CN113716970A - 一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纤维隔热材料技术领域，涉及一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法。涉及的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法：先将前驱金属锆盐溶解到溶剂中，在水浴锅中恒温搅拌，搅拌过程中添加催化剂和添加剂，得到前驱含锆溶胶；将黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍，然后用水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，即可得到片状氧化锆纤维块体；把片状的氧化锆纤维块体打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，得到稳定的浆体，将稳定的浆体倒入的模具中处理得到耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。本发明所制备的氧化锆纤维材料形貌均匀，制品密度低，隔热性能好。

Description

一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法
技术领域
本发明属于纤维隔热材料技术领域，具体涉及一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法。
背景技术
在工业中采用良好的保温隔热材料有利于减少产品能耗，降低生产成本，减小隔热层体积从而减小设备设施的体积，达到美观协调的效果，具有很大的社会经济效益。多晶耐火纤维属高档新型绝热材料，虽然近年已有较大的发展，但与一般耐火材料相比还具有很大的发展潜力。我国氧化铝和莫来石多晶纤维的各项技术指标已接近了国际先进水平，并在冶金、电子、陶瓷、玻璃、化工、军工等领域的高温工业窑炉得到成功应用。
氧化锆纤维材料熔点高，使用温度高，因此，开展氧化锆纤维隔热制品研制技术的研究，无论对十民用还是军用都具有重要的现实意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，使其制备出的氧化锆纤维隔热制品具有使用温度高、密度低、隔热性能好的特点。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，制备方法具体包含以下步骤：
a、前驱含锆溶胶的配制：先将前驱金属锆盐溶解到溶剂中，在水浴锅中恒温搅拌10～24小时，搅拌过程中添加一定量的催化剂和添加剂，得到前驱含锆溶胶；锆盐、溶剂、催化剂和添加剂的质量比为1:1～4：0.01～0.05：0.02～0.1；
b、将厚度为5~20mm的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍一5~24h，浸渍温度为28～60℃，然后用水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤3～10次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为400～800℃，即可得到片状氧化锆纤维块体；
c、把片状的氧化锆纤维块体用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，将稳定的浆体倒入的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，即可得到耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。
步骤c中含有锆溶胶的分散液由所述的含锆溶胶、溶剂及氧化锆粉体配制而成，含锆溶胶、溶剂及氧化锆粉体质量比:0.1~0.3：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.1～0.3:1。
所述的溶剂为水、醋酸、乙醇中的一种。
所述的催化剂为盐酸、硝酸中的一种。
所述的添加剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇600中的一种。
本发明提出的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，采用上述技术方案，其有益效果为：（1）本发明采用模板浸渍法制备纤维，方法简单，操作便捷；（2）本发明采用液相配料，化学计量比容易控制，金属离子在液相中有更好的分散效果；（3）本发明所制备的氧化锆纤维材料形貌均匀，制品密度低，隔热性能好；（4）本发明能耗降低，反应条件温和，反应过程绿色环保，几乎无污染和废弃物产生。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明加以说明：
实施例1：
先将前驱1000g硝酸锆溶解到2000g水中，在水浴锅中40℃恒温搅拌10小时，搅拌过程中添加10g盐酸做催化剂，再加入20g十六烷基三甲基溴化铵，得到前驱含锆溶胶；将10mm厚的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍5h，浸渍温度为28℃，然后水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤3次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为400℃，得到片状氧化锆纤维块体。由前面制备的含锆溶胶、水及氧化锆粉体配制分散液2000g，含锆溶胶、水及氧化锆粉体质量比:0.1：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.1:1；把片状的氧化锆纤维块体200g用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，倒入一定尺寸的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，得到一定尺寸的耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。
实施例2：
先将前驱1000g醋酸锆溶解到1000g醋酸中，在水浴锅中40℃恒温搅拌20小时，搅拌过程中添加50g盐酸做催化剂，再加入20g十二烷基苯磺酸钠，得到前驱含锆溶胶；将20mm厚的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍24h，浸渍温度为60℃，然后水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤10次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为800℃，得到片状氧化锆纤维块体。把前面制备的含锆溶胶、醋酸及氧化锆粉体配制成2000g分散液，含锆溶胶、醋酸及氧化锆粉体质量比:0.3：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.1:1，把片状的氧化锆纤维块体200g用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，倒入一定尺寸的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，得到一定尺寸的耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。
实施例3：
先将前驱1000g氧氯化锆锆溶解到4000g水中，在水浴锅中80℃恒温搅拌24小时，搅拌过程中添加50g硝酸做催化剂，再加入100g聚乙二醇600，得到前驱含锆溶胶；将20mm厚的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍24h，浸渍温度为60℃，然后水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤10次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为800℃，得到片状氧化锆纤维块体。利用前面制备的含锆溶胶、水及氧化锆粉体配制分散液1000g，含锆溶胶、水及氧化锆粉体质量比:0.1：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.3:1，把片状的氧化锆纤维块体300g用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，倒入一定尺寸的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，得到一定尺寸的耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。
实施例4：
先将前驱1000g氧氯化锆锆溶解到4000g乙醇中，在水浴锅中80℃恒温搅拌10小时，搅拌过程中添加一定量的50g硝酸做催化剂，再加入100g聚乙二醇600，得到前驱含锆溶胶；将20mm厚的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍5h，浸渍温度为60℃，然后水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤10次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为800℃，得到片状氧化锆纤维块体。利用前面制备的含锆溶胶、乙醇及氧化锆粉体配制分散液1000g，含锆溶胶、乙醇及氧化锆粉体质量比:0.1：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.1:1，把片状的氧化锆纤维块100g用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，倒入一定尺寸的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，得到一定尺寸的耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。

Claims (5)

1.一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，其特征在于：制备方法具体包含以下步骤：
a、前驱含锆溶胶的配制：先将前驱金属锆盐溶解到溶剂中，在水浴锅中恒温搅拌10～24小时，搅拌过程中添加一定量的催化剂和添加剂，得到前驱含锆溶胶；锆盐、溶剂、催化剂和添加剂的质量比为1:1～4：0.01～0.05：0.02～0.1；
b、将厚度为5~20mm的黏胶纤维模板在配制的含锆溶胶中浸渍5~24h，浸渍温度为28～60℃，然后用水洗除去多余的金属盐溶液，干燥，循环该步骤3～10次，之后得到含锆前驱体纤维；将前驱体纤维在快速升温炉中热处理，热处理温度为400～800℃，即可得到片状氧化锆纤维块体；
c、把片状的氧化锆纤维块体用高速分散设备打碎，均匀分散到配制好的含有锆溶胶的分散液中，到得稳定的浆体，将稳定的浆体倒入的模具中，经过压滤处理，得到氧化锆纤维制品湿坯，然后干燥，并进行高温热处理，即可得到耐高温性能良好的氧化锆纤维隔热制品。
2.如权利要求1所述的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，其特征在于：步骤c中含有锆溶胶的分散液由所述的含锆溶胶、溶剂及氧化锆粉体配制而成，含锆溶胶、溶剂及氧化锆粉体质量比:0.1~0.3：1：0.1，片状的氧化锆纤维块体与含有锆溶胶的分散液的质量比为0.1～0.3:1。
3.如权利要求1所述的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为水、醋酸、乙醇中的一种。
4.如权利要求1所述的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为盐酸、硝酸中的一种。
5.如权利要求1所述的一种氧化锆纤维隔热制品的制备方法，其特征在于：所述的添加剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇600中的一种。
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