一种高强度抗落渣陶瓷纤维板及其制备方法技术

一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，包括陶瓷纤维，碳化硅，结合剂，絮凝剂和水；所述结合剂为硅溶胶；所述絮凝剂为阳离子淀粉和/或阳离子聚丙烯酰胺。还包括无碱玻璃纤维；所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维；所述硅酸铝纤维为30

【技术实现步骤摘要】
一种高强度抗落渣陶瓷纤维板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，尤其涉及一种高强度抗落渣陶瓷纤维板及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷纤维板即硅酸铝纤维板，是一种保温效果好常用于耐火材料制作的材料，该材料具有导热率低，密度低，且抗热震性能好等优点，常用于作为窑炉、管道及其他保温设备的理想节能材料。
[0003]但是现有技术中的陶瓷纤维板存在抗压强度低（通常为1MPa左右）、耐剥落性能差的问题，在使用的过程中板材容易发生破坏，板材出现表面剥落，掉落粉尘的现象，而掉落的粉尘会影响炉内放置的样品。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的之一要提供一种高强度抗落渣性能好的陶瓷纤维板，为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，包括陶瓷纤维，碳化硅，结合剂，絮凝剂和水；所述结合剂为硅溶胶；所述絮凝剂为阳离子淀粉和/或阳离子聚丙烯酰胺。
[0005]进一步地，还包括无碱玻璃纤维；所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维；所述硅酸铝纤维为30
‑
60重量份；所述碳化硅为5
‑
25重量份；所述结合剂为10
‑
20重量份；所述絮凝剂为2
‑
3重量份；所述水为2000
‑
3000重量份；所述无碱玻璃纤维≤15重量份。
[0006]进一步地，还包括氧化铝粉、硅微粉以及氮化硅；所述陶瓷纤维为多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维为20
‑
40重量份；所述氧化铝粉为10
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30重量份；所述硅微粉为3
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10重量份；所述碳化硅为5
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15重量份；所述氮化硅为3
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10重量份；所述结合剂为5
‑
15重量份；所述絮凝剂为2
‑
3重量份；所述水为2000
‑
3000重量份。
[0007]进一步地，所述结合剂为固含量为20
‑
40%的碱性氨型硅溶胶；所述陶瓷纤维的平均直径为2
‑
7μm；所述陶瓷纤维中包含Al2O3≥45wt%，AL2O3＋SiO2≥95 wt %；所述碳化硅的粒径为1000~1500目。
[0008]进一步地，所述无碱玻璃纤维的平均直径为10μm
‑
20μm，长度为1mm
‑
5mm。
[0009]进一步地，所述氧化铝粉由2500
‑
3500目粒径的氧化铝粉和400
‑
600目粒径的氧化铝粉组成，其中两者的比例为 1 : 2 到1 : 0.5；所述硅微粉为1000
‑
1500目；所述氮化硅为1000
‑
1500目。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供一种陶瓷纤维板的制备方法，该方法采用以下技术方案：一种高强度抗落渣陶瓷纤维板的制备方法，包括以下具体步骤：a、对硅酸铝纤维进行破碎处理；b、将絮凝剂加入水中进行搅拌；c、然后将其余组分加入剩余的水中搅拌均匀，得到混合浆料； d、将步骤b中得到的溶液加入到步骤c中，搅拌得到带有絮状的浆料；e、
将浆料依次进行成型、干燥和烧结，从而得到产品。
[0011]进一步地，所述步骤b与所述步骤c中的所用的水的比例为1:9到1:11；步骤a中，硅酸铝纤维破碎后的长度3
‑
8mm；步骤b中的搅拌速度为700r/min～800r/min，所述搅拌时间为20min～40min；步骤c中，搅拌速度为500r/min～750r/min，搅拌时间为3min～10min；步骤d中，搅拌速度为300r/min～600r/min，搅拌时间为5min～10min；步骤e中，所述干燥温度为100~120℃，时间为20~30h；所述成型方式为吸滤和加压，所述吸滤的真空度为0.08MPa~0.04MPa；所述加压的压力为0.10MPa~0.35MPa。
[0012]进一步地，所述步骤e中采用两阶段烧结方式，其中升温曲线为升温曲线为升温至550℃
‑
650℃，升温总时长为60
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70min，维持550℃
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650℃保温60
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120min；在升温至1300℃
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1400℃，升温总时长为60
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120min，维持1300℃
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1400℃保温120
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180min。
