[发明专利]中空莫来石隔热纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空莫来石隔热纤维的制备方法。所述方法先将铝盐和正硅酸乙酯溶于无水乙醇中制成浸渍溶液，再将木棉纤维浸入溶液中，取出，挤干并干燥，最后置于有氧氛围下烧结，制得中空结构的莫来石纤维。本发明工艺简单、稳定，制备的纤维密度低、中空度高、保温耐火性能良好，较传统实心莫来石状纤维热导率降低20％，适用于隔热材料领域。

技术领域

本发明属于耐火材料制备技术领域，涉及一种利用木棉纤维获得中空莫来石隔热纤维的方法。

背景技术

莫来石纤维是一种优异的超轻质耐高温绝热材料，具有耐腐蚀、比重小、熔点高、抗热震性好、热导率低和高温强度大等优点，广泛应用于冶金、机械、陶瓷、电子、建材、石化、航天航空等领域(李呈顺,张玉军,张景德.溶胶凝胶法制备多晶莫来石纤维 [J].无机材料学报,2009,24(4):848-852.)。目前使用的莫来石纤维大多为实心纤维，导热系数为0.25w/m·k(多晶莫来石纤维)。现有的制备莫来石纤维的方法有溶胶凝胶法 (张亚彬,等.溶胶凝胶法制备连续莫来石纤维的工艺研究[J].人工晶体学报, 2009(s1):203-206.)；非溶体纺丝法(Xiao Z，Mitchell B S.The production ofmullite fibers via inviscidmelt spinning(IMS)[J].Materials Letters，1998，37(6)：359·365)。其他方法 (乔健,刘和义,崔宏亮,等.莫来石纤维制备方法综述[J].硅酸盐通报,2014, 33(12):3230-3234.)。现有方法制备的莫来石纤维普遍是实心的，在实际应用中，这种莫来石纤维暴露出一个问题：实心结构的纤维很难进一步降低密度和隔热性能。因此莫来石纤维的隔热效果很难进一步提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用木棉纤维制备密度低、中空度高、保温性能良好的中空莫来石隔热纤维的方法。

实现本发明的目的的技术方案如下：

利用木棉纤维获得中空莫来石隔热纤维的方法，具体步骤如下：

步骤1，按铝盐与无水乙醇的质量比为5～20:100，将铝盐、正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，得到浸渍溶液；

步骤2，将木棉纤维浸入浸渍溶液中，取出、挤干并烘干；

步骤3，将步骤2得到的木棉纤维在有氧氛围下，升温至1200～1300℃烧结，烧结结束后，随炉冷却，制得中空莫来石隔热纤维。

优选地，步骤1中，所述的铝盐为九水硝酸铝，铝盐与正硅酸乙酯的摩尔比为3:1。

优选地，步骤1中，所述的铝盐与无水乙醇的质量比为10±1:100。

优选地，步骤2中，所述的浸泡时间为3～5min。

优选地，步骤3中，所述有氧气氛为空气或纯氧气气氛。

优选地，步骤3中，所述的升温速率为5～20℃/min。

优选地，步骤3中，所述的烧结保温时间为1h。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明制备的中空莫来石隔热纤维较传统实心莫来石纤维，在300℃热面下，其热导率降低了20％。

附图说明

图1是实施例1中制得的莫来石纤维X射线衍射图谱。

图2是实施例1中制得的莫来石纤维SEM低、高倍率微观结构图。

图3是实施例2中制得的莫来石纤维X射线衍射图谱。

图4是实施例2中制得的莫来石纤维SEM低、高倍率微观结构图。