CN112723897B - 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法 - Google Patents

一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112723897B
CN112723897B CN202011509232.1A CN202011509232A CN112723897B CN 112723897 B CN112723897 B CN 112723897B CN 202011509232 A CN202011509232 A CN 202011509232A CN 112723897 B CN112723897 B CN 112723897B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
cotton
ceramic fiber
density
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011509232.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112723897A (zh
Inventor
任大贵
刘超
孟凡伟
桑林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luyang Energy Saving Materials Co Ltd
Original Assignee
Luyang Energy Saving Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luyang Energy Saving Materials Co Ltd filed Critical Luyang Energy Saving Materials Co Ltd
Priority to CN202011509232.1A priority Critical patent/CN112723897B/zh
Publication of CN112723897A publication Critical patent/CN112723897A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112723897B publication Critical patent/CN112723897B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5212Organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5216Inorganic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明提供了一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,包括以下质量百分数的制备原料:无机复合纤维:15~40wt%,有机纤维:0.5~5wt%,玻璃纤维短切丝:0.5~2wt%,耐火填料:40~55%,阳离子有机结合剂:4~10wt%,阴离子无机结合剂:8~13%;所述无机复合纤维包括陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉。本发明中的高密度陶瓷纤维板最小密度765Kg/m3、最大密度1300Kg/m3,最小耐压强度2.5MPa、最大耐压强度15MPa,使用温度可达1100℃。本发明还提供了一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板的制备方法。

Description

一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法
技术领域
本发明属于无机保温材料技术领域,尤其涉及一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法。
背景技术
目前传统工艺生产的陶瓷纤维板的体积密度不超过500kg/m3,耐压强度也不足1MPa,在使用中存在很大的局限性。目前在铝电解槽、冶金钢包、铸造炉中需求一种既承重又保温的陶瓷纤维板,在使用过程中能够承受金属液体产生漩涡引起的局部压力过大和超温状态。
现有专利CN108033756B公开了一种新型的高密度陶瓷纤维板,其密度在600kg/m3以上,在制备过程中需要预先对纤维进行短切处理,以使制备得到的纤维板满足密度和强度要求。但这一过程操作复杂,不利于工艺的连续化生产,同时,如果进一步提高密度,还需要对一次成型的陶瓷纤维板进行无机结合剂的二次硬化,增加了生产工序,降低了高密度陶瓷纤维板的使用温度;
同时,因原料中所用的无机矿物纤维原料表面光滑,无法有效包裹粉料原料,导致制备过程中纤维原料与添加的粉料原料混合不均匀,进而使成型得到的坯体存在粉料分布不均、粉料下沉、纤维上浮的问题,影响产品质量;