[0013]本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供的陶瓷纤维板所采用的原料配方种各物料在高温处理后发生一些化学变化，其中碳化硅在高温下与氧气发生反应，在纤维和颗粒表面形成SiO2薄膜，一方面作为保护层附着在纤维表面提高纤维本身的强度和硬度，另一方面形成的SiO2薄膜加强了纤维与纤维之间以及纤维与颗粒之间的结合，既增加了板材的耐压强度和抗折强度，同时也减少了极细小颗粒或纤维掉落。这种SiO2薄膜附着在纤维上的结合方式不仅提高了陶瓷纤维板材的耐压强度，使其具有较好的加工性。现有的陶瓷纤维板材抗压强度一般仅在1MPa左右，且硅溶胶易在表面凝胶，硬度仅限于表面，由于其内部强度较低，因此导致整个板材的抗压强度较差，而本专利技术制备的板材内外强度可达到5MPa，甚至更高；同时也提高了陶瓷纤维板材的抗落渣性能，在板材使用过程中能减少由于加工、磕碰所带来的粉尘掉落。
[0014]2、本专利技术提供的陶瓷纤维板配方中添加有氧化铝粉、氮化硅以及硅微粉，添加上述原料，碳化硅在纤维和颗粒表面形成SiO2薄膜的同时，可以与氧化铝粉在较高的温度下烧结形成莫来石相填充在纤维的中间，加强了纤维之间的结合强度，提高了板材本身的强度。氮化硅本身具有良好的稳定性，在1200℃高温下能稳定存在，与氧化铝等耐火填料可以形成较强的结合，在较高温环境中能形成氧化物保护膜，可以附着在纤维表面与氧化铝等填料形成较强结合，提高强度的同时也能提高板材的抗热震性能。硅微粉一方面是可以与氧化铝粉形成莫来石，另一方面是为了确保板材性能的稳定。
具体实施方式
[0015]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]实施例1：本实施例中的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，包括以下原料，硅酸铝纤维、碳化硅、结合剂、絮凝剂、水以及无碱玻璃纤维。
[0017]所述硅酸铝纤维为50重量份；所述碳化硅为10重量份；所述结合剂为15重量份；所述絮凝剂为3重量份；所述水为2550重量份；所述无碱玻璃纤维10重量份。
[0018]此实施例中，絮凝剂为阳离子淀粉，结合剂为固含量为30%的碱性氨型硅溶胶。碳
化硅山东金蒙新材料股份有限公司，目数1250目。硅酸铝纤维中包括45wt%的A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：包括陶瓷纤维，碳化硅，结合剂，絮凝剂和水；所述结合剂为硅溶胶；所述絮凝剂为阳离子淀粉和/或阳离子聚丙烯酰胺。2.如权利要求1所述的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：还包括无碱玻璃纤维；所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维；所述硅酸铝纤维为30
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60重量份；所述碳化硅为5
‑
25重量份；所述结合剂为10
‑
20重量份；所述絮凝剂为2
‑
3重量份；所述水为2000
‑
3000重量份；所述无碱玻璃纤维≤15重量份。3.如权利要求1所述的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：还包括氧化铝粉、硅微粉以及氮化硅；所述陶瓷纤维为多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维为20
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40重量份；所述氧化铝粉为10
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30重量份；所述硅微粉为3
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10重量份；所述碳化硅为5
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15重量份；所述氮化硅为3
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10重量份；所述结合剂为5
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15重量份；所述絮凝剂为2
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3重量份；所述水为2000
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3000重量份。4.如权利要求1所述的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：所述结合剂为固含量为20
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40%的碱性氨型硅溶胶；所述陶瓷纤维的平均直径为2μm
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7μm；所述陶瓷纤维中包含Al2O3≥45wt%，AL2O3＋SiO2≥95 wt %；所述碳化硅的粒径为1000~1500目。5.如权利要求2所述的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：所述无碱玻璃纤维的平均直径为10μm
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20μm，长度为1mm
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5mm。6.如权利要求3所述的一种高强度抗落渣陶瓷纤维板，其特征在于：所述氧化铝粉由2500
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3500目粒径的氧化铝粉和40...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟，姚俊秀，孔通通，
申请(专利权)人：信阳中毅高热材料有限公司，
类型：发明
国别省市：