[发明专利]1050度硅酸钙生态可溶性环保耐火纤维

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种1050度硅酸钙生态可溶性环保耐火纤维。

背景技术

1941年美国巴布科克与威尔科克斯公司(Babcock&Wilcox Co.)的中央研究所，发现用压缩空气喷吹高岭土熔体的流股，得到一种形状和石棉相似的纤维。中国从20世纪70年代初开始试制陶瓷质耐火纤维，一般采用焦宝石、高岭土、石英砂、氧化铝等原材料通过电弧或电阻炉熔融生产纤维，主要成分是Al2O3和SiO2，并成功地用于工业炉，并且在冶金、机械、石油、化工、电子及轻工业等各种工业领域中得到了广泛的应用。此外，在宇航和原子能等尖端科学技术中，也得到了应用。世界主要发达国家都竞相发展陶瓷纤维工业，目前世界陶瓷纤维年总产量己突破30万吨。

陶瓷纤维的优点是使用温度高，高温使用性能好，但其最大的缺陷是不可降解，对人体有害，此类耐火纤维直径大多在6μm以下，加之自身性脆，容易断裂产生纤维粉尘，极易被吸入人体内，从而影响人体健康，诱发呼吸系统炎症甚至癌变。而且对环境造成一定的危害。

20世纪九十年代以来，随着人们对健康，环保的日益重视，特别是发达国家本着以人为本的产品设计理念，并通过一些高标准的政策的导向作用。因此，国际癌症研究协会根据陶瓷纤维对人体健康的危害程度，将其划分为可能致癌物分类，在一些发达国家已受到越来越大的使用限制。

近几年欧美发达国家在陶瓷纤维的替代品-生物可降解耐火纤维开发方面取得了显著的成绩，使得越来越多的生物可降解的耐火纤维开始进入市场，以其引人注目的环保概念对传统陶瓷纤维形成了相当大的冲击。

随着我国环保执法力度的加强以及加入WTO的需要，1998年由国家科技部863高技术新材料领域专家委员会、国家自然科学基金委员会等单位联合组织在北京召开了一次中国生态环境材料研究战略研讨会。结果认为，为了使我国经济实现可持续发展，要求满足材料的使用性能的同时又要兼顾对生态环境的协调性方面坚持开发研究新型材料。为此开发与推广具有自主知识产权的生物可溶性耐火纤维，对实现我国陶瓷耐火纤维材料工业可持续发展具有重要的现实意义。

目前市场上的可溶性陶瓷纤维有很多种，如美国的Manville公司的JM909玻璃纤维、台湾的Fibrox技术公司的FIBROX300、英国的Themral Refractorys公司的CMS体系耐火纤维。其中比较典型的可溶性耐火纤维组成是UnitfraxCorp Niagra Falls N.Y研制的Isofrax和Insulfrax。这两种纤维应用隔热在980℃-1260℃。Isofrax纤维主要由MgO(19％-26％)和SiO2(72％-77％)。Insulfrax纤维主要成分CaO(32％)、MgO(3％)、SiO2(65％)。

在探索生物可溶性陶瓷纤维的过程中，很多国家在可溶性陶瓷纤维组成方面都申请了自己的专利。综合了美国、德国在可溶性陶瓷纤维组合物的各种专利，以下列组成(按重量百分数计)为特征：SiO245-65％，MgO 0-20％，CaO15-40％，K2O+Na2O 0-6％或者SiO230-40％，Al2O316-25％，MgO 0-15％，K2O+Na2O 0-5％，P2O50-0.8％。综合了英国在可溶性陶瓷纤维组合物的各种专利，均以下列组成(按重量百分数计)为特征：SiO240-67％，MgO0-12％，CaO20-45％，B2O30-15％，P2O50-5％。

鉴于上述技术问题和背景材料，本发明旨在提供一种可替代陶瓷系耐火材料的，且，既可以溶于人体体液，还可以分解、排放、减少对人体的危害，提高生产和使用的安全性；又具有足够高的耐高温性能和结构强度的1050度硅酸钙生态可溶性耐火纤维。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可替代陶瓷系耐火纤维的，且，既可以溶于人体体液，还可以分解、排放，减少对人体的危害，提高生产和使用的安全性；又具有足够高的耐高温性能和结构强度的1050度硅酸钙生态可溶性环保耐火纤维。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种硅酸钙生态可溶性环保耐火纤维，其中，质量百分比如下：SiO₂50-70％，CaO 20-40％，ZrO₂0.5-1.0％，P₂O₅0.1-0.5％，其他杂质含量不高于5％。