此外,现有高密度陶瓷纤维板在压制和烘干过程中容易产生裂纹,不仅形成的湿坯在压制过程中出现开裂,同时湿坯在烘干过程中会由于收缩产生二次开裂,进而影响产品质量,降低成品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法,本发明中的高密度陶瓷纤维板密度高、强度高、能够有效减少弹性后效引起的产品裂纹。
本发明提供一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,包括以下质量百分数的制备原料:
无机复合纤维:15~40wt%,有机纤维:0.5~5wt%,玻璃纤维短切丝:0.5~2wt%,耐火填料:40~55wt%,阳离子有机结合剂:4~10wt%,阴离子无机结合剂:8~13wt%;
所述无机复合纤维包括陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉。
优选的,所述陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维的质量比为1:(1~3):(1~3)。
优选的,所述陶瓷纤维喷吹棉的平均直径为2~4μm,平均长度为10~50mm;
所述陶瓷纤维甩丝棉的平均直径为3~5μm,平均长度为100~200mm。
优选的,所述可溶纤维棉为碱土硅酸盐纤维,所述可溶纤维棉的平均直径为3~5μm,平均长度为50~100mm。
优选的,所述有机纤维为打浆后能够帚化的有机纤维。
优选的,所述玻璃短切纤维的长度为5~12mm。
优选的,所述耐火填料包括瘠性材料和可塑性材料;
所述瘠性材料选自白硅微粉、叶腊石粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和针状硅灰石中的一种或几种;
所述可塑性材料选自广西白泥、高岭土、苏州土、球粘土、坡缕石和软质粘土中的一种或几种;
所述瘠性材料与可塑性材料的质量比为1:(1~2)。
优选的,所述高密度陶瓷纤维板的密度为765~1300Kg/m3
本发明提供一种如上文所述的不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板的制备方法,包括以下步骤:
A)将陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉依次加入水中,进行打浆,然后加入有机纤维,混合打浆后得到混合浆料;
B)在所述混合浆料中依次加入玻璃纤维短切丝、耐火填料和阳离子有机结合剂,打浆后得到改性的纤维浆料;
C)在所述改性的纤维浆料中加入阴离子无机结合剂,进行絮凝,将絮凝好的浆料形成湿坯,干燥后得到不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板。
优选的,加入木浆纤维进行混合打浆之前,先对所述木浆纤维进行以下预处理:将所述木浆纤维加水浸泡,打浆20~30min。
本发明提供了一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,包括以下质量百分数的制备原料:无机复合纤维:15~40wt%,有机纤维:0.5~5wt%,玻璃纤维短切丝:0.5~2wt%,耐火填料:40~55%,阳离子有机结合剂:4~10wt%,阴离子无机结合剂:8~13%;所述无机复合纤维包括陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉。本发明采用无机复合纤维并对配比进行优化(喷吹陶瓷纤维+甩丝陶瓷纤维+可溶纤维),通过加料顺序的改进,避免预先对纤维进行短切处理,减少原料预处理环节;对有机纤维进行预处理后与无机复合纤维作为原料,进而使纤维对耐火填充料具有很好的包裹能力,进而使粉料与纤维原料混合均匀;添加瘠性料和可塑性材料并调整组成配比,单纯添加可塑性材料虽然可以提供湿坯强度,但会造成坯体在烘干过程中收缩进而产生二次开裂,因而需要添加瘠性料并调控配比;采用真空吸滤、长网抄取或注浆中的一种成型方式进行成型,并经过液压机压制到相应厚度的湿坯,之后输送到干燥设备中进行干燥,制作成最小密度765Kg/m3、最大密度1300Kg/m3,最小耐压强度2.5MPa、最大耐压强度15MPa,使用温度可达1100℃的高密度陶瓷纤维板。
具体实施方式
本发明提供了一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,包括以下质量百分数的制备原料:
无机复合纤维:15~40wt%,有机纤维:0.5~5wt%,玻璃纤维短切丝:0.5~2wt%,耐火填料:40~55%,阳离子有机结合剂:4~10wt%,阴离子无机结合剂:8~13%;
所述无机复合纤维包括陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉。
在本发明中,所述各成分的质量分数均为各成分占所有制备原料(固体)总质量的百分比。
