CN85105694A - 隔热系统 - Google Patents

Abstract

一种方法及用具，用作在喷射无机耐热粘性粘接剂物质时，同时把一道散纤维导进纤维流中。这样便可形成一层高温隔热纤维。粘接剂可以是磷酸盐胶粘剂混合物，或材料的胶质悬浮物与胶粘剂的混合物，胶粘剂最好是蒙脱粘土。

Description

本发明有关的方法，是把一层有粘性无机粘接剂外层的纤维，用干一个表面上。更具体地说，本发明是喷射一层耐热纤维的方法，而此纤维涂铺以高温无机粘合剂，包括蒙脱粘土。进一步来说，本发明是一种方法，也是一种工具，用于在一个表面上，喷射一种含有蒙脱粘土的新型粘接剂的耐热纤维，并使其固化。

过去，耐高温的纤维状物质被用在受热表面上例如热处理炉或窑的热表面上，方法是把含有这种纤维的絮垫或条子连接到热表面上。这种方法需要机械性锚固或用紧固的方法，把条子连接到热表面上。由于这种机械性连接需要大量人力及紧固材料来连接条子，所以费用很昂贵。另外，因为这方法要求炉或窑会有一段长时间停止使用，所以极为费时。最后，在连接过程中，或稍后在热收缩令纤维层间产生热漏时，相联的条子间会出现缝隙。

关于把耐热纤维连接到窑及炉壁上的改良方法，美国专利4,381,634号已有说明。这个方法包括模件的机械性连接，及解决很多有关补层问题，尤其在高温下由于热收缩，补层边缘之间裂缝的问题。然而，正如上述方法一样，模件的使用亦需要机械方法将模件连接到炉的金属壁上，仍要耗费相当大的人力。在旧的厚耐熔补层，例如耐热砖上，再铺上补层方面，发现使用模块，也有其价值。在此情况下，通常使用水力装置性质的耐热灰浆或粘胶，把折合或折叠的模件，粘附到旧的整个补层或砖补层。这种重铺窑内补层的方法，需要很多人力，把耐热灰浆涂到砖上，然后再迅速地在其上面铺上折合的模件。这种方法需要在燃点重新铺上补层的窑前，提供时间予水力灰浆的装置。

上述所有方法的共同特点是它们都给窑的内部铺上未粘合的耐热纤维补层。经过一段时间后，纤维的玻璃光泽消失(结晶)，因而丧失其部分机械强度，令它们更容易因窑内热的机械装置产生的高速气流而受到机械磨损和损坏。

把耐高温粘合剂粉末与水混和后连同耐热纤维喷射。传统上，这些方法使用的铝酸钙水泥其碱性很高且会在悬浮液中沉降。在此系统中，很难把纤维与粘接剂均匀地混和。在水泥干以前，一定要获得水力粘结，否则纤维不会粘结。另外，必须小心弄干喷上的混合剂，以防止其急剧散裂。

喷射隔热物质的其他方法，过去利用过有机粘接剂。例如，1960年三月廿二日发行的美国专利2,929,436号公开了喷射纤维与树脂混合物的方法和工具。如同先前方法运用所示，这专利公开了在喷管内混和纤维和树脂及把此混合物喷在一个表面上的做法。可是，当为了迎合其预期目的，却揭示了这种方法和工具若用在耐热纤维上喷射粘性无机粘接剂时，会令喷管阻塞。此外，耐熔纤维的不完整会削弱纤维层，因而令隔热层在高温下失去效用。因为耐热纤维所承受的温度，通常都在2000°F或以上，如果隔热层失去效用，便会对从事例如钢铁工业的工人有危险，也会对炉及窑造成严重的损毁。所以，耐热纤维与粘性无机粘接剂的紧密混合物形成一完整层，对炉及窑的安全及有效率的操作，是很重要的。

在从前的工艺中，用以粘结耐熔纤维的粘接剂包括各种化合物，例如胶质二氧化硅及磷酸(其实P₂O₅可在适当的温度度条件下，从H₃PO₄衍生而来)。在某些用途上，这些粘接剂系统有其作用，但不是没有缺点的。例如，在从前的工艺中，磷酸接合剂不能牢固地附在耐热纤维上。如果含胶质二氧化硅的粘接剂被置于凝固温度下，则粘接剂中的胶质二氧化硅易产生不可逆的沉淀。

