本發(fā)明涉及一種陶瓷纖維棉復(fù)合材料的生產(chǎn)加工技術(shù)，尤其涉及一種耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
陶瓷纖維棉又稱硅酸鋁棉，是硅酸鋁棉中的一種。廣泛應(yīng)用于船舶、工廠、建材、石油、化工等等。具有質(zhì)輕、防火、導(dǎo)數(shù)系數(shù)低、吸引系數(shù)高、抗化學(xué)腐蝕等性能。而且可以通過不同的密度和成型工藝科制成板、條、帶、繩、氈、毯、席、墊、管等。安全使用溫度大于1000℃高溫。
保溫絕熱，是實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、保障經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。高溫工業(yè)的發(fā)展，對保溫隔熱材料提出了更高要求，如高效、節(jié)能、高強(qiáng)、低導(dǎo)和防水等。為此，人們一直在尋求與研究具有低導(dǎo)熱系數(shù)、高紅外反射率和微孔化的高溫工業(yè)用新型保溫隔熱材料。陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，由其制成的保溫隔熱材料具有耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低和耐機(jī)械震動等優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)械、冶金、石化、建材和電子等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。陶瓷纖維組成和結(jié)構(gòu)的差異直接決定了纖維的高低溫強(qiáng)度、抗蠕變性、彈性模量等，纖維的長度決定了纖維制品的最終形式，有些纖維可紡布、可制毯、可造紙，有些纖維就不行，最終決定了不同纖維制品各自專有的應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)有的陶瓷纖維材料并不能夠滿足使用需要，因此，需要陶瓷纖維的性能進(jìn)一步提高。
申請公開號為cn105347798a的中國發(fā)明專利公開了一種陶瓷纖維隔熱板，公開了一種陶瓷纖維隔熱板，所述陶瓷纖維隔熱板由以下重量份數(shù)的原料制成：納米二氧化鈦3~5份，納米級氧化鋁4~9份，五氧化二釩2~8份，納米級碳化硅5~7份，微米級碳化硅35~45份，分散劑1~5份，鋯乳膠3~4份，白云石粉4~8份，微米級氧化鋁30~40份。發(fā)明的陶瓷纖維隔熱板，在滿足耐高溫的前提下，具有高的高紅外反射率，其體積密度和高溫導(dǎo)熱系數(shù)低，具有優(yōu)異的隔熱性能，同時，其優(yōu)良的抗折強(qiáng)度可長期用于高溫隔熱領(lǐng)域。所述的陶瓷纖維隔熱板隔熱保溫性能雖然得到大大提高，但是其加工程序繁瑣、抗收縮、抗翹曲以及復(fù)雜環(huán)境下抗龜裂能力較低。
申請?zhí)枮閏n205475770u的中國實(shí)用新型專利公開了一種陶瓷纖維棉定向復(fù)合豎絲巖棉板,該實(shí)用新型公開了一種陶瓷纖維棉定向復(fù)合豎絲巖棉板，其目的在于提供一種板面平整光潔、不起塵、不掉渣、耐火溫度高、耐水性好、抗拉拔強(qiáng)度高、耐久性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果好的陶瓷纖維棉定向復(fù)合豎絲巖棉板，該實(shí)用新型包括相互粘接的豎絲巖棉板層和陶瓷纖維棉層，所述豎絲巖棉板層包括豎絲巖棉基板，所述豎絲巖棉基板由巖棉塊切割而成，所述巖棉塊包括若干順絲巖棉板，相鄰所述順絲巖棉板之間為粘接劑層，所述豎絲巖棉基板表面填充有粘接劑，所述陶瓷纖維棉層表面噴涂有陶瓷纖維棉固化劑。所述的陶瓷纖維棉定向復(fù)合豎絲巖棉板耐水性好、抗拉拔強(qiáng)度高、耐久性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果好，但是其高溫保溫性能較差。
當(dāng)前市場上存在很多陶瓷纖維棉，質(zhì)量良莠不齊、制造成本較高、壽命較短尤其是耐輻射、高溫保溫隔熱性能較差，因此研究耐輻射、耐高溫、低成本、壽命長的陶瓷纖維棉是當(dāng)今新材料開發(fā)的技術(shù)前沿，選用新材料，逐一解決這些難題是可靠的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料，綜合利用不同材料的性能優(yōu)勢，提供一種能夠耐高溫輻射、密度小、低成本、高壽命的陶瓷纖維棉。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：一種耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于：按質(zhì)量百分比包括55~58%的氧化鋁、5~8%的二氧化硅、8~10%的氧化鐵、6~10%的二氧化鈦、3~5%的中空玻璃微珠、2~4%的結(jié)合劑、5~21%的氧化鋯；所述的中空玻璃微珠的密度為0.3~0.5g/cm3，粒徑在40~80μm，漂浮率為91~93%；所述的氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅以煤矸石為原料制得；所述的二氧化鈦為納米級，粒徑為15~30nm，長徑比為3~5。