CN115159831B - 一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法，包括高纯氧化铝、硅石粉、结合剂、填料级助剂以及憎水剂组合而成，包括制备设备，其具体为电炉、喷吹设备、配浆池、成型池、模具、烘干炉、泵、以及打浆机；原料制备：将高纯氧化铝和硅石粉经电炉熔融，随后将其通过喷吹设备喷吹成絮状纤维，所制而成的絮状纤维为纤维板的原料，原料调试：将絮状纤维原料加入至配浆池内，并向配浆池内添加试剂，高纯氧化铝和硅石粉经过电路熔融，之后再通过喷吹设备将其制成絮状纤维，高纯氧化铝和硅石粉结合而成的絮状纤维经加工后能够使纤维板具有高铝性的效果，从而使其具有一定的耐高温性以及韧性。
Description
技术领域
本发明涉及硅酸铝纤维板技术领域，具体是涉及一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法。
背景技术
硅酸铝纤维板是采用湿法真空成型工艺加工而成，该类产品的强度高于纤维毯和真空成型毡，适用于对产品有刚性强度要求的高温领域。
根据专利申请号一‘CN201611104616.9’的‘一种硅酸铝纤维板及其制备方法’，“将硅酸铝纤维与水混合搅拌，得到混合物；将所述混合物、有机结合剂、无机结合剂与玻璃纤维粉混合搅拌，得到浆料；将所述浆料成型后干燥，得到硅酸铝纤维板。其中，所述硅酸铝纤维、有机结合剂、无机结合剂与玻璃纤维粉均同上所述，将硅酸铝纤维与水混合搅拌，优选将硅酸铝纤维投入预先注入水的打浆池中，并开启打浆机搅拌，得到混合物；所述搅拌的时间优选为10～20min；所述硅酸铝纤维与水的质量比优选为(0.5～1.5)：100。将所述混合物、有机结合剂、无机结合剂与玻璃纤维粉混合搅拌，得到浆料；所述混合搅拌的时间优选为15～25min。将所述浆料成型，在本发明中优选采用真空吸滤方式成型。成型后干燥，所述干燥的温度优选为100℃～150℃；所述干燥的时间优选为12～ 24h”，根据专利申请号二‘201811440967.6’中‘一种高密度硅酸铝纤维板及其生产方法’“在纤维层行进的过程中依次、连续地对所述纤维层施胶、脱出多余胶液、对所述纤维层挤压成型以形成纤维板，对所述纤维层施胶包括：将所述纤维层置于传输装置上，将配制好的胶液均匀地流淌至所述纤维层的表面，胶液在重力的作用下，穿过所述纤维层向下渗透，脱出多余胶液包括：通过负压作用，使多余的胶液从所述纤维层内脱出，以提高胶液的渗透速度、控制所述纤维层内的胶液存留量，对所述纤维层挤压成型包括：在所述传输装置的上方设置施压件，通过所述施压件对所述纤维层施加压力，以形成所述纤维板，通过调节所述施压件到所述传输装置的距离，以控制所述纤维层的厚度，还包括：在对所述纤维层施胶前，通过负压作用，使纤维棉被吸到所述传输装置上，以形成所述纤维层，还包括：对成型后的所述纤维板进行干燥，还包括：对干燥后的所述纤维板进行剪切所述纤维板的原料包括85％～90％的硅酸铝纤维和10％～15％的无机粘结剂，所述无机粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、水玻璃、黏土和水泥”；
根据申请号一和二中所描述而制成的硅酸铝板纤维板中，其纤维原料为普通的硅酸铝纤维材料，且在制备成硅酸铝纤维板后，纤维板的含铝量较低，从而使得纤维板材在使用时耐高温性较差、韧性不足，且在烘干时，烘干的温度提升速率较快，从而导致板材外壁的水分流失较快，而板材内的部分水分被外部干涸的表壁所禁锢，进而使得板材内的部分水分无法得到风干，而造成所制成后的板材影响实用性，因此提出一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是硅酸铝纤维的含铝量较低，从而使得纤维板材在使用时耐高温性较差、韧性不足以及烘干的温度提升速率较快而造成所制成后的板材影响实用性。