早先工艺中粘接剂系统的一个非常严重的缺点，便是粘接剂的迁移。即是说，由于粘接剂是正固化的，粘接剂迁移到物质的表面，会令物质内部非常柔软。这使结果所获的物质在保持完整方面，产生严重的问题。因此，这种物质不适宜用于需要，完整结构的用途上。此外，从前的粘接剂系统使用，如胶质二氧化硅或氧化铝等胶质悬浮体，都需要得小心使之固化。意思是说，由于粘接剂的迁移，在胶质溶胶凝固前，应先让它凝胶。否则，会造成粘接剂粒子从隔热层的内部迁移到表面上。此外，从前的粘接剂一定要喷在一个凉的表面上，因而在炉中装上隔热设备前，需要较长的冷却期。

在先工艺的粘接剂的另一缺点是它们并不如耐熔纤维一般的耐热。所以，在高温使用纤维和粘接剂的混合物会受到粘接剂特性的限制，而不会受纤维的限制。例如，如果从耐熔纤维制成的隔热产物中所用的粘接剂有效的最高温度是2000°F，即使耐熔纤维可抵受2600°F的高温，产物也只可用于2000°F以下的环境中。粘接剂和纤维间的反应，令纤维组织流动，因而增加纤维的收缩。所以，纤维-粘接剂系统使用温度低于纤维单独使用的温度。

使用从前的粘接剂系统的其他实际问题包括：价钱昂贵，在应用上有安全上及环境上的问题，缺乏良好的悬浮特性，并且使用从前的磷酸粘接剂时，粘接剂在很多应用中不具备所需的粘性或粘合性。使用中理想的是把耐熔纤维喷到像炉壁等表面上，粘接剂必定要有足够的粘性，让纤维互相粘合，及粘附到该表面上。

本发明是把纤维层敷在表面方法，同时用粘性无机粘接剂包敷纤维。包敷纤维的粘接剂层经处理，使它变成单块层。纤维从喷枪喷出时，便敷盖上粘接剂，覆盖后的纤维互相粘结，并使它们粘附在被喷的表面上。纤维一旦粘结到表面上，可以用例如压实的方法压紧纤维，以增加该层的密度。纤维层经这样处理，而把层中所有水份除去。为了凝固粘接剂及纤维，最好是把纤维层置于350°F以上温度下数小时。而且，纤维层可立刻暴露于高达1000°F温度而不会受损害。

本发明把一种无机粘结混合料与耐热粘土结合。粘接剂的粘合特性使它适用于多种不同的用途。本发明制造的粘接剂可抵受至少3000°F的高温，让它可与高温耐熔纤维一起使用。此外用的耐熔纤维是在超过1500°F高温下，都不会有不良影响的无机非晶态或晶质纤维，例如氧化铝-二氧化硅纤维。不过，也可使用习用的氧化锆、铬、钙、镁及类似物质。此处公开的粘接剂可与金属氧化物一同使用，为这种物质提供隔热层。此外，本发明的粘接剂系统大大地减少或削除在工艺中出现的粘接剂迁移。

粘接剂包括和磷酸盐粘合基块结合的胶粘剂，例如磷酸铝。胶粘剂最好是像蒙脱石粘土等的耐热粘土。最理想的是西方班脱石粘土。也可把少量熔剂加进粘接剂内，以增加计温时粘接剂在纤维上的粘附力。亦可在粘接剂中加进氧化铬，让粘接剂在高温下更牢固地附在纤维上。此外，氧化铬会在粘接剂上加上颜色，这对覆盖过程是有帮助的。

除了磷化合物外，例如胶质二氧化硅，胶质氧化铝及胶质氧化锆等胶质悬浮物，都可与这里公开的胶粘剂结合，制成适当的粘接剂。在此公开的胶粘剂与这些胶质悬浮物结合，与胶质粘接质，例如胶质二氧化硅有关的严重粘接剂迁移问题都解决了。加进胶粘剂，使粘接剂具有良好的悬浮特性。此外，本发明推荐的粘接剂可以直接喷到热表面上，因而省却了在炉中装上隔热层所需的完全冷却的时间。本发明的新粘接剂能减少覆盖了的纤维的收缩，因而改进它们的耐热特性。由于收缩量的减低，层中有裂缝而令隔热层失去效用的机会也减少。在先工艺的粘接剂，尤其是胶质二氧化硅粘结剂所要求的胶质二氧化硅凝胶没有在此所公开的胶粘剂。要不然，粘接剂迁移到隔热层表面的问题会很严重。