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于所述的結(jié)合劑為聚合氯化鋁、聚丙烯酞胺、氧化鋁溶液的一種或多種，濃度為5~10%。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，所述的陶瓷纖維棉芯材的體積密度為90~110kg/m3，抗拉強(qiáng)度為0.08~0.12mpa，纖維平均直徑為1~3μm，含水率≤1，渣球含量≤10%。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于納米級氧化鋯是由zro2、y2o3、h2o2形成，zro2與y2o3的質(zhì)量比為85~95：4，zro2與h2o2的質(zhì)量比為1:3~5。
該耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料的制備方法如下：
（1）配比組成陶瓷纖維棉的原料：氧化鋁、二氧化硅、氧化鐵、二氧化鈦、中空玻璃微珠和氧化鋯；所述的中空玻璃微珠的密度為0.4g/cm3，粒徑為60μm，漂浮率為92%；所述的納米級二氧化鈦粒徑為20nm，長徑比為4；結(jié)合劑選擇聚合氯化鋁和聚丙烯酞胺的混合溶液，配比為4：6，濃度為8%；
（2）將原料加入攪拌器，混合攪拌，調(diào)節(jié)制漿過程中漿料的ph值至中性，直至攪拌均勻；
（3）將攪拌均勻的原料加入到電加熱爐內(nèi)，調(diào)節(jié)電加熱爐內(nèi)的溫度至1800~2000℃；
（4）在噴吹裝置口高壓風(fēng)的作用下，加入結(jié)合劑，噴吹形成絮狀陶瓷纖維棉；
（5）將陶瓷纖維棉下落到傳送帶上，得到陶瓷纖維棉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
（1）原料中加入納米級二氧化鈦不僅能夠調(diào)整陶瓷纖維結(jié)構(gòu)、提高使用溫度還可以提高陶瓷纖維棉對熱輻射的反射率，進(jìn)一步改善陶瓷纖維棉的隔熱性能；
（2）陶瓷纖維棉中加入中空玻璃微珠，與納米級二氧化鈦相混合，進(jìn)一步提高對紅外線的反射能力，同時降低陶瓷纖維棉的體積密度，提高抗收縮、抗翹曲和抗龜裂的能力；
（3）陶瓷纖維棉中部分原料從煤矸石中獲取，降低了生產(chǎn)成本，綠色環(huán)保；氧化鋯的加入進(jìn)一步提高陶瓷纖維棉的保溫隔熱能力；
（4）陶瓷纖維棉中的復(fù)合材料提高了陶瓷纖維棉板的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
實(shí)施例1
一種耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于：按質(zhì)量百分比包括55~58%的氧化鋁、5~8%的二氧化硅、8~10%的氧化鐵、6~10%的二氧化鈦、3~5%的中空玻璃微珠、2~4%的結(jié)合劑、5~21%的氧化鋯；所述的中空玻璃微珠的密度為0.3~0.5g/cm3，粒徑在40~80μm，漂浮率為91~93%；所述的氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅以煤矸石為原料制得；所述的二氧化鈦為納米級，粒徑為15~30nm，長徑比為3~5。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于所述的結(jié)合劑為聚合氯化鋁、聚丙烯酞胺、氧化鋁溶液的一種或多種，濃度為5~10%。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，所述的陶瓷纖維棉芯材的體積密度為90~110kg/m3，抗拉強(qiáng)度為0.08~0.12mpa，纖維平均直徑為1~3μm，含水率≤1，渣球含量≤10%。
所述的陶瓷纖維棉復(fù)合材料，其特征在于納米級氧化鋯是由zro2、y2o3、h2o2形成，zro2與y2o3的質(zhì)量比為85~95：4，zro2與h2o2的質(zhì)量比為1:3~5。
該耐輻射陶瓷纖維棉復(fù)合材料的制備方法如下：
（1）配比組成陶瓷纖維棉的原料：氧化鋁55%、二氧化硅6%、氧化鐵8%、二氧化鈦8%、中空玻璃微珠5%、氧化鋯14%；所述的中空玻璃微珠的密度為0.4g/cm3，粒徑為60μm，漂浮率為92%；所述的納米級二氧化鈦粒徑為20nm，長徑比為4；結(jié)合劑選擇聚合氯化鋁和聚丙烯酞胺的混合溶液，配比為4：6，濃度為8%；
（2）將原料加入攪拌器，混合攪拌，調(diào)節(jié)制漿過程中漿料的ph值至中性，直至攪拌均勻；
（3）將攪拌均勻的原料加入到電加熱爐內(nèi)，調(diào)節(jié)電加熱爐內(nèi)的溫度至1800~2000℃；
（4）在噴吹裝置口高壓風(fēng)的作用下，加入結(jié)合劑4%的聚合氯化鋁，噴吹形成絮狀陶瓷纖維棉；
（5）將陶瓷纖維棉下落到傳送帶上，從而得到耐輻射的陶瓷纖維棉。
上述僅為本發(fā)明的兩個具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。