本發(fā)明屬于保溫隔熱材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅酸鋁纖維板及其制備方法。

背景技術(shù)：

硅酸鋁纖維板除具有對(duì)應(yīng)硅酸鋁纖維棉的優(yōu)良性能外，還具有優(yōu)良的韌性和強(qiáng)度，可任意切割加工，是窯爐背襯隔熱優(yōu)選材料。傳統(tǒng)硅酸鋁纖維板通常通過添加氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠等無機(jī)結(jié)合劑提高其高溫下的強(qiáng)度，但效果不明顯，主要是因?yàn)楹娓蛇^程中，氧化硅溶膠和氧化鋁溶膠會(huì)隨著水分由內(nèi)向外的揮發(fā)而遷移至板材的表面，導(dǎo)致板材內(nèi)部幾乎無無機(jī)結(jié)合劑，表現(xiàn)為高溫(800℃以上)條件下的強(qiáng)度較差，呈現(xiàn)松散狀態(tài)，使用壽命較短。

公開號(hào)為CN103755262B的中國專利公開了一種耐高溫陶瓷纖維板，其由如下重量份數(shù)的原料制成：硅酸鋁纖維95～96份；分散劑1～2份，成分為Na₂SiO₃和CaCO₃的混合物；鋯乳膠3～4份，成分為ZrO₂、Y₂O₃和H₂O₂的混合物。將上述原料混合攪拌，濕法真空成型，干燥加工，干燥溫度110℃～120℃，時(shí)間22～24h，得到產(chǎn)品。該方法制備的陶瓷纖維板優(yōu)點(diǎn)是使用鋯乳膠作為結(jié)合劑，經(jīng)過高溫時(shí)，鋯乳膠會(huì)變成絲狀，像蜘蛛網(wǎng)一樣形成一個(gè)網(wǎng)狀絲團(tuán)，使纖維不分散，能夠保證纖維板在高溫下仍具有較好的強(qiáng)度。但也存在一定的缺陷：一是生產(chǎn)成本較高，鋯乳膠的原料組成均為造價(jià)較高的材料，不利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；二是在干燥過程中同樣存在部分鋯乳膠隨著水分由內(nèi)向外的揮發(fā)而遷移至纖維板的表面，導(dǎo)致板材內(nèi)部的無機(jī)結(jié)合劑含量減少，高溫下的強(qiáng)度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高溫強(qiáng)度較高的硅酸鋁纖維板及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維板，由以下原料制備得到；所述原料包括：

優(yōu)選的，所述有機(jī)結(jié)合劑為淀粉和/或纖維素。

優(yōu)選的，所述無機(jī)結(jié)合劑為氧化硅溶膠和/或氧化鋁溶膠。

優(yōu)選的，所述氧化硅溶膠的質(zhì)量濃度為20％～50％；所述氧化鋁溶膠的質(zhì)量濃度為20％～50％。

優(yōu)選的，所述玻璃纖維粉的目數(shù)為100～300目。

本發(fā)明還提供了一種硅酸鋁纖維板的制備方法，包括：

將硅酸鋁纖維、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑、玻璃纖維粉與水混合，成型后干燥，得到硅酸鋁纖維板。

優(yōu)選的，包括以下步驟：

S1)將硅酸鋁纖維與水混合攪拌，得到混合物；

S2)將所述混合物、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑與玻璃纖維粉混合攪拌，得到漿料；

S3)將所述漿料成型后干燥，得到硅酸鋁纖維板。

優(yōu)選的，所述步驟S1)中混合攪拌的時(shí)間為10～20min；所述步驟S2)中混合攪拌的時(shí)間為15～25min。

優(yōu)選的，所述步驟S3)中采用真空吸濾方式成型。

優(yōu)選的，所述干燥的溫度為100℃～150℃；干燥的時(shí)間為12～24h。

本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維板及其制備方法，該硅酸鋁纖維板由以下原料制備得到；所述原料包括：硅酸鋁纖維60～80重量份；有機(jī)結(jié)合劑3～5重量份；無機(jī)結(jié)合劑7～15重量份；玻璃纖維粉10～20重量份。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用玻璃纖維粉作為增強(qiáng)助劑，其在纖維板中可均勻分散，并附著于硅酸鋁纖維表面，在制備過程中不會(huì)隨著水分的揮發(fā)而遷移至纖維板的表面，并且玻璃纖維粉可在高溫下熔融變成粘稠狀液滴，分布在纖維板的各個(gè)部分，將硅酸鋁纖維牢固地粘結(jié)在一起，保證了硅酸鋁纖維板高溫環(huán)境下的強(qiáng)度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的硅酸鋁纖維板800℃煅燒2h后耐壓強(qiáng)度為0.13～0.16MPa。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維板，由以下原料制備得到；所述原料包括：