图1显示，有粘接剂外层的纤维，施到炉上。

图2是用以进行本发明方法的新型喷枪的放大透视图。

图3是沿图2的3-3线的垂直横切面。

图4是新型喷枪的立面图。

图5是提供了一条环形纤维路径的另一种喷枪的正面透视图。

图6是推荐用以进行本发明的方法的喷枪的侧面断面图。

参照图1，一个穿着包括呼吸工具13的适当保护性服装12的操作员11，拿着通常指定是如14一般的喷射工具，把包敷耐热纤维的粘剂流15喷到炉壁16上。在这里使用的无机，非晶态或晶质的耐热纤维，在超过1500°F的高温下都不会有不良影响。这些纤维有氧化铝-二氧化硅-氧化锆纤维，氧化铝二氧化硅纤维及其他在此工艺上已知的耐热纤维。纤维最好由一个适当的压缩工具(未示出)而来的压缩空气喷出。炉壁16是炉11的一面空的金属墙。同样地，天花板17是炉11的一面可以喷上流15的空金属墙壁。炉11的先前用过或新的耐熔砖墙18亦可以涂上有粘接剂外层的纤维。同样地，曾经这种工艺的传统做法敷上耐热纤维模块的壁19也可用本发明的方法覆盖。另一个操作员，通常指定是21，也穿上保护性服装和带上呼吸工具，拿着可用作压缩有粘接剂外层的纤维层的压缩工具22，这样用本发明的方法增加了纤维层的密度。

图2对喷枪14作了更详尽的说明，更具体地说，耐热纤维流24经道管23从偏导体25及歧管26组成的环形路径中流出。偏导体25最好是锥形及如图3所示，用一片或更多的叶片27，支持在歧管26内。偏导体25将散纤维偏导，因着偏导体25及歧管26的形状而采取蛋形或圆形构形的环径。因此，如以下所述，在一条两边都会被覆盖的环形径内，会有幼带状的纤维流。粘接剂溶液径供料管27及粘接剂闸28输入外喷管歧管26，从而进入围绕着环形纤维流24外面37的多个间空的喷管31。喷管31是向内的，以便能在外纤维37从喷枪14发散的时候，把液体粘接剂溶液喷上。同样地，偏导器25上也有一圈的内喷管32，使粘接剂能喷进纤维流24的内表面30上。粘接剂在压力下，经供料管28，闸29及歧管26输进喷管31。粘接剂也在压力下，经供料管28，闸29及偏导器25送进喷管32。纤维从喷枪14喷出时，被粘接剂均匀地弄湿两边。因此，在到达被覆盖的表面前，纤维已均匀地铺上液体粘接剂溶液。

图4是喷枪14连接到活动管33的侧面立面图。纤维可从偏远的地方，经管33流进喷枪14内的导管23，让操作员在需要喷射的范围内，可以活动自如。同样粘接剂也经活管28输进喷枪14。

图5是另一形式的喷枪的透视图，偏导器25和歧管26都是圆形的，以便喷枪14喷出的环形纤维路24能成圆形。

图6显示了本发明推荐的新型喷枪的侧面图。在此喷枪中没有使用偏导器以改变纤维流24的径途。喷管36却被接到大约在纤维流24的途径中心的输送管35，并由输送管35支撑着。因此，在喷管31把粘接剂喷到纤维流24的外部37时，喷管36可保证纤维流24中心的纤维都被盖上粘接剂。喷管36沿一种椎形途径把粘接剂喷出，以便可把纤维完全覆盖。此外，亦应明白到，虽然只公开了一个喷管36，但本发明的范围，可让纤维流24中有超过一个喷管36。

所以，联合使用喷管31及32，可以均匀地覆盖流动的纤维流36中的纤维。如此，所有纤维都盖上粘性无机粘接剂。若粘接剂是极有粘性的，这点尤为重要，因此在流动的物质中，很难喷上粘接剂。由于纤维与粘接剂都在高温环境中使用，纤维必定要均匀地覆盖，以便覆盖了的纤维层能有足够的完整度，在炉壁上形成单块层。由于该层要抵受高温的关系，纤维的不完整覆盖，会传内衬层失去效用。