在本发明中,所述无机复合纤维的质量分数优选为15~40wt%,优选为20~35wt%,如15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%、31wt%、32wt%、33wt%、34wt%、35wt%、36wt%、37wt%、38wt%、39wt%或40wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述无机复合纤维包括陶瓷纤维喷吹棉、陶瓷纤维甩丝棉和可溶纤维,所述陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维的质量比为1:(1~3):(1~3),在上述比例范围内,所述陶瓷纤维喷吹棉所占的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份,所述可溶纤维所占的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份;优选为上述三种纤维所占份数的任意值所组成的比值。
在本发明中,所述陶瓷纤维喷吹棉是指通过喷吹方式制备得到的纤维,所述喷吹方式可采用现有技术中已有工艺,其具有纤维直径细、纤维长度短的特点;所述陶瓷纤维喷吹棉的平均直径为2~4微米,平均长度为10~50毫米,主要成分为Al2O3和SiO2;所述陶瓷纤维喷吹棉的质量分数为5~10wt%(所述质量分数指陶瓷纤维喷吹棉在全部固体物料中的占比,下同),如5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
所述陶瓷纤维甩丝棉是指通过甩丝方式制备得到的陶瓷纤维或可溶纤维,所述甩丝方式可采用现有技术中已有工艺,其具有纤维直径粗、纤维长度长的特点;所述陶瓷纤维甩丝棉的平均直径为3~5微米,平均长度为100~200毫米,主要成分也为Al2O3和SiO2,可溶纤维棉的平均直径为3~5微米,平均长度为50~100毫米,主要成分为SiO2、CaO、MgO。所述陶瓷纤维甩丝棉的质量分数为5~30wt%,如5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值;
在本发明中,所述可溶纤维棉为碱土硅酸盐纤维,所述可溶纤维棉的平均直径为3~5μm,平均长度为50~100mm。所述可溶纤维棉的质量分数为5~30wt%,如5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中,所述有机纤维为打浆后能够帚化的有机纤维,例如纤维素纤维,具体的可为木浆纤维、废报纸、美废等,所谓美废是指进口的美国废纸,如主要含有牛皮纸的美废15号、16号、17号、18号、19号、20号,所述有机纤维的质量分数优选为0.5~5wt%,更优选为1~4.5wt%,如0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中,所述玻璃纤维短切丝的长度为5-12mm,,所述玻璃纤维短切丝的质量分数优选为0.5~2wt%,如0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或2wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
在本发明中,所述耐火填料的质量分数优选为40~55wt%,如40wt%、41wt%、42wt%、43wt%、44wt%、45wt%、46wt%、47wt%、48wt%、49wt%、50wt%、51wt%、52wt%、53wt%、54wt%或55wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。所述耐火填充料,至少包含一种瘠性材料和一种可塑性材料,所述瘠性材料选自白硅微粉、叶腊石粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、针状硅灰石等的一种或几种的组合;所述可塑性材料选自广西白泥、高岭土、苏州土、球粘土、坡缕石(凹凸棒土)、软质粘土中的一种或几种的组合。所述瘠性材料与可塑性材料的质量比优选为1:(1~2)。
在本发明中,所述阳离子有机结合剂优选为热溶淀粉或预糊化淀粉,其添加量为浆料固含量的4~10%,优选为5~9%,如4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。其中热溶淀粉是指需要用热水加热糊化的阳离子变性淀粉,品种可以是玉米淀粉、木薯淀粉或马铃薯淀粉。
在本发明中,所述阴离子无机结合剂为硅溶胶、氧化铝溶胶和二氧化锆溶胶中的一种或几种;所述阴离子无机结合剂的质量分数优选为8~13wt%,如8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%或13wt%,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
本发明还提供了一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板的制备方法,包括以下步骤:
A)将陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉依次加入水中,进行打浆,然后加入有机纤维,混合打浆后得到混合浆料;
