[发明专利]陶瓷纤维材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷纤维材料，包括以下原料：活性成分和粘合剂；所述活性成分包括莫来石纤维、硅酸铝纤维、美铝尖晶石粉、Mg(OH)₂粉、AL(OH)₃粉。还公开了一种制备本发明所述陶瓷纤维材料的方法，包括粉碎莫来石纤维和硅酸铝纤维，混合形成纤维混合物；纤维混合物加入硅溶胶搅拌；镁铝尖晶石粉、Mg(OH)₂粉和AL(OH)₃粉加水预混后加入纤维混合物搅拌；淀粉加水预混形成淀粉水溶液后加入纤维混合物搅拌；真空吸附成型制作为陶瓷纤维材料胚体；烘干胚体；高温炉胚体烧结等步骤。本发明制得的陶瓷纤维材料，最高耐热温度达到1500℃，且强度高、硬度大、抗冲击强、抗腐蚀性能好。

技术领域

本发明涉及耐火材料，特别涉及高温耐腐蚀陶瓷纤维材料领域。

背景技术

陶瓷纤维是一类具有容重轻、热稳定性好、热导率低、热容量小、抗机械振动好、易切割加工等特点的轻质耐火材料。近年来，越来越多的工业窑炉采用陶瓷纤维板替代传统的耐火砖，作为炉膛受热面的耐火材料。但现有陶瓷纤维板作为炉膛受热面的耐火材料至少存在以下缺点：1、最高耐热温度达不到1500℃；2、抗酸碱腐蚀和抗渣侵蚀能力差，容易受到窑炉内一些有害物质(碱化物、酸性/气体、铁氧化物等)的侵蚀、腐蚀而出现粉化脱落现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷纤维材料及其制备方法，能够实现陶瓷纤维板最高耐热温度1500℃，强度高、硬度大、抗冲击强、抗腐蚀性能好。

根据本发明的一个方面，提供陶瓷纤维材料，其特征在于：包括以下原料：活性成分和粘合剂；所述活性成分包括莫来石纤维、硅酸铝纤维、美铝尖晶石粉、Mg(OH)₂粉、AL(OH)₃粉。

添加莫来石纤维可显著提升纤维板的最高耐热温度，含量越高耐热温度越高。若全部使用硅酸铝纤维，最高耐热温度达不到1500℃。

镁铝尖晶石(MgO·AL₂O₃或MgAL₂O₃),是MgO·AL₂O₃系统中唯一稳定存在的化合物。镁铝尖晶石为各向同性的八面体结构，AL-O、Mg-O间以离子键结合，其静电键强度相同，结构稳定。镁铝尖晶石熔点高(2135℃)导热系数，热膨胀系数小，强度高、硬度大，抗冲击强、抗碱侵蚀能力强、且对铁的氧化物的侵蚀也很稳定。添加镁铝尖晶石后纤维板的强度、硬度和抗腐蚀能力得到明显改善。

在一些实施方式中，以重量百分比计，所述活性成分组成为：莫来石纤维5-50％，硅酸铝纤维10-60％，镁铝尖晶石粉10-40％，Mg(OH)₂粉3-5％，AL(OH)₃粉2-8％；所述粘合剂为硅溶胶和淀粉，含量为：所述活性成分与硅溶胶重量比不高于50:1，硅溶胶与淀粉重量比不高于2:1。

在一些实施方式中，所述镁铝尖晶石粉粒度要求为120-500目。

在一些实施方式中，所述Mg(OH)₂粉粒度要求为800-1500目，所述AL(OH)₃粉粒度要求为600-1500目。

根据本发明的另一个方面，还提供了本发明所述陶瓷纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

粉碎莫来石纤维和硅酸铝纤维，混合形成纤维混合物；纤维混合物加入硅溶胶搅拌；镁铝尖晶石粉、Mg(OH)₂粉和AL(OH)₃粉加水预混后加入纤维混合物搅拌；淀粉加水预混形成淀粉水溶液后加入纤维混合物搅拌；真空吸附成型制作为陶瓷纤维材料胚体；烘箱烘干胚体；高温炉胚体烧结。

在一些实施方式中，镁铝尖晶石粉、Mg(OH)₂粉和AL(OH)₃粉加水预混搅拌时间至少5分钟。