实际上，在施行本发明时，最好是把水加进浓缩于在被喷的表面附近的桶内的粘性高温粘接剂。把耐高温的散纤维，例如氧化铝-二氧化硅-氧化锆纤维置于漏斗内，如果要纤维从这里经喷枪14喷出，也可把纤维弄碎。浓缩液体粘接剂在桶内与水混和，容率比率最好是4.5份水对1份浓缩粘接剂。不过，稀释比率是要根据粘接剂的浓缩及具体的应用情况而决定的。在输进喷枪中时，桶内的粘接剂要保持搅动，以保证稀释粘接剂能均匀均匀地混和。参照图6，稀释粘接剂溶液经输送管28输进外喷管歧管26，从而输进喷管31。粘接剂亦经管35送到喷管36。喷管31和36把粘接剂喷进纤维流24。比率最好是约1.75英磅纤维对约1英磅液体粘接剂。正如粘接剂的稀释比率一般，这个比率可根据具体的粘接剂稀释度及应用而改变。

本发明的方法保证纤维在送向被喷射的表面途中，能被均匀地覆盖，使纤维互相粘接到表面上，形成可积至理想厚度的湿纤维层。实行这方法时，就曾获得厚达14吋的湿纤维层。喷枪14可按需要放置于离表面二至四呎或以上的距离。喷出的粘接剂溶液在到达表面前可能会集中于喷出的纤维的轴心，在到达表面前也许不会出现这集中点，而会出现于被喷的表面后的一个虚点。散纤维可由一个适当的喷吹工具(没有图示)吹经纤维输送管23，速度最好高达每分钟约200立方呎的空气。

由于水的可用性及价钱，它是最好的稀释剂，但也可使用其他如醇或醚等惰性稀释剂。覆盖了的纤维一旦如图1般涂到表面上，便可填压有粘接剂外层的纤维，正如图1操作员21所做的一样。图中的操作员21正在使用压缩铲22把覆盖了的纤维压成理想的密度。表面一旦被涂上理想密度的纤维，粘接剂便会通过加热至最低350°F，最好是450°F或以上而结壳。这个是纤维结壳的最佳办法，但本发明的方法也可使用任何驱除覆盖了的纤维层的水份或其他稀释剂及一切湿气的结壳方法。

如图1所示，本发明的方法可用作在不同的表面上涂上有粘接剂外层的纤维。有粘接剂的纤维流可直接涂在表面上而不需任何支持，有时也可为纤维层提供额外的支持。例如可把金属网车床连接到炉11的天花板17上，以为有粘接剂外层的纤维层提供额外支持。也可使用这工艺习用的其他支持结构。此外，有粘接剂外层的纤维最好是涂在有适当準备的表面上。即是说，如壁18上的耐熔砖或其他独块高密度耐熔物质，应该经过喷砂，或除去被覆盖的表面上的松脱或碎屑物质。如果要把有粘接剂外层的纤维涂上如图1的金属表面17或壁16上，有时也可利用柏油或其他保护性外层。若果用这方法把有粘接剂外层的纤维涂上如图1壁19的已有耐熔纤维的墙上，最好先把要覆盖的表面上的一切有松脱或碎屑的表面清除。有粘接剂外层的纤维也可涂在本来已盖上有粘接剂外层的纤锥层或纤维构成的形状上。那是说，如果原有的一层因器械性或其他的接触而部份剥落，可以在损坏的部位涂上一层新的有粘接剂外层的纤维。很多时候，最好在涂上纤维-粘接剂层的表面上，再喷上一层粘接剂。

很明显地，这个使用耐熔纤维内衬层的方法解决了上述不少的缺点。譬如说，这方法不必像在先工艺一般，为了以模块的形式涂上纤维而在旧的砖墙或耐熔内衬层上涂上灰浆。粘接剂为涂上新层提供了接合的技巧，因而减少了劳工成本。这方法也不需要在燃点前等待一段长时间，让灰浆形成水硬粘合，然后让它慢慢变干。此方法消除了从前的接合方法其中一个短处，不用在涂上纤维层或模块后，再把外露的纤维铺上接合物质，以防止磨损。本方法保证层中所有纤维互相粘接，形成优良的独块内衬层。

