上述混合优选为搅拌混合。本发明对所述搅拌的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法即可。所述搅拌的时间优选为10～30min。在本发明的某些实施例中，所述搅拌的时间为15min或20min。
在本发明中，所述成型的方式优选为真空吸滤、压滤或长网抄取。成型后的湿坯厚度优选为2～50mm。在本发明的某些实施例中，所述湿坯厚度为50mm。
所述成型后，优选还包括干燥。本发明对所述干燥的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的干燥方法即可。在本发明中，所述干燥优选为热风干燥。所述干燥的温度优选为110～170℃。在本发明的某些实施例中，所述干燥的温度为130℃或150℃。所述干燥的时间优选为2h～72h。
将上述得到的可溶纤维板在1100℃～1200℃范围内保温24h，保温完成后，检测其加热永久线变化率及耐压强度。实验结果表明，可溶纤维板的加热永久线变化率在-3.0％以下，耐压强度较好，均在0.1MPa以上，满足高温使用条件下的自重支撑能力需要，加热永久线变化率满足长期使用温度在1100℃～1200℃高温条件下的使用要求。因此，本发明提供的可溶纤维板的使用温度可以达到1200℃，比普通的可溶纤维板的使用温度提高了200℃，满足了高温环境中的保温节能要求和环保要求。
本发明提供了一种可溶纤维，包括：
Figure BDA0001503881920000091
所有组份用量之和为100wt％。
本发明较多地采用了具有较低熔点的K2O，当熔点较低的K2O与本发明的其他组分以一定的配比共熔后制成的可溶纤维使用温度却得到了有效提高。进一步研究发现，K2O具有抑止可溶纤维在800℃～1260℃高温条件下的析晶和晶体长大，从而提高了玻璃态可溶纤维的使用温度。与现有技术相比，本发明还省略了具有较高熔点的MgO，所得到的可溶纤维却具有了明显更高的低共熔点温度，获得了明显更高的使用温度，解决了可溶纤维在高温环境中使用受限的问题。同时，本发明提供的可溶纤维具有较优的高温力学性能，与此同时，可溶纤维的可溶解性能并未受到影响。将得到的可溶纤维应用于可溶纤维板中，制得的可溶纤维板具有较高的使用温度，高温力学性能较优，同时可溶纤维板的可溶解性能并未受到影响，采用模拟肺液检测，可溶纤维板的溶解度均在100ppm以上。
将本发明得到的可溶纤维板在1100℃～1200℃范围内保温24h，保温完成后，检测其加热永久线变化率及耐压强度。实验结果表明，可溶纤维板的加热永久线变化率在-3.0％以下，耐压强度较好，均在0.1MPa以上，满足高温使用条件下的自重支撑能力需要，加热永久线变化率满足长期使用温度在1100℃～1200℃高温条件下的使用要求。因此，本发明提供的可溶纤维板的使用温度可以达到1200℃，比普通的可溶纤维板的使用温度提高了200℃，满足了高温环境中的保温节能要求和环保要求。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种可溶纤维、可溶纤维板及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
将69.28wt％的SiO2、27.19wt％的CaO、1.5wt％的K2O、0.1wt％的B2O3、1.5wt％的Al2O3、0.13wt％的Fe2O3和0.3wt％的Na2O混合，在1800℃、0.101MPa下，共熔180min后，自然冷却至1550℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例2
将71.2wt％的SiO2、24.27wt％的CaO、2.2wt％的K2O、0.15wt％的B2O3、1.76wt％的Al2O3、0.14wt％的Fe2O3和0.28wt％的Na2O混合，在1850℃、0.102MPa下，共熔240min后，自然冷却至1650℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶AM30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例3
将72.0wt％的SiO2、25.5wt％的CaO、1wt％的K2O、0.1wt％的B2O3、1.28wt％的Al2O3、0.14wt％的Fe2O3和0.04wt％的Na2O混合，在1900℃、0.101MPa下，共熔280min后，自然冷却至1700℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例4
将71.1wt％的SiO2、25.5wt％的CaO、0.6wt％的K2O、0.12wt％的B2O3、1.28wt％的Al2O3、0.14wt％的Fe2O3和0.16wt％的Na2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1650℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为25wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N25；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例5