B)在所述混合浆料中依次加入玻璃纤维短切丝、耐火填料和阳离子有机结合剂,打浆后得到改性的纤维浆料;
C)在所述改性的纤维浆料中加入阴离子无机结合剂,进行絮凝,将絮凝好的浆料形成湿坯,干燥后得到不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板。
在本发明中,各原料的种类、来源和用量与上文所述的各原料的种类、来源和用量一致,在此不再赘述。
本发明优选先对所述有机纤维进行预处理,预处理方式为加水浸泡24小时后在伏特打浆机或水力碎浆机中打浆20-30分钟,使其充分帚化后再与无机复合纤维混合,进而使纤维对耐火填充料具有很好的包裹能力,进而使粉料与纤维原料混合均匀。
本发明对配比进行优化,通过加料顺序的改进,避免预先对纤维进行短切处理,减少原料预处理环节;具体加料顺序为,在伏特打浆机或水力碎浆机中制浆,先加陶瓷纤维甩丝棉,再加陶瓷纤维喷吹棉,最后加可溶纤维,每种纤维加完,打浆5~10分钟后,再加下一种纤维。
然后添加玻璃纤维短切丝,混合打浆3~5分钟。玻璃纤维短切丝在常温下起增强纤维的作用,防止开裂,同时不影响高密度陶瓷纤维板的使用温度。
然后加入耐火填料,混合打浆3~5min。
然后加入阳离子有机结合剂,并加水稀释棉浆质量浓度到3%~5%,搅拌5~10分钟。
最后加入阴离子无机结合剂,所述阴离子无机结合剂与阳离子有机结合剂改性的纤维料浆进行絮凝反应,使陶瓷纤维、可溶纤维、纤维素纤维(木浆或废报纸)、耐火填料和有机结合剂絮凝到一起,使水变得清澈。
将絮凝好的浆料通过长网成型装置或是真空吸滤装置成型后压制到相应厚度和密度的湿坯,输送至干燥室内进行干燥,干燥完成后制作出产品。
在本发明中,所述压制是指用辊压机或液压机对成型后的湿坯进行二次压制,压到相应的厚度和密度的湿坯,湿坯厚度为干燥后板坯厚度的1.4~2.4倍,湿坯压制前的干燥密度为500~600kg/m3,使其能够保证干燥后达到765kg/m3~1300kg/m3
本发明通过改变加料顺序,先加陶瓷纤维甩丝棉,再加陶瓷纤维喷吹棉,最后加入可溶纤维,同时控制打浆时间,将陶瓷纤维甩丝棉、喷吹棉、可溶纤维通过水力碎浆机或伏特打浆机进行纤维长度加工,通过调整加料顺序及打浆时间的控制,得到长纤维与短纤维、粗纤维与细纤维搭配合理的料浆,进而提高了浆料中纤维与纤维之间的交织强度。并且,利用可溶纤维自身材质比较脆、纤维回弹性差的缺陷,从而无需对陶瓷纤维、可溶纤维进行短切加工预处理,并降低压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效,即可提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。
本发明通过加入能够帚化的有机纤维,如纤维素纤维,能够提高纤维料浆对粉状耐火填料的包裹能力,能够使填料全部都絮凝到纤维上,能够在成型过程中很好的滤水,减轻了粉料沉淀引起的最终产品密度不均匀、强度不稳定问题。
本发明通过加入适当配比的瘠性材料和可塑性材料作为耐火填料,在提高产品密度、强度的同时,避免了湿坯烘干阶段的二次开裂。
通过以上改进,产品质量合格率由专利CN108033756B所述方法制备产品的75%提高到本发明的96%。
通过在高密度陶瓷纤维板中引入氧化钙、氧化镁成分,降低压制成型后的湿坯回弹性和弹性后效,进一步提高湿坯成型后的密度以及最终产品的密度和强度、减少弹性后效引起的产品裂纹。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法进行详细描述,但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
采用GB/T17911-2018方法测试本发明的高密度陶瓷纤维板的体积密度和加热永久线变化,采用GB/T13480-2014方法测试耐压强度,采用YB/T4130-2005方法测试导热系数。
实施例1
(1)将200Kg木浆纤维用水浸泡24小时,然后向伏特打浆机中加水2吨,开启伏特打浆机打浆25分钟,加水稀释,制成浓度5%的浆料,抽入木浆储罐备用。
(2)向水力碎浆机中加水3吨,将80Kg陶瓷纤维高纯甩丝棉加入,打浆10分钟;然后加入80Kg陶瓷纤维标准喷吹棉,再打浆5分钟;然后加入200kg可溶纤维,再打浆5分钟然后加入150Kg木浆纤维浆料,混合打浆5分钟。
(3)向上述水力碎浆机中加入长度10mm的玻璃纤维短切丝9Kg,混后打浆3分钟。
(4)向水力碎浆机中加入广西白泥250Kg、白硅微粉150Kg,混合打浆5分钟。
(5)加入阳离子马铃薯热溶淀粉60Kg,加水稀释棉浆浓度到5%,搅拌10分钟。
(6)加入30%浓度的硅溶胶400Kg,搅拌10分钟,使其在浆料中混合均匀,并且使浆料中各组份絮凝在一起。
(7)加水稀释至浆料浓度4%。
(8)将稀释后的浆料通过长网抄取成型装置成型出湿坯,再在液压机中压制到相应厚度和密度的湿坯,输送至固化炉内进行干燥,干燥完成后制作出耐1100℃高温的高密度陶瓷纤维板。
制作完成的高密度陶瓷纤维板烘干后的产品,基本未出现裂纹现象,外观质量合格率达到98%以上。经检测产品体积密度达到918Kg/m3,耐压强度13.4MPa,平均350℃导热系数0.108w/(m·k),1100℃下保温12小时的加热永久线变化率为-2.5%。