用本方法铺上内衬层的表面不易受器械性或气体速度碎损。为了证明这点，可进行以下实验：根据此方法，把一层约两吋厚的2600°F耐熔纤维(MANVILLE CERACHROME)喷在一面18吋×19吋的自立耐熔砖墙上。这面墙直接置于炉的空气天然气燃烧器的通道前，让喷上衬层的表面能在距燃烧器24吋的距离，被火焰燃烧至90°F。反覆燃烧至2200°F，2400°F和260°F后，在此极端温度和气体流速度下，衬层也没有丝毫受损。

现在公开一个把有粘接剂外层的耐熔或其他纤维涂到一表面上的新方法。因为这方法保证耐高温纤维能互相结合及粘附到表面上，所以便能很快地涂上隔热纤维厚层。由于用这方法铺上隔热层正常来说只需很少时间，装置的费用火炉或其他要铺上隔热层的设备停止生产的时间也大大的减少。最后，使用这方法可立刻加热纤维层，使火炉或其他设备几乎在喷射后能立即投入服务。事实上，使用例如机械人或水上空气冷却喷管等遥控设备，更可在操作温度下把粘接剂纤维层涂到炉上。这对在操作时修理火炉是很有用的。

按照本发明，发现一个含铬铝酸盐及一种适当的粘性媒介的优良粘接剂系统。本发明推荐的铬铝磷酸盐可总括为以下方程式：Al₂O₃·3P₂O₅·xCr₂O₃，而x的数值大约从0.1至10。

本发明中的粘性媒介是指为发明中的粘接剂系统提供粘性或粘附特性的物质。这些粘性媒介一般是无机的。耐高温粘土，特别是蒙脱石粘土(最好是西班脱石粘土)。以钠和钙为基本的粘土，例如南班脱石，也可用作粘性媒介。无论使用什么粘性媒介，该媒介的化学与物理特性，也应与整个粘接剂系统及用途配合。有一点很重要的是，使用的增粘剂份量，在高温下不要令粘接剂-纤维系统产生熔解。

发明的粘接剂系统虽然可以根据这工艺习用的适当方法制造，但本发明的优良粘接剂系统最好依照以下的归纳过程制造。

把磷酸溶液，如硼酸等适当的熔解媒介与班脱石粘土的混合物搅动，然后加热至配料可互相起反应的温度(通常是100°F)。虽然也可使用不同浓度的磷酸，但在本发明中最好选用75％浓度或以上的磷酸。此处使用的适当熔解媒介包括那些能通过改善在高温的玻璃粘结而加强粘接剂系统的物质。最好的熔解媒介是硼酸，但也使用例如炭化钠、氯化镁、镁硝酸盐、炭化钙、氧化钴等其他的无机金属盐。

加热至约100°F后，上述反应混合物与水合氧化铝化合。氧化铝最好是例如由ALCOA公司推销，商标注册号C-31的水合氧化铝。然后把混合物加热至约180°F，再加上氧化铬(Cr₂O₃)。氧化铬的比重最好是5·1，使用的份量是混合物总重量的1.26％。这时侯，反应变成放热反应，温度上升至约238°F，混合物的体积大概变成两倍，反应便完成了。让溶液冷却，加进如水等的惰性载体，以把粘接剂在室内温度下的比重调整至1.70。

以上组份在本发明中根据以下粘接剂总重量的一般、推荐的及最好的百分比使用。组份           一般    推荐的    最好的磷酸溶液      60-90    75-85     78.8熔解媒介      0-5      2-4       2.87粘性媒介      1-8      1-5       2.87水合氧化铝    5-30     10-20     14.2铬化合物      0.5-5    1-2       1.26

除公开的氧化铬Cr₂O₃外，也可加进其他在适当温度下可转化成氧化铬Cr₂O₃的铬化合物，包括铬酸溶溶液(H₂CrO₄)及如镁铬酸盐等铬盐溶液。

同样地，虽然氧化铝被公开是磷酸溶液作反应的最佳，金属氧化物，但也可使用氧化镁或其他适合的，能与磷酸溶液起反应而不离本发明范围的金属化合物。

另一种粘接剂的制成包括把胶质硅氧与粘性媒介化合。最好使用含15％固体的NALCO 1115胶质硅氧的4millimicron大小的溶胶。把大约40磅的这种胶质硅氧与1.25磅西班脱石混合，形成粘性粘接剂。

