[发明专利]一种通过浸渍法制备的高强度氧化锆纤维毡

说明书

本发明公开一种通过浸渍法制备的高强度氧化锆纤维毡，将高强度氧化锆纤维经过分散机中分散，制成浆液，之后在制毡机模具中进行吸滤、合模和定型，制得未煅烧纤维毡，之后将未煅烧纤维毡加入锆溶胶中浸泡20h，35℃水浴加热，取出甩干放入烘箱中分段烘干，控制分段烘干的时间分别为85℃下烘干20h，120℃下烘干1h，150℃下烘干1h，之后转移至高温烧结炉中烧结，制得高强度氧化锆纤维毡，控制未煅烧纤维毡和锆溶胶的质量比为1∶5‑10；纺丝过程中部分珠串塌缩并形成囊状结构，增强纺丝电压能够减少珠串结构，增强氧化锆纤维的稳定性和强度，而且使用的碳酸锆分解不产生有害气体，不像氧氯化锆分解会生成氯化氢。

技术领域

本发明涉及一种纤维毡，具体为一种通过浸渍法制备的高强度氧化锆纤维毡。

背景技术

氧化锆纤维与其它种类的无机纤维材料如氧化锆铝纤维、莫来石纤维和硅酸铝纤维等相比，具有熔点高、热阻系数大、抗烧性良好(在大气中达2500℃仍能保持良好的纤维形态)、耐酸碱化学腐蚀、高温下蒸汽压低等特点，因此氧化锆纤维可作为超高温保温隔热填充、复合、结构增强或增韧的关键基础材料。此外可被用来制造加工成各种氧化锆纤维制品，主要包括氧化锆纤维毡、纤维毯、氧化锆纤维纸、氧化锆纤维布及刚性氧化锆纤维制品等。根据其形态和结构的不同，在不同要求的环境下被使用。由于氧化锆纤维的热膨胀系数与许多金属、合金、玻璃以及混凝土等物质相近，因而可作为金属、陶瓷、玻璃、树脂、水泥等多种基体的增强剂。

中国发明专利CN108409202A公开了一种防水耐火纤维毡，由硅酸铝纤维、氧化锆纤维和胶黏剂和防水层组成，所述硅酸铝纤维平均纤维直径为2-5μm，长度为30-180mm，气孔率＞90％，所占质量比为75-85％，比表面积为0.4-0.8m²/g，所述氧化锆纤维平均纤维直径为2-5μm，所占质量比为15-25％，所述胶黏剂为环氧树脂胶黏剂或者酚醛树脂胶黏剂，所述硅酸铝纤维、氧化锆纤维按照上述比例混合制浆，并加热得到混合纤维熔融液体，在模具中经固化成型成混合纤维层，重复此步骤，使得混合浆料层层堆叠形成层状结构得到耐火纤维毡，最后使耐火纤维毡浸渍在憎水剂中，经过固化在耐火毡表面形成防水层得到防水耐火纤维毡。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种通过浸渍法制备的高强度氧化锆纤维毡。

控制碳酸锆与醋酸的重量比为1∶1，能够形成具有良好性能的纺丝液，防止醋酸含量过高，纺丝结束后的纤维中有机物含量过高，在热处理过程中，有机物的排除产生缺陷，降低纤维的强度，也能够防止锆含量过高，聚合物的分子链聚集，胶粒的密度增大，胶粒之间易发生碰撞，交联概率增大，加入聚乙烯吡咯烷酮则能够增加溶胶的粘度，并促使胶粒均匀分散，进一步抑制胶粒的聚集，提升体系的稳定性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种通过浸渍法制备的高强度氧化锆纤维毡，由如下方法制成：

将高强度氧化锆纤维经过分散机中分散，制成浆液，之后在制毡机模具中进行吸滤、合模和定型，制得未煅烧纤维毡，之后将未煅烧纤维毡加入锆溶胶中浸泡20h，35℃水浴加热，取出甩干放入烘箱中分段烘干，控制分段烘干的时间分别为85℃下烘干20h，120℃下烘干1h，150℃下烘干1h，之后转移至高温烧结炉中烧结，制得高强度氧化锆纤维毡，控制未煅烧纤维毡和锆溶胶的质量比为1∶5-10。

进一步地，控制烧结的煅烧温度和时间为0-200℃下煅烧2h，200℃煅烧1h，200℃-350℃煅烧2.5h，350℃时煅烧1h，350℃-500℃煅烧2.5h，500℃煅烧2h，500℃-750℃煅烧3h，750℃煅烧2h，750℃-1000℃煅烧3h，1000℃下煅烧1h。

进一步地，所述高强度氧化锆纤维由如下方法制成：