本發(fā)明對(duì)所有原料的來源并并沒有特殊的限制，為市售即可。

其中，在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述硅酸鋁纖維的含量優(yōu)選為60重量份；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述硅酸鋁纖維的含量優(yōu)選為70重量份；在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中，所述硅酸鋁纖維的含量優(yōu)選為80重量份；所述硅酸鋁纖維為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的硅酸鋁纖維即可，其可為普通硅酸鋁纖維、標(biāo)準(zhǔn)硅酸鋁纖維或高純硅酸鋁纖維，并無特殊的限制。

所述有機(jī)結(jié)合劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的有機(jī)結(jié)合劑即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為淀粉和/或纖維素；所述淀粉為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的淀粉即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為玉米淀粉和/或木薯淀粉；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述有機(jī)結(jié)合劑的含量優(yōu)選為5重量份；在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中，所述有機(jī)結(jié)合劑的含量優(yōu)選為3重量份。

所述無機(jī)結(jié)合劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的無機(jī)結(jié)合劑即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為氧化硅溶膠和/或氧化鋁溶膠；所述氧化硅溶膠為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氧化硅溶膠即可，并無特殊的限制，在本發(fā)明中所述氧化硅溶膠的質(zhì)量濃度優(yōu)選為20％～50％，更優(yōu)選為25％～45％，再優(yōu)選為30％～40％，最優(yōu)選為30％；所述氧化鋁溶膠為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氧化鋁溶膠即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中所述氧化鋁溶膠的質(zhì)量濃度優(yōu)選為20％～50％，更優(yōu)選為25％～45％，再優(yōu)選為30％～40％，最優(yōu)選為30％；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述無機(jī)結(jié)合劑的含量優(yōu)選為15重量份；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述無機(jī)結(jié)合劑的含量優(yōu)選為12重量份；在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中，所述無機(jī)結(jié)合劑的含量優(yōu)選為7重量份。

本發(fā)明中以玻璃纖維粉作為增強(qiáng)助劑，所述玻璃纖維粉為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的玻璃纖維粉即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為無堿玻璃纖維粉；所述玻璃纖維粉的目數(shù)優(yōu)選為100～300目；在發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的目數(shù)優(yōu)選為100目；在發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的目數(shù)優(yōu)選為200目；在發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的目數(shù)優(yōu)選為300目；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的含量優(yōu)選為20重量份；在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的含量優(yōu)選為15重量份；在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中，所述玻璃纖維粉的含量優(yōu)選為10重量份。

本發(fā)明采用玻璃纖維粉作為增強(qiáng)助劑，其在纖維板中可均勻分散，并附著于硅酸鋁纖維表面，在制備過程中不會(huì)隨著水分的揮發(fā)而遷移至纖維板的表面，并且玻璃纖維粉可在高溫下熔融變成粘稠狀液滴，分布在纖維板的各個(gè)部分，將硅酸鋁纖維牢固地粘結(jié)在一起，保證了硅酸鋁纖維板高溫環(huán)境下的強(qiáng)度。

本發(fā)明還提供了一種上述硅酸鋁纖維板的制備方法，包括：將硅酸鋁纖維、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑、玻璃纖維粉與水混合，成型后干燥，得到硅酸鋁纖維板。

按照本發(fā)明，優(yōu)選地，按照以下步驟進(jìn)行：S1)將硅酸鋁纖維與水混合攪拌，得到混合物；S2)將所述混合物、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑與玻璃纖維粉混合攪拌，得到漿料；S3)將所述漿料成型后干燥，得到硅酸鋁纖維板。

其中，所述硅酸鋁纖維、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑與玻璃纖維粉均同上所述，在此不再贅述。

將硅酸鋁纖維與水混合攪拌，優(yōu)選將硅酸鋁纖維投入預(yù)先注入水的打漿池中，并開啟打漿機(jī)攪拌，得到混合物；所述攪拌的時(shí)間優(yōu)選為10～20min；所述硅酸鋁纖維與水的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.5～1.5)：100。

將所述混合物、有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑與玻璃纖維粉混合攪拌，得到漿料；所述混合攪拌的時(shí)間優(yōu)選為15～25min。

將所述漿料成型，在本發(fā)明中優(yōu)選采用真空吸濾方式成型。

成型后干燥，所述干燥的溫度優(yōu)選為100℃～150℃；所述干燥的時(shí)間優(yōu)選為12～24h。

采用本發(fā)明制備方法，可以實(shí)現(xiàn)玻璃纖維粉在纖維板中的均勻分散，并附著于纖維的表面，烘干過程中，玻璃纖維粉不會(huì)像氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠等液體結(jié)合劑隨著水分的揮發(fā)而遷移至纖維板的表面。玻璃纖維粉在800℃的高溫下熔融變成粘稠狀液滴，分布在纖維板的各個(gè)部分，并牢牢將硅酸鋁纖維粘結(jié)在一起，保證了纖維板高溫環(huán)境下的強(qiáng)度。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種硅酸鋁纖維板及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。