在粘接剂基层中加进如西班脱石等蒙脱石粘土，会产生几乎能粘附在任何表面上的粘性接剂。使用的最好是西班脱石，但任何从蒙脱石类粘土矿物选出的粘土，也是适合的粘性媒介。

本发明的粘接剂可在喷射过程中与耐熔纤维一起使用。那是说，在耐熔纤维从喷枪喷出时，可同时被本发明的粘接剂覆盖。这种覆盖耐熔纤维与粘接剂的方法，会把耐熔纤维的操作温度，提升至超过它们的正常温度率。把耐熔纤维涂上如炉壁的表面上时，要把粘接剂冲稀，最好是用水冲稀，容积比例是4.5份水对1份粘接剂。冲稀了的粘接剂最好是在稀释容器中搅动，保证在喷射过程中混合物能保持均匀。稀释粘接剂可与纤维一起喷到表面上，比例可根据粘接剂的稀释度而定。以上推荐的铬铝磷酸盐中，最好使用1.75磅纤维对1.0磅粘接剂的比率。

以下列出粘接剂各种不同组合与浓度的例子：

粘接剂1号是由NALCO化学公司销售的NALCO AG 1115胶质硅氧的混合物，微粒的大小是4nillimicron，含有15％固体。把40磅这种溶液与1.25磅西班脱石混合。所获的粘接剂以30％粘接剂，70％氧化铝-硅氧-氧化锆纤维的重量比率喷出，再在1000°F结壳。所获的12磅/立方呎化合物有良好的整体性。

粘接剂2号是按照从前公开的组成方法，用铬铝磷酸粘接剂基层与班脱石粘土及硼酸制成的混合体。浓缩的粘接剂以4对1的容积比率用水冲稀。然后与氧化铝-硅氧-氧化锆纤维一起喷出，重量比例是l4％粘接剂对86％纤维。这化合物再于1000°F结壳，产生12磅/立方呎的物质。

粘接剂3号是在40磅水中的

磅胶质氧化铝，2磅-325网状Al₂O₃微粒和 磅班脱石的混合物。浓缩粘接剂以40％粘接剂对60％纤维的比率，与氧化铝-硅氧-氧化锆纤维一起喷出。所获的物质在1000°F结壳，产生一种不能粘附在硅衬底上的物质，也不能产生物质或足够的整体性，所以也不能準确地量度密度。

粘接剂4号是11磅高岭土，

磅西班脱石及30磅水的混合物。这种混合物因粘性太强而不能喷出。

粘接剂5号是根据从前公开的方法组成的铬铝磷粘接剂基层与班脱石粘土和硼酸的混合物。这种浓缩粘接剂以十对一的容积比率用水冲稀，再以相同的重量，与氧化铝-硅氧-氧化锆纤维一起喷出。所获的物质在l000°F结壳，产生l5磅/立方呎密度的物质。

粘接剂6号是根据从前公开的方法组成的铬铝磷酸粘接剂与班脱石粘土和硼酸的混合物。此浓缩粘接剂以15对1的容积比率用水冲稀，再以45％粘接剂对55％氧化铝-硅氧-氧化锆纤维的重量比例与纤维一起喷出。所获物质在室内温度下结壳，产生13磅/立方叹密度的物质。

粘接剂7号是根据从前公开的方法组成的铬铝磷酸盐粘接剂基质与班脱粘土硼酸的混合物。此粘接剂以15对1的容积比例用水冲稀，再以36％粘接剂对64％氧化铝-硅氧-氧化锆纤维的重量比例与纤维喷出。所获物质在1000°F结壳，但产生的物质，却没有足够的完整度，所以亦不能量度它的密度。

粘接剂8号是如粘接剂1号的胶质硅氧粘接剂，不过是没有班脱粘土的。这种粘接剂以60％粘接剂对40％氧化铝-硅氧-氧化锆纤维的重量比例，与纤维一起喷出。所获物质在1000°F结壳，但由于粘接剂迁移的关系，所获的物质没有足够的完整度，所以不能量度它的密度。

粘接剂9号是班脱粘土与水的混合物，重量比例是10％班脱粘土对90％水。此粘接剂不与氧化铝-硅氧-氧化锆纤维粘合。

各种粘接剂组合的特点将于以下作出比较：

              结壳后与纤维

       粘接剂粘性  的完整度   粘接剂迁移粘接剂1号      有        良好        少许粘接剂2号      有        尚可        很少粘接剂3号      有        尚可        少许粘接剂4号      有        不详        不详粘接剂5号      有        最优        很少粘接剂6号      有        最优        很少粘接剂7号      有        尚可        不详粘接剂8号      无        不佳        很严重粘接剂9号      有        没有        不详

