[发明专利]环保型可降解耐火陶瓷纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维材料及其制备技术，主要涉及一种环保型可降解耐火陶瓷纤维及其制备方法。

背景技术

陶瓷纤维材料是一种纤维状轻质耐火材料，在冶金、石油、化工、机械、陶瓷、玻璃、电子等行业应用广泛。近年来，随着全球能源价格的不断上涨，节能已成为中国国家战略问题。此外，陶瓷纤维材料同隔热砖等传统耐材相比节能达20～30％以上，因此，陶瓷纤维在上述领域得到了更多更广的应用。

但是，近年来，随着人们对环境保护的日益重视，传统陶瓷纤维材料对人体的污染情况就越来越受到人们的关注。目前，尽管传统陶瓷纤维尚未列入《“高污染、高环境风险”产品名录(2009年)》，但是该产品的生产过程污染严重却是事实。国际癌症研究社(IARC)曾对各种陶瓷纤维进行过健康分类，欧盟在IARC的基础上建立了以纤维平均直径和纤维成分为标准的生物可溶性指标。按照欧盟规定，传统的陶瓷纤维为二类可能致癌物质，因此，国外一些企业已经开始加强了对非晶质陶瓷纤维的限制使用。

由于传统的硅酸铝普通纤维和硅酸铝高纯纤维对人体健康有影响，因此，耐材行业加强了对环保型可降解耐火陶瓷纤维的开发。

发明内容

为解决上述环境污染问题，本发明的目的提出一种环保型可降解耐火陶瓷纤维及其制备方法，该环保型可降解耐火陶瓷纤维可以在1150℃长期使用，并具有节能环保、可实现窑炉轻型化、提高窑炉生产效率及延长炉体使用寿命等特点。

本发明的目的采用如下技术方案来实现：

一种环保型可降解耐火陶瓷纤维，所述环保型可降解耐火陶瓷纤维的主要原料及质量百分比为：SiO₂ 30～70wt％，CaO 20～50wt％，MgO 1～20wt％；所述环保型可降解耐火陶瓷纤维还加入有改善高温熔体粘度，提高纤维柔韧性和抗拉强度的B₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、TiO₂；所述B₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、TiO₂总的加入量为主要原料总重量的1～3wt％。

所述环保型可降解耐火陶瓷纤维中杂质Fe₂O₃的含量不高于2％；杂质Na₂O+K₂O的总含量也不高于2％。

所述环保型可降解耐火陶瓷纤维的制备方法，首先将SiO₂、CaO和MgO用1800～2100℃的高温熔化，然后用喷吹法或甩丝法实现纤维化，再经一系列加工处理后制成产品。这两种生产工艺均是在电阻炉启熔后，利用熔料自身的电阻，持续加热和熔化原料，形成所需要的熔池；随后，熔池中的高温熔液从炉底的钨或钼流口排放，形成流股，再经一定压力的压缩空气流或甩丝辊进行喷吹或拉伸成纤；成纤后的纤维经引风机输送到除渣器除渣，并在集棉器中集成棉胎，经针刺、热处理、纵切、横切、打卷，最后得到所需的耐火纤维制品；

所述环保纤维的生产工艺为：喷吹或甩丝工艺；

所述环保纤维的熔融温度为：1800～2100℃；

所述环保纤维的成纤温度为：1400～1600℃；

所述环保纤维的喷吹压力为：0.2～0.7Mpa；

所述环保纤维的甩丝辊转速为：6000～10000r/min。

本发明中：

1、SiO₂、CaO和MgO为主要成分可降低纤维的持久性，增加纤维在人体体液中的降解性。