本發(fā)明涉及濕法隔熱防護(hù),特別涉及一種耐高溫復(fù)合纖維紙及其制備方法。
背景技術(shù):
1、目前耐高溫纖維材料中最具有代表性的是氧化鋯纖維。氧化鋯纖維具有極高的熔點(diǎn)(約2700℃)、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、出色的耐磨性、抗疲勞性能以及低熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn),能夠在極端高溫下保持結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定性。氧化鋯纖維在航空、航天和超高溫工業(yè)窯爐隔熱等領(lǐng)域都具有極其重要的應(yīng)用價值,尤其是在超過1600℃的氧化氣氛環(huán)境下可長期使用。
2、現(xiàn)有的氧化鋯產(chǎn)品中,有干法制備氧化鋯纖維氈和纖維板、濕法制造氧化鋯纖維紙,例如,cn106996055a提供了一種氧化鋯纖維紙的制備方法,其通過在氧化鋯漿料中加入水玻璃無機(jī)粘結(jié)劑,上網(wǎng)抄取形成濕紙頁,再復(fù)合鋁箔層并烘干,得到一種用于低溫深冷絕熱的氧化鋯纖維紙。然而,在濕法制造中,氧化鋯纖維紙厚度過厚,通常在1mm以上,且成紙強(qiáng)度過低,難以連續(xù)生產(chǎn)。
3、因此,基于上述問題,亟需提供一種耐高溫復(fù)合纖維紙及其制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明實施例提供了一種耐高溫復(fù)合纖維紙及其制備方法,能夠解決傳統(tǒng)的濕法成型過程中,氧化鋯纖維紙的厚度過厚,且成紙強(qiáng)度較低的問題。
2、第一方面,本發(fā)明提供了一種耐高溫復(fù)合纖維紙的制備方法,所述制備方法包括如下步驟:
3、(1)分別對玄武巖纖維和氧化鋯纖維進(jìn)行疏解,得到玄武巖纖維漿料和氧化鋯纖維漿料;
4、(2)將所述玄武巖纖維漿料和所述氧化鋯纖維漿料進(jìn)行混合之后,依次進(jìn)行超聲分散和球磨處理,得到復(fù)合纖維漿料;
5、(3)對所述復(fù)合纖維漿料進(jìn)行濕法成型后,在成型后的復(fù)合纖維紙的表面涂覆粘結(jié)劑溶液,依次經(jīng)烘干和固化后得到所述耐高溫復(fù)合纖維紙。
6、優(yōu)選地,步驟(1)中,對所述玄武巖纖維進(jìn)行疏解時,還包括向水中加入助劑的步驟;其中,所述助劑為陽離子聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的至少一種。
7、優(yōu)選地,步驟(1)中,所述玄武巖纖維漿料和所述氧化鋯纖維漿料的濃度為0.5-1.5%;所述助劑的質(zhì)量濃度為0.4-1.3%。
8、優(yōu)選地,步驟(1)中,所述玄武巖纖維的長度為6-18mm,直徑為7.5-8.5μm。
9、優(yōu)選地,步驟(1)中,所述氧化鋯纖維中氧化鋯的質(zhì)量含量≥80%,氧化鋯纖維的的長度為2.5-3.5mm,直徑為3.5-4.5μm。
10、優(yōu)選地,步驟(2)中,所述復(fù)合纖維漿料中,所述玄武巖纖維干重比例為1-50%。
11、優(yōu)選地,步驟(2)中,所述超聲分散的頻率為60-120hz,時間為5-10min,溫度為0-25℃;
12、優(yōu)選地,所述球磨處理的轉(zhuǎn)速為280-320r/min,時間為3-7min,溫度為20-30℃。
13、優(yōu)選地,步驟(2)中,還包括采用ph調(diào)節(jié)劑將所述復(fù)合纖維漿料的ph調(diào)節(jié)至2.0-3.0的步驟;其中,所述ph調(diào)節(jié)劑為硫酸溶液。
14、優(yōu)選地,步驟(3)中,所述粘結(jié)劑溶液為硅酸鈉溶液、硅酸鋁溶液、硅酸鉀溶液或硅酸鎂溶液中的至少一種。
15、更為優(yōu)選的,所述粘結(jié)劑溶液的質(zhì)量濃度為5-20%。
16、優(yōu)選地,步驟(3)中,采用梯度升溫的方式從25℃升溫至120℃進(jìn)行烘干;其中,以45-60℃/min的升溫速率從20℃升溫至90℃,以5-15℃/min的升溫速率從90℃升溫至120℃。
17、優(yōu)選地,步驟(3)中,所述固化的溫度為155-175℃,時間為5-15min。
18、第二方面,本發(fā)明提供了一種耐高溫復(fù)合纖維紙,采用上述第一方面任一項所述的耐高溫復(fù)合纖維紙的制備方法制備得到。
19、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下有益效果:
20、本發(fā)明中,首先分別對玄武巖纖維和氧化鋯纖維進(jìn)行疏解,得到玄武巖纖維漿料和氧化鋯纖維漿料,之后通過將兩種漿料依次經(jīng)超聲分散和球磨處理的方式進(jìn)行混合從而得到復(fù)合纖維漿料,從而能夠改善玄武巖纖維的表面性能,提高玄武巖纖維的分散性能,以使玄武巖纖維和氧化鋯纖維在復(fù)合纖維漿料中均勻分散;之后以該復(fù)合纖維漿料通過濕法成型的方式從而能夠制備成以玄武巖纖維作為增強(qiáng)骨架的濕紙幅;最后,通過進(jìn)一步在濕紙幅的表面涂覆粘結(jié)劑溶液,從而能夠進(jìn)一步提高復(fù)合纖維紙的成型強(qiáng)度。如此,本發(fā)明能夠以濕法制造工藝連續(xù)生產(chǎn)出厚度低于1mm、且強(qiáng)度較高的耐高溫復(fù)合纖維紙。
1.一種耐高溫復(fù)合纖維紙的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,對所述玄武巖纖維進(jìn)行疏解時,還包括向水中加入助劑的步驟;其中,所述助劑為陽離子聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述玄武巖纖維漿料和所述氧化鋯纖維漿料的濃度為0.5-1.5%;所述助劑的質(zhì)量濃度為0.4-1.3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述玄武巖纖維的長度為6-18mm,直徑為7.5-8.5μm;和/或
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述復(fù)合纖維漿料中,所述玄武巖纖維干重比例為1-50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述超聲分散的頻率為60-120hz,時間為5-10min,溫度為0-25℃;和/或
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,還包括采用ph調(diào)節(jié)劑將所述復(fù)合纖維漿料的ph調(diào)節(jié)至2.0-3.0的步驟;其中,所述ph調(diào)節(jié)劑為硫酸溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述粘結(jié)劑溶液為硅酸鈉溶液、硅酸鋁溶液、硅酸鉀溶液或硅酸鎂溶液中的至少一種;
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,采用梯度升溫的方式從25℃升溫至120℃進(jìn)行烘干;其中,以45-60℃/min的升溫速率從20℃升溫至90℃,以5-15℃/min的升溫速率從90℃升溫至120℃;和/或
10.一種耐高溫復(fù)合纖維紙,其特征在于,采用權(quán)利要求1至9中任一項所述的制備方法制備得到。