把粘接剂1，2，3，5和6号的物质与单独的纤维的收缩度作比较。置于2400°F4小时后，粘接剂一纤维的混合物有以下的收缩特性：

           收缩(％)

粘接剂1号            2.6

粘接剂2号            1.5

粘接剂3号            1.6

粘接剂5号            1.6

粘接剂6号            1.4

单独的纤维           2.0

从以上图表可见，上述最佳粘接剂组份的粘接剂2，5和6号组成的混合物的收缩度，比单独的纤维的收缩度低。粘接剂3号有低的收缩性，而具体的粘接剂组合却只有普通的接合特性。

比较粘接剂5号的各种结壳温度。根据粘接剂5号组份制成的物质，分另在250°F，350°F及450°F结壳。然后把每种物质都放在90％湿度的箱子里，历时72小时，结果如下：在250°F结壳而又加上31％水份的物质是又湿又软的，显示结壳不完整；在350°F结壳，而加上18％水份的物质则稍湿和软，不过已刚可接受；在350°F结壳而加上31％水份的物质，会是硬而完整的。因此，结壳的最低温度是350°F左右，最好更在450°F或以上。

为了定出铬铝磷酸盐最佳的稀释限度与粘接剂对纤维的比率，便试验了粘接剂2，5，6和7号的组份。把原来的浓缩粘接剂的重量比率与各纤维一粘接剂组成的物质的重量比较，以找出所获物质的完整度、粘接剂2号的浓缩粘接剂对纤维的重量比率是4.86％；粘接剂5号是14.52％；粘接剂6号是8.33％；而粘接剂7号则是5.72％。粘接剂5号和6号产生的物质有优良的完整度，而粘接剂2号和7号产生的物质的完整度却很普通。这表示浓缩粘接剂对纤维的重量比率最少应该是6％。所以，粘接剂稀释度及稀释粘接剂对纤维的重量比率，应按需要调节。

本发明是根据最好的系统公开的，但并不只限于此，因为也可在权项说明的范围内，作出改变或改善。例如，如图2和图5所示，喷枪可制成不同的几何构型，以便把纤维的途径引导到某具体位置上。此外，可以用各种稀释液作浓缩粘接剂的载体。虽然推荐的粘接剂是有班脱粘土的铬铝磷酸盐，但也可使用其他含蒙脱粘土等耐热粘土的粘接剂，或含足够蒙脱粘土的塑料粘土，以便能获得粘性无机粘接剂。最后，公开的方法虽是为喷射耐熔纤维而设，但也用作喷射，例如玻璃纤维、金属棉或其他适当的纤维。使用这些或其他耐熔纤维的组合，可形成层化的炉衬层，价钱却很便宜。此外，把粘接剂与颗粒物质，例如各种金属氧化物一起喷出，可在纤维一粘接剂层上，造成耐热表面。

Claims (44)