将68.6wt％的SiO2、24.45wt％的CaO、5wt％的K2O、1.7wt％的Al2O3、0.12wt％的Fe2O3和0.13wt％的Na2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1600℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例6
将71.6wt％的SiO2、22.8wt％的CaO、5wt％的K2O、0.2wt％的B2O3、0.24wt％的Fe2O3和0.16wt％的Na2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1650℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为日产化学工业株式会社生产的低钠型中性二氧化硅溶胶SNOWTEX C；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥58h，得到可溶纤维板。
实施例7
将70.6wt％的SiO2、24.2wt％的CaO、3.35wt％的K2O、0.15wt％的B2O3、1.58wt％的Al2O3和0.12wt％的Na2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1650℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为日产化学工业株式会社生产的低钠型中性二氧化硅溶胶SNOWTEX N；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥58h，得到可溶纤维板。
实施例8
将71.4wt％的SiO2、25.4wt％的CaO、1.25wt％的K2O、0.11wt％的B2O3、1.68wt％的Al2O3和0.16wt％的Fe2O3混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1600℃，，喷吹成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为日产化学工业株式会社生产的低钠型中性二氧化硅溶胶SNOWTEX O；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥62h，得到可溶纤维板。
实施例9
将70.8wt％的SiO2、23.94wt％的CaO、5wt％的K2O、0.14wt％的Fe2O3和0.12wt％的Na2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1650℃，喷吹成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为大连斯诺新材料有限公司生产的纳米二氧化锆溶胶；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥60h，得到可溶纤维板。
实施例10
将71.5wt％的SiO2、26.6wt％的CaO、1.78wt％的K2O和0.12wt％的Na2O混合，在1900℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1600℃，喷吹成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为大连斯诺新材料有限公司生产的纳米二氧化锆溶胶；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥58h，得到可溶纤维板。
实施例11
将71.8wt％的SiO2、23.2wt％的CaO和5wt％的K2O混合，在1850℃、0.101MPa下，共熔300min后，自然冷却至1650℃，喷吹成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆20min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与8重量份的有机结合剂、14重量份的无机结合剂搅拌混合15min；所述有机结合剂为河北恒奥化工有限公司生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为大连斯诺新材料有限公司生产的纳米二氧化锆溶胶；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在130℃下进行热风干燥58h，得到可溶纤维板。
比较例1
将69.28wt％的SiO2、23.69wt％的CaO、4.5wt％的MgO、0.5wt％的K2O、0.1wt％的B2O3、1.5wt％的Al2O3、0.13wt％的Fe2O3和0.3wt％的Na2O混合，在1800℃、0.101MPa下，共熔180min后，自然冷却至1550℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
比较例2