检测化学成分:SiO2含量为65.8%、Al2O3含量为19.2%,CaO含量为6.5%,MgO含量1.7%。
同时,对10块1200*600*30mm高密度陶瓷纤维板的体积密度进行了检测,结果如下:
表1本发明实施例1中产品的体积密度
Figure BDA0002845867380000081
上述10块样品的体积密度平均值为892.6Kg/m3,最大极差为37.4Kg/m3,最大极差为平均值的4.19%,体积密度偏差远低于国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》规定的±15%的要求。
实施例2
按照实施例1的制作方法,将陶瓷纤维高纯甩丝棉替换为陶瓷纤维标准甩丝棉,制作出耐1000℃高温的高密度陶瓷纤维板。
制作完成的高密度陶瓷纤维板烘干后的产品,基本未出现裂纹现象,外观质量合格率达到99%以上。经检测,产品体积密度839Kg/m3,耐压强度7.6MPa,平均350℃导热系数0.102w/(m·k),1000℃下保温24小时的加热永久线变化率为-1.3%。
检测化学成分:SiO2含量为65.5%、Al2O3含量为19.1%,CaO含量为6.6%,MgO含量1.6%。
同时,对10块1200*600*30mm高密度陶瓷纤维板的体积密度进行了检测,结果如下:
表2本发明实施例2中产品的体积密度
Figure BDA0002845867380000091
上述10块样品的体积密度平均值为830.1Kg/m3,最大极差为34.9Kg/m3,最大极差为平均值的4.20%,体积密度偏差远低于国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》规定的±15%的要求。
比较例1
取市售的高密度陶瓷纤维板进行指标对比,测得其体积密度平均值为685Kg/m3,最大极差为75Kg/m3,耐压强度1.96MPa,平均350℃导热系数0.098w/(m·k),1000℃下保温24小时的加热永久线变化率为-2.6%。检测化学成分:Al2O3含量为43.5%、SiO2含量为52.7%,该市售高密度陶瓷纤维板只含有痕量的CaO和MgO。
比较例2(仅添加了陶瓷纤维高纯甩丝棉,未添加陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉)
(1)将200Kg木浆纤维用水浸泡24小时,然后向伏特打浆机中加水2吨,开启伏特打浆机打浆25分钟,加水稀释,制成浓度5%的浆料,抽入木浆储罐备用。
(2)向水力碎浆机中加水3吨,将360Kg陶瓷纤维高纯甩丝棉加入,打浆20分钟;然后加入150Kg木浆纤维浆料,混合打浆5分钟。
(3)向上述水力碎浆机中加入长度10mm的玻璃纤维短切丝9Kg,混后打浆3分钟。
(4)向水力碎浆机中加入苏州土250Kg、膨胀珍珠岩150Kg,混合打浆5分钟。
(5)加入阳离子马铃薯热溶淀粉60Kg,加水稀释棉浆浓度到5%,搅拌10分钟。
(6)加入30%浓度的硅溶胶400Kg,搅拌10分钟,使其在浆料中混合均匀,并且使浆料中各组份絮凝在一起。
(7)加水稀释至浆料浓度4%。
(8)将稀释后的浆料通过长网抄取成型装置成型出湿坯,再在液压机中压制到相应厚度和密度的湿坯,输送至固化炉内进行干燥,干燥完成后制作出耐1100℃高温的高密度陶瓷纤维板。
制作完成的高密度陶瓷纤维板,部分产品边角存在裂纹现象,外观质量合格率只有75%。经检测体积密度622Kg/m3,耐压强度1.4MPa,平均350℃导热系数0.098w/(m·k),1100℃下保温12小时的加热永久线变化率为-3.6%。
检测化学成分:SiO2含量为70.6%、Al2O3含量为26.1%,CaO含量为0.5%,MgO含量0.2%。
同时,对10块1200*600*30mm高密度陶瓷纤维板的体积密度进行了检测,结果如下:
表3本发明比较例2中产品的体积密度
Figure BDA0002845867380000101
上述10块样品的体积密度平均值为615.9Kg/m3,最大极差为103.9Kg/m3。从对比例2结果来看,全用陶瓷纤维甩丝棉制作的高密度陶瓷纤维板,压制成型后的湿坯回弹性大,导致最终产品的体积密度较小,同时边角易出现裂纹,产品耐压强度大幅下降,且不加陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉时,体积密度均匀性也较差,最大极差高达平均值的16.9%,超出国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》规定的±15%的要求。
比较例3(不添加瘠性填料)
将实施例1中的步骤(4)白硅微粉改用广西白泥,按照实施例1同样的方法制备耐1100℃高温的高密度陶瓷纤维板。
湿坯压制前,料浆滤水性较差,但基本能够满足滤水、成型需要。湿坯压制完成后未见裂纹出现,但经过烘干后,制作完成的高密度陶瓷纤维板产生大量裂纹,部分产品存在严重翘曲,外观质量合格率不足10%,因此产品指标检测没有太大意义。经推测分析,可能是干燥过程中因可塑性填料在烘干过程中发生脱水收缩和卷曲变形,从而导致产品产生二次裂纹现象。