本发明的技术方案是一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法，包括高纯氧化铝、硅石粉、结合剂、填料级助剂以及憎水剂组合而成，其中：
高纯氧化铝为70-80重量份；
硅石粉为15-20重量份；
结合剂为5重量份；
填料级助剂为3重量份；
憎水剂为3重量份。
优选的，制备所述高铝型硅酸铝纤维板所用的设备包括电炉、喷吹设备、配浆池、成型池、模具、烘干炉、泵、以及打浆机。
优选的，包括以下步骤：
S1、原料制备：将高纯氧化铝和硅石粉经电炉熔融，随后将其通过喷吹设备喷吹成絮状纤维，所制而成的絮状纤维为纤维板的原料；
S2、原料调试：将絮状纤维原料加入至配浆池内，并向配浆池内添加试剂；
试剂的种类为：结合剂、填料级助剂以及憎水剂；
且试剂的添加顺序为：
①、结合剂和填料级助剂；
②、憎水剂；
S3、浆料制备：通过打浆机在配浆池内进行打浆工作，打浆机的工作时长为 15-20min，且分为两个时间段，两个时间段的占比7：3，占比为7份的搅拌时间段是在添加完结合剂以及填料级助剂后，占比为3份的搅拌时间段为添加完憎水剂后，且打浆机的转速为10000-12000r/min；
通过以上方法将原料以及试剂充分打散成浆料；
S4、入模前的搅拌：将制备而成的浆料通过泵转移至成型池内，并使用压缩空气对其进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为1200-1500r/m。
S5、入模：将模具下降至成型池中，利用抽真空的原理，使纤维浆料吸附在模具上；
S6、脱模：对模具内含有水分的纤维料进行真空脱水、并将脱水后的料板进行脱模工作，且脱模后的料板至于托盘上；
S7、烘干加工：将含有料板的托盘防止入烘干炉内，烘干时间为15-26小时，烘干步骤分为三个区间，其具体如下：
①、40℃-50℃，烘干时间为3-6小时；
②、50℃-90℃，烘干时间为4-8小时；
③、90℃-120℃，烘干时间为8-12小时；
S9、保温：将烘干炉维持在30℃-40℃之间，且保温时间为12h。
优选的，所述结合剂为天然橡胶、糊精、纸浆废液或淀粉材质中的任意一种。
优选的，所述填料级助剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素或羟丙基纤维素材质中的一种。
优选的，所述憎水剂由硅烷基憎水材质与胶粉基憎水材质混合制成。
优选的，步骤S4中使用压缩空气对浆料进行搅拌的方法具体为：通过配气阀来改变压缩空气进入气缸的方向，从而使缸内活塞旋转运动进行搅拌。
优选的，步骤S6中真空脱水的具体方法为：采用输送装置将纤维料湿料输送至真空脱水辊，开启抽真空装置将真空脱水辊内部抽为真空，再开启脱水电机带动真空脱水辊转动将液体从辊面开设的出水孔甩出。
本发明的有益效果是：
1、高纯氧化铝和硅石粉经过电路熔融，之后再通过喷吹设备将其制成絮状纤维，高纯氧化铝和硅石粉结合而成的絮状纤维经加工后能够使纤维板具有高铝性的效果，从而使其具有一定的耐高温性以及韧性；
2、通过烘干炉将料板进行三个区间值的烘干加工，从而使得纤维板在被烘干时能够达到逐步烘干的效果，其内部的水分能够充分地排出板材外部，且区间烘干能够使炉内的所烘出的水分达到均匀消散的效果，避免炉内湿气较大而造成影响板材的烘干效率，且烘干后的保温工作能够使板材稳定自身的优益条件，增加其自身的性能稳定。
具体实施方式
本发明提供一个技术方案，一种高铝型硅酸铝纤维板及其制备方法，包括高纯氧化铝、硅石粉、结合剂、填料级助剂以及憎水剂组合而成，其中：
高纯氧化铝为70-80重量份；
硅石粉为15-20重量份；
结合剂为5重量份；
填料级助剂为3重量份；
憎水剂为3重量份。
具体的，制备所述高铝型硅酸铝纤维板所用的设备包括电炉、喷吹设备、配浆池、成型池、模具、烘干炉、泵、以及打浆机。
具体的，包括以下步骤：
S1、原料制备：将高纯氧化铝和硅石粉经电炉熔融，随后将其通过喷吹设备喷吹成絮状纤维，所制而成的絮状纤维为纤维板的原料；
S2、原料调试：将絮状纤维原料加入至配浆池内，并向配浆池内添加试剂；