将69.28wt％的SiO2、28.19wt％的CaO、0.5wt％的K2O、0.1wt％的B2O3、1.5wt％的Al2O3、0.13wt％的Fe2O3和0.3wt％的Na2O混合，在1800℃、0.101MPa下，共熔180min后，自然冷却至1550℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶AM30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
比较例3
将64.78wt％的SiO2、23.69wt％的CaO、4.5wt％的MgO、5wt％的K2O、0.1wt％的B2O3、1.5wt％的Al2O3、0.13wt％的Fe2O3和0.3wt％的Na2O混合，在1800℃、0.101MPa下，共熔180min后，自然冷却至1550℃，甩丝成纤，得到可溶纤维。
将100重量份的上述可溶纤维投入预先注入水的水力碎浆机中，并开启打浆机，打浆30min，可溶纤维的长度切断至3～5mm；
将所述碎浆后的可溶纤维料浆泵入储浆池中，加水，稀释所述碎浆后的可溶纤维料浆至浓度为1.0wt％～2.0wt％，然后，通过螺旋除渣器进行除渣，得到除渣后的可溶纤维料浆；
将经过上述处理得到的可溶纤维料浆与7重量份的有机结合剂、10重量份的无机结合剂搅拌混合20min；所述有机结合剂为日淀化学生产的阳离子木薯淀粉，所述无机结合剂为山东百特新材料有限公司生产的浓度为30wt％的低钠型中性二氧化硅溶胶N30；
采用真空吸滤方式成型，得到50mm后的湿坯；再在110℃下进行热风干燥72h，得到可溶纤维板。
实施例12
将实施例1～11以及比较例1～3得到的可溶纤维板在1000℃～1200℃范围内保温24h，保温完成后，检测其加热永久线变化率及耐压强度。结果如表1所示。
可溶纤维板的溶解度检测方法为：利用化学物质制作模拟人体肺液，在pH值为7.3-7.5，温度为37±0.5℃条件下，将实施例1～11以及比较例1～3得到的可溶纤维板在该偏碱性溶液中浸泡24h，用原子吸收光谱仪测定溶解度。结果如表1所示。
表1实施例1～11和比较例1～3得到的可溶纤维板的溶解度以及在1100℃～1200℃范围内保温24h后的加热永久线变化率及耐压强度
Figure BDA0001503881920000171
Figure BDA0001503881920000181
从表1中可以看出，本发明采用特定含量的特定组分，制备得到的可溶纤维板在1100℃～1200℃高温条件下的加热永久线变化率均在-3.0％以下，耐压强度均在0.1MPa以上，因而，本发明的可溶纤维使用温度较高，高温力学性能较优，满足高温使用条件下的自重支撑能力需要，加热永久线变化率满足长期使用温度在1100℃～1200℃高温条件下的使用要求。而比较例1～3制备得到的可溶纤维板在1000℃条件下的加热永久线变化率就已经与本发明的相当或者是更大了，耐压强度明显差些，显然，使用温度明显较低，高温力学性能较差。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种可溶纤维，包括：
SiO2 65 wt% ~ 75 wt%；
CaO 10 wt% ~ 30 wt%；
K2O 0.6 wt% ~ 5 wt%；
B2O3 大于0 wt%，小于等于0.5 wt%；
Al2O3 1.1 wt% ~ 2 wt%；
Fe2O3 大于0 wt%，小于等于0.5 wt%；
Na2O 大于0 wt%，小于等于0.5 wt%；
所有组份用量之和为100 wt%。
2.根据权利要求1所述的可溶纤维，其特征在于，所述K2O的含量为1 wt% ~ 5 wt%。
3.一种可溶纤维板，包括：100重量份的可溶纤维、3~8重量份的有机结合剂和5~15重量份的无机结合剂；
所述可溶纤维为权利要求1~2任意一项所述的可溶纤维。
4.根据权利要求3所述的可溶纤维板，其特征在于，所述有机结合剂选自阳离子玉米淀粉、阳离子木薯淀粉和阳离子马铃薯淀粉中的一种或几种；
所述无机结合剂为低钠型中性二氧化硅溶胶和/或氧化锆溶胶。
5.根据权利要求4所述的可溶纤维板，其特征在于，所述低钠型中性二氧化硅溶胶选自山东百特新材料有限公司的N25、山东百特新材料有限公司的N30、山东百特新材料有限公司的AM30、日产化学工业株式会社的SNOWTEX C、日产化学工业株式会社的SNOWTEX N和日产化学工业株式会社的SNOWTEX O中的一种或几种；所述氧化锆溶胶选自大连斯诺化学新材料科学技术有限公司生产的纳米锆溶胶。
6.一种可溶纤维板的制备方法，包括：
A）将可溶纤维进行碎浆，得到碎浆后的可溶纤维料浆；
B）将所述碎浆后的可溶纤维料浆与有机结合剂、无机结合剂混合，成型后得到可溶纤维板；
所述可溶纤维为权利要求1~2任意一项所述的可溶纤维。
7.根据权利要求6所述的可溶纤维板的制备方法，其特征在于，所述碎浆后，还包括所述碎浆后的可溶纤维料浆进行除渣。
8.根据权利要求6所述的可溶纤维板的制备方法，其特征在于，所述成型的方式为真空吸滤、压滤或长网抄取。
9.根据权利要求6所述的可溶纤维板的制备方法，其特征在于，所述成型后还包括干燥。
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