1.把纤维涂在表面上的方法，步骤如下：

把上述纤维流导向上述表面；

在上述导向步骤中，把粘性无机粘接剂复盖在这些纤维上，以便它们能互相粘接，及粘附到上述表面上；

把涂敷纤维结壳。

2.按照权项1的方法，其中的纤维包括耐热纤维。

3.按照权项1的方法，此外，在导向步骤前，先把上述无机粘接剂冲稀。

4.按照权项1的方法，再把上述有粘接剂外层的纤维层压缩，以便在结壳前能获得理想的密度。

5.按照权项1的方法，其中结壳步骤，包括把相对上述表面的纤维层，置于至少350°F的温度下。

6.按照权项1的方法，其中覆盖纤维的步骤，于纤维从喷枪喷出时进行。

7.按照权项1的方法，再把上述粘接剂喷进纤维流中。

8.按照权项1的方法，其中的粘接剂包括胶质微粒的悬浮物，这些胶质微粒的氧化物在1500°F以上的温度，并不会作为氧化铝二氧化硅纤维的熔剂。

9.按照权项1的方法，其中的粘接剂含磷酸盐化合物与蒙脱粘土。

10.按照权项1的方法，在上述导向步骤前，把以上粘接剂喷到上述表面上。

11.一个生产纤维层的方法，步骤如下：

把上述纤维导成流体构型；

把粘性无机粘接剂导进，上述流体构型中，同上述粘接剂覆盖上述纤维，令纤维互相粘结；

把覆盖了的纤维结壳。

12.根据权项1的方法，在把覆盖了的纤维结壳前，再进行以下步骤：

把例如金属氧化物等的颗粒物质流，导向上述覆盖了的纤维；及

在导向步骤中，用粘接剂覆盖上述颗粒物质，使覆盖了的物质互相粘结，及粘附到覆盖了的纤维上。

13.一种耐熔纤维，包括：

磷酸盐结合料；及

与上述磷酸盐结合料直接混合的胶粘剂。

14.按照权项13的粘接剂，其中的胶粘剂是蒙脱粘土。

15.按照权项13的粘接剂，其中的胶粘剂是班脱粘土。

16.按照权项13的粘接剂，另包括一种熔剂。

17.按照权项13的粘接剂，另包括从氧化铝，镁或二氧化硅中选出的金属化合物。

18.按照权项13的粘接剂，其中的熔剂是硼酸。

19.按照权项13的粘接剂，另包括铬的化合物。

20.按照权项19的粘接剂，其中的铬化合物是氧化铬。

21.一种耐熔纤维，重量百分比如下：

铬化合物             1-2％

磷酸                 75-85％

水合氧化铝           10-20％

粘接媒介             1-5％

22.按照权项21的耐熔粘接剂，另包括占5％重量的熔剂。

23.按照权项21的耐熔粘接剂，其中的胶粘剂包括蒙脱粘土。

24.一种耐熔粘接剂，包括：

胶质颗粒的悬浮物，它的氧化物在超过1500°F的温度下，并不会作为氧化铝硅氧纤维的熔解媒介；及

与上述悬浮物直接混合的胶粘剂。

25.按照权项24的粘接剂，上述胶质悬浮颗粒是从氧化铝，硅氧或氧化钴中选出。

26.按照权项24的粘接剂，其中的胶粘剂包括蒙脱粘土。

27.制造耐熔粘剂的方法，步骤如下：

搅动磷酸盐-粘性媒介的混合物；

把上述混合物加热至约100°F以上；

把水合氧化铝加进上述混合物中；及

把上述水合氧化铝-磷酸盐-胶粘剂加热至约180°F以上。

28.按照权项27的方法，再把一种铬化合物加进上述混合物中。

29.按照权项27的方法，再把一种熔解媒介加进上述磷酸盐-胶粘剂的混合物中。

30.按照权项27的方法，其中的胶粘剂包括蒙脱粘土。

31.按照权项29的方法其中的熔剂是硼酸。

32.一种制造耐熔粘接剂的方法，包括把从氧化铬，二氧化硅或氧化钴中选出的颗粒的胶质悬浮物，与胶粘剂发生反应。

33.按照权项32的方法，其中的胶粘剂是蒙脱粘土。

34.一种耐熔物质，含有：

占大部份的耐熔纤维；及

磷酸盐-胶粘剂混合物。

35.按照权项34的物质，其中的胶粘剂包括蒙脱石粘土。

36.按照权项34的物质，其中的混合物另包括一种铬化合物。

37.按照权项34的物质，其中的混合物也包括一种胶粘剂。

38.按照权项37的物质，其中的胶粘剂是硼酸。

39.按照权项34的物质，其中的混合物也包括氧化铝。

40.一种耐熔物质，含有：

占大部分的耐熔纤维；及

一种粘接剂，包括：

一种颗粒的胶质悬浮物，它的氧化物在1500°F以上的温度下不会作为耐熔纤维的熔剂；及

与上述悬浮物直接混合的胶粘剂。

41.按照权项40的物质，其中的胶质悬浮颗粒是从氧化铝，硅氧或氧化钴中选出的。

42.按照权项40的物质，其中的胶粘剂包括蒙脱粘土。

43.用作引导一道移动中的物质的喷枪，包括把这道移动中的物质限于预定的构型的输料管，及最少一个位于上述喷枪上的喷管，以便能把粘接剂导向那道移动着的物质外面，改善的地方包括：

在上述移动的物质流中，有最少一个内喷管。

44.一枝喷枪，包括：

把一道移动着的物质导向预定的途径的输送管；

在上述输送管中的偏导器，以把移动中的物质限于环形途径中；

在上述环形途径外的喷枪连接了最少一个喷管；及

在上述环形途径内的喷枪最少一个喷管。

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