试剂的种类为：结合剂、填料级助剂以及憎水剂；
且试剂的添加顺序为：
①、结合剂和填料级助剂；
②、憎水剂；
S3、浆料制备：通过打浆机在配浆池内进行打浆工作，打浆机的工作时长为 15-20min，且分为两个时间段，两个时间段的占比7：3，占比为7份的搅拌时间段是在添加完结合剂以及填料级助剂后，占比为3份的搅拌时间段为添加完憎水剂后，且打浆机的转速为10000-12000r/min；
通过以上方法将原料以及试剂充分打散成浆料；
S4、入模前的搅拌：将制备而成的浆料通过泵转移至成型池内，并使用压缩空气对其进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为1200-1500r/m。
S5、入模：将模具下降至成型池中，利用抽真空的原理，使纤维浆料吸附在模具上；
S6、脱模：对模具内含有水分的纤维料进行真空脱水、并将脱水后的料板进行脱模工作，且脱模后的料板至于托盘上；
S7、烘干加工：将含有料板的托盘防止入烘干炉内，烘干时间为15-26小时，烘干步骤分为三个区间，其具体如下：
①、40℃-50℃，烘干时间为3-6小时；
②、50℃-90℃，烘干时间为4-8小时；
③、90℃-120℃，烘干时间为8-12小时；
S9、保温：将烘干炉维持在30℃-40℃之间，且保温时间为12h。
具体的，所述结合剂为天然橡胶，糊精，纸浆废液或淀粉材质中的任意一种。
具体的，所述填料级助剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素或羟丙基纤维素材质中的一种。
具体的，所述憎水剂由硅烷基憎水材质与胶粉基憎水材质等质量比混合制成。
具体的，步骤S4中使用压缩空气对浆料进行搅拌的方法具体为：通过配气阀来改变压缩空气进入气缸的方向，从而使缸内活塞旋转运动进行搅拌。
具体的，步骤S6中真空脱水的具体方法为：采用输送装置将纤维料湿料输送至真空脱水辊，真空脱水辊内部中空，表面布设出水孔，且外部两端同轴活动套设有脱水外壳，脱水外壳的外侧装设有抽真空装置，真空脱水辊的一端相对脱水外壳活动安装有脱水电机，开启抽真空装置将真空脱水辊内部抽为真空，再开启脱水电机带动真空脱水辊转动将液体从辊面开设的出水孔甩出至脱水外壳腔内，最后通过腔室开设的排水口排出。
工作原理：原料制备：将高纯氧化铝和硅石粉经电炉熔融，随后将其通过喷吹设备喷吹成絮状纤维，所制而成的絮状纤维为纤维板的原料；
原料调试：将絮状纤维原料加入至配浆池内，并向配浆池内添加试剂；
试剂的种类为：结合剂、填料级助剂以及憎水剂；
且试剂的添加顺序为：
①、结合剂和填料级助剂；
②、憎水剂；
浆料制备：通过打浆机在配浆池内进行打浆工作，打浆机的工作时长为 15-20min，且分为两个时间段，时间段的占比7：3，占比为7份的搅拌时间段是在添加完结合剂以及填料级助剂后，占比为3份的搅拌时间段为添加完憎水剂后，且打浆机的转速为10000-12000r/min；
通过以上方法将原料以及试剂充分打散成浆料；
高纯氧化铝和硅石粉经过电路熔融，之后再通过喷吹设备将其制成絮状纤维，高纯氧化铝和硅石粉结合而成的絮状纤维进加工后能够使纤维板具有高铝性的效果，从而使其具有一定的耐高温性以及韧性；
入模前的搅拌：将制备而成的浆料通过泵转移至成型池内，并使用压缩空气对其进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为1200-1500r/m；
入模：将模具下降至成型池中，利用抽真空的原理，使纤维浆料吸附在模具上；
脱模：对模具内的纤维湿料进行真空脱水、并将脱水后的料板进行脱模工作，且脱模后的料板至于托盘上；
烘干加工：将含有料板的托盘防止入烘干炉内，烘干时间为15-26小时，烘干步骤分为三个区间，其具体如下：
①、40℃-50℃，烘干时间为3-6小时；
②、50℃-90℃，烘干时间为4-8小时；
③、90℃-120℃，烘干时间为8-12小时。
具体的，保温：将烘干炉维持在30℃-40℃之间，且保温时间为12h；