比较例4(不添加可塑性填料)
(1)向水力碎浆机中加水3吨,将80Kg陶瓷纤维高纯甩丝棉加入,打浆10分钟;然后加入80Kg陶瓷纤维标准喷吹棉,再打浆5分钟;然后加入200kg可溶纤维,再打浆5分钟然后;然后加入7.5Kg木浆纤维纸板(干料),混合打浆5分钟。
(2)向上述水力碎浆机中加入长度10mm的玻璃纤维短切丝9Kg,混后打浆3分钟。
(3)向水力碎浆机中加入膨胀珍珠岩400Kg,混合打浆5分钟。
(4)加入阳离子马铃薯热溶淀粉60Kg,加水稀释棉浆浓度到5%,搅拌10分钟。
(5)加入30%浓度的硅溶胶400Kg,搅拌10分钟,使其在浆料中混合均匀,并且使浆料中各组份絮凝在一起。
(6)加水稀释至浆料浓度4%。
(7)将稀释后的浆料通过长网抄取成型装置成型,但是发现物料太散,且滤水性太差,无法成型到所需厚度的湿坯。于是,将湿坯成型厚度减小到10mm,湿坯勉强能够成型,但在湿坯压制过程中,湿坯表面已有裂纹,在干燥过程中,裂纹更加明显,无法制备出合格产品。
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 (3)

1.一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,由以下质量百分数的制备原料制成:
无机复合纤维:15~40wt%,有机纤维:0.5~5wt%,玻璃纤维短切丝:0.5~2wt%,耐火填料:40~55wt%,阳离子有机结合剂:4~10wt%,阴离子无机结合剂:8~13wt%;
所述无机复合纤维由质量比为1:(1~3):(1~3)的陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉组成;
所述陶瓷纤维喷吹棉的平均直径为2~4μm,平均长度为10~50mm;所述陶瓷纤维甩丝棉的平均直径为3~5μm,平均长度为100~200mm;所述可溶纤维棉为碱土硅酸盐纤维,所述可溶纤维棉的平均直径为3~5μm,平均长度为50~100mm;
所述玻璃纤维短切丝的长度为5~12mm;
所述有机纤维为打浆后能够帚化的有机纤维;
所述耐火填料由瘠性材料和可塑性材料组成;
所述瘠性材料选自白硅微粉、叶腊石粉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和针状硅灰石中的一种或几种;
所述可塑性材料选自广西白泥、高岭土、苏州土、球粘土、坡缕石和软质粘土中的一种或几种;
所述瘠性材料与可塑性材料的质量比为1:(1~2)。
2.根据权利要求1所述的不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板,其特征在于,所述高密度陶瓷纤维板的密度为765~1300k g/m3
3.一种如权利要求1~2任意一项所述的不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板的制备方法,包括以下步骤:
A)将陶瓷纤维甩丝棉、陶瓷纤维喷吹棉和可溶纤维棉依次加入水中,进行打浆,然后加入有机纤维,混合打浆后得到混合浆料;
B)在所述混合浆料中依次加入玻璃纤维短切丝、耐火填料和阳离子有机结合剂,打浆后得到改性的纤维浆料;
C)在所述改性的纤维浆料中加入阴离子无机结合剂,进行絮凝,将絮凝好的浆料形成湿坯,干燥后得到不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板。
CN202011509232.1A 2020-12-18 2020-12-18 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法 Active CN112723897B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011509232.1A CN112723897B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011509232.1A CN112723897B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112723897A CN112723897A (zh) 2021-04-30
CN112723897B true CN112723897B (zh) 2023-01-24

Family

ID=75603296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011509232.1A Active CN112723897B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112723897B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116334957A (zh) * 2021-12-15 2023-06-27 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种可溶纤维纸及其制备方法