實(shí)施例1

由如下重量份數(shù)的原料制成：硅酸鋁纖維60份、有機(jī)結(jié)合劑5份、無機(jī)結(jié)合劑15份、增強(qiáng)助劑20份。其中硅酸鋁纖維為魯陽公司生產(chǎn)的普通硅酸鋁纖維，有機(jī)結(jié)合劑為臨沂恒源實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的玉米淀粉；無機(jī)結(jié)合劑為湖北裕隆化工有限公司生產(chǎn)的濃度為30％的氧化硅溶膠；增強(qiáng)助劑為淄博坤茂達(dá)新型材料有限公司生產(chǎn)的無堿玻璃纖維粉，目數(shù)為300目。

具體的制備方法包括以下步驟：

(1)將硅酸鋁纖維投入預(yù)先注入水的打漿池中(硅酸鋁纖維與水的質(zhì)量比為0.5:100)，并開啟打漿機(jī)，攪拌20min；

(2)待纖維攪拌混合均勻后，加入有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑和增強(qiáng)助劑，攪拌5min；

(3)采用真空吸濾方式成型，然后進(jìn)行干燥，干燥溫度150℃，干燥時(shí)間12h，得到硅酸鋁纖維板。

實(shí)施例2

由如下重量份數(shù)的原料制成：硅酸鋁纖維70份、有機(jī)結(jié)合劑3份、無機(jī)結(jié)合劑12份、增強(qiáng)助劑15份。其中硅酸鋁纖維為魯陽公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)硅酸鋁纖維，有機(jī)結(jié)合劑為大城縣亦博化工有限公司生產(chǎn)的木薯淀粉；無機(jī)結(jié)合劑為青島山科海泰新材料有限公司生產(chǎn)的濃度為30％的氧化鋁溶膠；增強(qiáng)助劑為淄博坤茂達(dá)新型材料有限公司生產(chǎn)的無堿玻璃纖維粉，目數(shù)為200目。

具體的制備方法包括以下步驟：

(1)將硅酸鋁纖維投入預(yù)先注入水的打漿池中(硅酸鋁纖維與水的質(zhì)量比為1:100)，并開啟打漿機(jī)，攪拌15min；

(2)待纖維攪拌混合均勻后，加入有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑和增強(qiáng)助劑，攪拌20min；

(3)采用真空吸濾方式成型，然后進(jìn)行干燥，干燥溫度120℃，干燥時(shí)間20h，得到硅酸鋁纖維板。

實(shí)施例3

由如下重量份數(shù)的原料制成：硅酸鋁纖維80份、有機(jī)結(jié)合劑3份、無機(jī)結(jié)合劑7份、增強(qiáng)助劑10份。其中硅酸鋁纖維為魯陽公司生產(chǎn)的高純硅酸鋁纖維，有機(jī)結(jié)合劑為大城縣亦博化工有限公司生產(chǎn)的纖維素；無機(jī)結(jié)合劑為湖北裕隆化工有限公司生產(chǎn)的濃度為30％的氧化硅溶膠；增強(qiáng)助劑為淄博坤茂達(dá)新型材料有限公司生產(chǎn)的無堿玻璃纖維粉，目數(shù)為100目。

具體的制備方法包括以下步驟：

(1)將硅酸鋁纖維投入預(yù)先注入水的打漿池中(硅酸鋁纖維與水的質(zhì)量比為1.5:100)，并開啟打漿機(jī)，攪拌10min；

(2)待纖維攪拌混合均勻后，加入有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑和增強(qiáng)助劑，攪拌25min；

(3)采用真空吸濾方式成型，然后進(jìn)行干燥，干燥溫度100℃，干燥時(shí)間24h，得到硅酸鋁纖維板。

比較例1

由如下重量份數(shù)的原料制成：硅酸鋁纖維95份、分散劑2份和鋯乳膠4份；分散劑成分為Na₂SiO₃和CaCO₃，鋯乳膠成分為ZrO₂、Y₂O₃和H₂O₂；Na₂SiO₃與CaCO₃的質(zhì)量比為2.5:1；ZrO₂與Y₂O₃的質(zhì)量比為95:5，ZrO₂與H₂O₂的質(zhì)量比為1:4.5。具體的制備方法如下：將原料混合攪拌，濕法真空成型，干燥加工，干燥溫度120℃，時(shí)間24h，得到硅酸鋁纖維板。

將本發(fā)明實(shí)施例1～3制備得到的硅酸鋁纖維板依次編號(hào)為A、B、C，比較例1制備的樣品編號(hào)為D。將四種樣品同時(shí)放入800℃的馬弗爐內(nèi)煅燒2h，然后將樣品取出放入干燥皿中冷卻，測試樣品的體積密度、耐壓強(qiáng)度，得到結(jié)果見表1。

表1 硅酸鋁纖維板性能測試結(jié)果

由表1中數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明提供的800℃煅燒后的硅酸鋁纖維板耐壓強(qiáng)度較好，均在0.1MPa以上，而比較例1制備得到的硅酸鋁纖維板強(qiáng)度低于0.1MPa，這主要是因?yàn)樵诟稍镞^程中部分鋯乳膠隨著水分由內(nèi)向外的揮發(fā)而遷移至纖維板的表面，導(dǎo)致板材內(nèi)部的無機(jī)結(jié)合劑含量減少，高溫煅燒后的強(qiáng)度較低。