[发明专利]中空MgO-Al2

说明书

本发明公开了一种中空MgO‑Al₂O₃隔热陶瓷纤维的制备方法。所述方法先将氯化铝、氯化镁溶于乙醇溶液中得到质量分数为10％～30％的混合溶液，再将白茅花浸渍在混合溶液中，80～120℃下干燥，然后置于1100～1500℃下烧结，得到MgO的摩尔分数为40％～60％的中空MgO‑Al₂O₃纤维。本发明以天然白茅花为模板，天然白茅花纤维中含有硅酸盐，能够抑制MgO‑Al₂O₃纤维中的MgO结晶，降低材料的热导系数，改善其隔热性能。同时基于白茅花特殊的中空结构，制得的纤维具有相似的中空结构，阻滞热量传递。本发明制备的中空MgO‑Al₂O₃隔热陶瓷纤维260℃下热导系数为0.065W·m^‑1·K^‑1，密度为0.07～0.10g/cm³。

技术领域

本发明属于隔热材料技术领域，涉及一种中空MgO-Al₂O₃隔热陶瓷纤维的制备方法。

背景技术

钢铁、水泥、陶瓷等生产领域需要耐火度更高、密度更低、强度更高的轻质耐火隔热材料。隔热陶瓷纤维是纤维状的耐火隔热材料，是一种新型高效的绝热材料。它既有纤维的“柔软和强度”，也有耐高温、低热导、低密度等性能。镁铝尖晶石(MA)的化学式为MgO·Al₂O₃，MgO和Al₂O₃能固溶于MA中，形成富镁或富铝尖晶石，它们与MA的低共熔温度都在1900℃以上(荆桂花和肖国庆.镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展[J].耐火材料，2004，38(5)：347～349)。而且镁铝尖晶石有很好的热震稳定性,当加入1％ZnO时，其热震稳定性提高，8次热循环后(从1000℃高温中取出, 放入空气中骤冷)，强度几乎不变，仍在200MPa以上(Ghosh A,et al.Effect of ZnO addition the densifi-cation and properties ofmagnesium aluminate spinels[J].Ceram Inter， 2000，26:605～608)。李慧等用纺丝法制备出多孔镁铝尖晶石纤维，探究了PVP用量、纺丝电压等对镁铝尖晶石纤维的物相和形貌的影响(李慧，吴振刚和魏恒勇等.同轴静电纺丝法制备多孔镁铝尖晶石纤维[J].耐火材料，2017，51(2)：105～111)。

目前隔热陶瓷材料实际生产中采用的方法多为单因素轮换法，这种方法不仅周期长、原料用量大，而且不能综合考虑各因素间可能存在的交互影响，无法得到最佳的制备工艺，影响产品性能，造成资源浪费。

发明内容

为了解决目前隔热陶瓷材料实际生产中周期长、效率低、成本高、浪费大的问题，本发明提供一种中空MgO-Al₂O₃隔热陶瓷纤维的制备方法。该方法采用正交设计，以白茅花为植物模板，制备高效、环保、质量可控以及热导率低、密度小的中空隔热陶瓷纤维。

本发明的技术方案如下：

中空MgO-Al₂O₃隔热陶瓷纤维的制备方法，具体步骤如下：

将氯化铝、氯化镁溶于乙醇溶液中得到混合溶液，所述的混合溶液中，氯化铝、氯化镁的总质量占混合溶液总质量的10％～30％，将白茅花浸渍在混合溶液中，80～120℃下干燥，然后置于1100～1500℃下烧结，得到中空MgO-Al₂O₃纤维，其中，MgO占 MgO-Al₂O₃摩尔量的40％～60％。

优选地，所述的乙醇溶液中，乙醇和水的体积比为1:1。