[发明专利]一类锆酸盐纤维及其制备方法

权利要求书

1.一类锆酸盐纤维，其特征在于，所述的锆酸盐包含碱金属锆酸盐、碱土金属锆酸盐和稀土锆酸盐，所述碱金属锆酸盐纤维在1100℃保持纤维形态完整，所述的碱土金属锆酸盐和稀土锆酸盐纤维在1400℃保持纤维形态完整；

所述锆酸盐纤维是通过以下步骤制备所得：

(a)制备锆酸盐前驱体溶胶

按照质量比氧氯化锆：水＝1:0.5～20将氧氯化锆溶于水中，然后向上述水溶液中按照摩尔比氧氯化锆：碱金属乙酸盐＝1:2或氧氯化锆：碱土金属乙酸盐＝1:1或氧氯化锆：稀土乙酸盐＝1:0.8～1.2加入碱金属乙酸盐、碱土金属乙酸盐或者稀土乙酸盐，再加入溶液质量分数0.5～10％的高分子聚合物，加热搅拌溶解获得前驱体溶胶；

(b)制备锆酸盐前驱体纤维

将步骤(a)锆酸盐前驱体溶胶通过静电纺丝法制得锆酸盐前驱体纤维；或者将步骤(a)锆酸盐前驱体溶胶在35～80℃温度下减压浓缩，获得粘度为5～10Pa·s的前驱体溶胶，然后通过离心甩丝法获得锆酸盐前驱体纤维；

(c)制备锆酸盐纤维

将步骤(b)的锆酸盐前驱体纤维在气氛条件下以0.5～5℃/min的升温速率升温至450～600℃，保温30～120min；然后再以2～10℃/min的升温速率升温至800～1200℃，保温1～5h，获得锆酸盐纤维。

2.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于所述的碱金属锆酸盐包含锆酸锂、锆酸钠、锆酸钾之一或其组合；所述的碱土金属锆酸盐包含锆酸钙、锆酸锶、锆酸钡之一或其组合；所述的稀土锆酸盐包含锆酸钇、锆酸镧、锆酸铈、锆酸镨、锆酸钕、锆酸钷、锆酸钐、锆酸铕、锆酸钆、锆酸铽、锆酸镝、锆酸钬、锆酸铒、锆酸铥、锆酸镱、锆酸镥之一或其组合。

3.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于，步骤(a)所述的碱金属乙酸盐为乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾之一或其组合；所述碱土金属乙酸盐为乙酸钙、乙酸锶、乙酸钡之一或其组合；所述的稀土乙酸盐为乙酸钇、乙酸镧、乙酸铈、乙酸镨、乙酸钕、乙酸钷、乙酸钐、乙酸铕、乙酸钆、乙酸铽、乙酸镝、乙酸钬、乙酸铒、乙酸铥、乙酸镱、乙酸镥之一或其组合。

4.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于，步骤(a)所述的高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯之一或其组合。

5.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于，步骤(b)所述的静电纺丝法的工艺条件为：溶胶注射速率为0.4～3.0mL/h，纺丝电压为5～50kV,纤维接收距离为5～35cm，纺丝环境温度为5～65℃，纺丝环境湿度为10～65％。

6.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于，步骤(b)所述的离心甩丝法的工艺条件为：纺丝环境温度为15～65℃，纺丝环境湿度为10～50％，离心机转速为10000～28000r/min，甩丝孔线速度为25～55m/s，甩丝孔径为0.15～0.6mm。

7.如权利要求1所述的锆酸盐纤维，其特征在于，步骤(b)所述气氛为空气、水蒸气、氮气、氩气之一或其组合。