通过烘干炉将料板进行三个区间值的烘干加工，从而使得纤维板在被烘干时能够达到逐步烘干的效果，其内部的水分能够充分地排出板材外部，且区间烘干能够使炉内的所烘出的水分达到均匀消散的效果，避免炉内湿气较大而造成影响板材的烘干效率，且烘干后的保温工作能够使板材稳定自身的优益条件，增加其自身的性能稳定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (4)
1.一种高铝型硅酸铝纤维板，其特征在于：包括高纯氧化铝、硅石粉、结合剂、填料级助剂以及憎水剂组合而成，其中：
高纯氧化铝为70-80重量份；
硅石粉为15-20重量份；
结合剂为5重量份；
填料级助剂为3重量份；
憎水剂为3重量份；
所述的一种高铝型硅酸铝纤维板的制备方法，制备所述高铝型硅酸铝纤维板所用的设备包括电炉、喷吹设备、配浆池、成型池、模具、烘干炉、泵、以及打浆机；
所述的一种高铝型硅酸铝纤维板的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料制备：将高纯氧化铝和硅石粉经电炉熔融，随后将其通过喷吹设备喷吹成絮状纤维，所制而成的絮状纤维为纤维板的原料；
S2、原料调试：将絮状纤维原料加入至配浆池内，并向配浆池内添加试剂；
试剂的种类为：结合剂、填料级助剂以及憎水剂；
且试剂的添加顺序为：
①、结合剂和填料级助剂；
②、憎水剂；
S3、浆料制备：通过打浆机在配浆池内进行打浆工作，打浆机的工作时长为15-20min，且分为两个时间段，两个时间段的占比7：3，占比为7份的搅拌时间段是在添加完结合剂以及填料级助剂后，占比为3份的搅拌时间段为添加完憎水剂后，且打浆机的转速为10000-12000r/min；
通过以上方法将原料以及试剂充分打散成浆料；
S4、入模前的搅拌：将制备而成的浆料通过泵转移至成型池内，并使用压缩空气对其进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌速度为1200-1500r/m；
S5、入模：将模具下降至成型池中，利用抽真空的原理，使纤维浆料吸附在模具上；
S6、脱模：对模具内含有水分的纤维料进行真空脱水、并将脱水后的料板进行脱模工作，且脱模后的料板至于托盘上；
S7、烘干加工：将含有料板的托盘放置入烘干炉内，烘干时间为15-26小时，烘干步骤分为三个区间，其具体如下：
①、40℃-50℃，烘干时间为3-6小时；
②、50℃-90℃，烘干时间为4-8小时；
③、90℃-120℃，烘干时间为8-12小时；
S8、保温：将烘干炉维持在30℃-40℃之间，且保温时间为12h；
步骤S4中使用压缩空气对浆料进行搅拌的方法具体为：通过配气阀来改变压缩空气进入气缸的方向，从而使缸内活塞旋转运动进行搅拌；
步骤S6中真空脱水的具体方法为：采用输送装置将纤维料湿料输送至真空脱水辊，真空脱水辊内部中空，表面布设出水孔，且外部两端同轴活动套设有脱水外壳，脱水外壳的外侧装设有抽真空装置，真空脱水辊的一端相对脱水外壳活动安装有脱水电机，开启抽真空装置将真空脱水辊内部抽为真空，再开启脱水电机带动真空脱水辊转动将液体从辊面开设的出水孔甩出至脱水外壳腔内，最后通过腔室开设的排水口排出。
2.根据权利要求1所述的一种高铝型硅酸铝纤维板，其特征在于：所述结合剂为天然橡胶、糊精、纸浆废液或淀粉材质中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种高铝型硅酸铝纤维板，其特征在于：所述填料级助剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素或羟丙基纤维素材质中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高铝型硅酸铝纤维板，其特征在于：所述憎水剂由硅烷基憎水材质与胶粉基憎水材质混合制成。
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