[发明专利]无机纤维

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119(e)要求于1013年3月15日提交美国临时专利申请第61/792,925号的优先权，该临时申请通过引用方式并入本文。

技术领域

提供一种可用作为热绝缘材料、电绝缘材料或隔音材料的耐高温无机纤维，并且其具有1400°C以上的使用温度。所述耐高温无机纤维是容易制备的，显示了在暴露于所述使用温度之后的低收缩性，保留了在暴露于所述使用温度之后的良好机械强度，以及可溶于生理性液体。

背景

所述绝缘材料工业已确定希望在热绝缘、电绝缘和隔声应用中采用纤维，其在生理性液体中是非持久性的，也就是说纤维组合物在生理性液体中显示了低的生物持久性或高溶解度。尽管已提出了候选材料，然而这些材料的使用温度界限并非足够高至适应多种采用耐高温纤维的所述应用。

已推荐了在材料的合成玻璃态纤维家族中的多种组合物，其在生理介质中是非持久性的或可分解的。

在预期的暴露温度下以及在延长的或连续暴露至所述预期的使用温度之后所述耐高温纤维还应表现出最小化的线性收缩，以向被绝缘的所述制品提供有效的热防护。

除了由在绝缘材料中使用的纤维中重要的收缩特性表征的耐热性以外，还要求所述纤维在暴露于所述使用温度或工作温度期间或之后具有机械强度特性，这将允许所述纤维在使用时保持其结构完整性和绝缘特性。

纤维的机械完整性的一个特性是其在使用之后的脆性。纤维越脆，也就是说其越容易被压碎或破碎成粉末，其具有越低的机械完整性。通常，具有耐高温性和在生理性液体中非持久性的无机纤维还呈现高程度的使用后脆性。这导致纤维在暴露于所述工作温度以能提供实现其绝缘目的所必需的结构之后缺少强度或机械完整性。纤维机械完整性的其它量度包括压缩强度和压缩复原。

因此，期望生产一种改善的无机纤维组合物，其可从期望的多成分的可纤维化熔融物容易地制备，其在暴露于1400^oC或更高的工作温度期间和之后表现出低收缩，其在暴露于预期的使用温度之后表现出低脆性，以及其在暴露于1400^oC或更高的使用温度之后保持机械完整性。

根据一些实施方式，提供一种耐高温无机纤维，其在暴露于1400^oC或更高的使用温度时表现出10%或更小的线性收缩，以及其在暴露于使用温度之后保持机械完整性，以及其在生理性液体中是非持久性的。

根据某些实施方式，所述耐高温无机纤维在暴露于1400^oC或更高的使用温度时表现出5%或更小的线性收缩，在暴露于所述使用温度之后保持机械完整性，以及在生理性液体中是非持久性的

根据某些实施方式，所述耐高温无机纤维在暴露于1400^oC或以上的使用温度时表现出4%或更小的线性收缩，在暴露于所述使用温度之后保持机械完整性，以及在生理性液体中是非持久性的。

所述无机纤维包括约65至约86wt%的二氧化硅、约14至约35wt%的氧化镁和预定的氧化铁添加剂的纤维化产物，其中所述无机纤维在1400^oC表现出10%或更小的收缩率。

还提供一种制备耐高温无机纤维的方法，所述纤维在暴露于1400^oC或更高的使用温度时表现出10%或更小的线性收缩率，在暴露至所述使用温度之后保持机械完整性，以及在生理性液体中是非持久性的。

根据某些实施方式，所述方法包括制备一种耐高温无机纤维，其在暴露于1400^oC或更高的使用温度时表现出5%或更小的线性收缩率，其在暴露于所述使用温度之后保持机械完整性，以及其在生理性液体中是非持久性的。

根据某些实施方式，所述方法包括制备一种耐高温无机纤维，其在暴露于1400^oC或更高的使用温度时表现出4%或更小的线性收缩率，其在暴露于所述使用温度之后保持机械完整性，以及其在生理性液体中是非持久性的。

根据某些示例性实施方式，所述用于制备一种耐高温无机纤维的方法包括形成具有包括约65wt%-约86wt%的二氧化硅、约14wt%-约35wt%的氧化镁和包含氧化铁的材料的成分的熔融物；以及从该熔融物产生纤维，所述耐高温无机纤维具有1400^oC或更高的使用温度，其在暴露于所述使用温度之后保持机械完整性，以及其在生理性液体中是非持久性的。