CN116330437B (zh) * 2023-02-08 2024-03-15 浙江致远环境科技股份有限公司 一种陶瓷纤维加长型滤管的生产工艺及设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100439274C (zh) * 2004-09-14 2008-12-03 山东鲁阳股份有限公司 陶瓷纤维背衬保温板
CN1966458A (zh) * 2005-11-16 2007-05-23 李延年 一种陶瓷纤维纺织棉生产工艺
CN101081742A (zh) * 2006-05-29 2007-12-05 山东鲁阳股份有限公司 陶瓷纤维建筑防火板
EP3039184A4 (en) * 2013-08-26 2017-03-15 Unifrax I LLC Inorganic fiber paper
CN108033756B (zh) * 2017-12-12 2020-07-07 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种高密度陶瓷纤维板及其制备方法
CN108439869B (zh) * 2018-04-28 2020-10-02 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种保温隔热材料
CN109553428B (zh) * 2019-01-25 2021-11-23 江苏苏冶新材料科技有限公司 陶瓷纤维耐火浇注料及其制备方法
CN110467474B (zh) * 2019-08-23 2022-08-02 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种无机防火板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112723897A (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112723897B (zh) 一种不易出现二次开裂的高密度陶瓷纤维板及其制备方法
CN112374818B (zh) 一种使用温度1100℃以上的高密度陶瓷纤维板及其制备方法
EP1587767B1 (en) Fiber cement composite materials using bleached cellulose fibers and their manufacturing method
US4144121A (en) Method for producing asbestos-free calcium silicate board and the board produced thereby
EP2648863B1 (en) Improved investment casting shells having an organic component
CN100558672C (zh) 降低高温线变化的陶瓷纤维组合物及其制备工艺
CN112624778B (zh) 一种高强度高密度无机纤维制品及其制备方法
CN113416050A (zh) 一种无石棉轻质高强防火硅酸钙板及其制备方法
CN112573933B (zh) 一种陶瓷纤维板及其制备方法
EP2172434B1 (en) Fibre-cement product compositions and shaped products obtained therefrom.
CN112645677B (zh) 一种高低温复合高密度陶瓷纤维板及其制备方法
CN112456973A (zh) 一种中间包用镁质稳流器及其制备方法
CN102503238B (zh) 一种低密度多晶莫来石陶瓷纤维柔性制品的制备方法
CN112646385B (zh) 一种复合植物纤维仿瓷瓶的制备方法
CN111218842A (zh) 复合纤维纸坯、绝缘复合纸板及其制作工艺
CN112456954A (zh) 一种高密度陶瓷纤维板及其制备方法
CN112679971B (zh) 一种碳酸钙改性植物纤维儿童餐具及其制备方法
CN112523006B (zh) 一种二次浸渍制备高密度陶瓷纤维板的方法
NO820443L (no) Ildfast eller ildbestandig kompositt byggedel og fremgangsmaate ved fremstilling derav
CN1210459C (zh) 高炉干渣纤维复合纸及其制造方法
JP2010254502A (ja) 木質セメント板及びその製造方法
CN112661474A (zh) 一种曲面结构的高密度陶瓷纤维板及其制备方法
CN116425462B (zh) 一种胶凝组合物、免蒸压加气混凝土及其制备方法
CN112900157A (zh) 一种陶瓷纤维纸
CN111519458A (zh) 天然纤维组合物及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant