[发明专利]一种含有莫来石晶相的氧化铝基长纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种含有莫来石晶相的氧化铝基长纤维，其特征在于：所述长纤维晶 体结构为莫来石晶形或由莫来石和氧化铝两种晶形组成，若由两种晶形组成， 其中莫来石晶形含量占总晶形含量为a，且2.6％≤a＜100％，而氧化铝晶形为 不定形氧化铝晶形和α-氧化铝晶形中的一种或两种，若为两种，则两种晶形 为任意比，所述长纤维的原生纤维直径为1-50μm，长度大于30m，烧成纤维 的直径为0.5-40μm，长度大于20m。

2.一种制备权利要求1所述长纤维的方法，包括如下步骤：

步骤1：制备碱式氯化铝溶胶：首先将分子式为：[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m，0＜n＜6 的聚合氯化铝溶于水中，然后和Al粉按摩尔比1∶2-1∶6混合，最后将混合溶 液在40-90℃温度下回流搅拌4-10h，得到碱式氯化铝溶胶；

步骤2：制备前驱体溶胶：首先将酸性硅溶胶加入步骤1制备好的碱式 氯化铝溶胶中，酸性硅溶胶的加入量以SiO₂的含量占烧成纤维的质量的 1-35％进行折算，搅拌0.5-5h，得到双相溶胶，然后向该双相溶胶中添加高 分子聚合物纺丝助剂，高分子聚合物纺丝助剂添加量占最终烧成的长纤维中 Al₂O₃质量的2％-12％，搅拌0.2-10h，得到前驱体溶胶；

步骤3：制备可纺溶胶：将步骤2得到的前驱体溶胶在常压或负压下且 在温度20-90℃下浓缩聚合，得到可纺溶胶；

步骤4：制备原生氧化铝基长纤维：首先将步骤3中得到的可纺溶胶， 注入纺丝机储存罐中，经脱泡处理后，然后经干法纺丝得到原生氧化铝基长 纤维，并用滚筒卷绕收集；

步骤5：制备含有莫来石晶相的氧化铝基长纤维：首先将步骤4中得到 的原生氧化铝基长纤维在空气中以1-10℃/min的升温速度加热至 1000-1500℃，然后保温10-60min，得到含有莫来石晶相的氧化铝基长纤维。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1所述的聚合氯化铝 为粉体或者溶液状态，所述铝粉的纯度≥95％，颗粒≥10μm。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1制备得到的碱式氯 化铝溶胶其Al₂O₃的质量百分含量大于20％，PH值为2-6，盐基度30-90％。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2所加入的酸性硅溶 胶PH值为1-3.5，所含SiO₂质量百分比大于20％，颗粒为5-20nm。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤2中添加的高分子聚 合物纺丝助剂是以配成质量百分比为1％-10％的透明水溶液的形式加入。

7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于：步骤2中添加的高分 子聚合物纺丝助剂为聚乙烯醇PVA，聚合度为1700-2400，醇解度为 30％-99％。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤3所述的负压的压力 范围为400pa-0.1Mpa。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤3得到可纺溶胶粘度 为0.01-200Pa·s。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤4所述的干法纺丝 压力为0.13-10.0MPa，卷绕速度为10-100rpm。