[发明专利]可溶于盐的陶瓷纤维组合物

说明书

技术领域

本申请要求2009年11月27日提交的韩国专利申请No.2009-0115682的优先权和利益，其公开内容通过引用全文并入本文。

本发明涉及用于高温热绝缘体的盐溶性陶瓷纤维组合物，更特别涉及具有优异的盐溶性的用于高温热绝缘体的陶瓷纤维组合物，其中所述纤维包括作为网络形成氧化物的SiO₂、作为网络改性氧化物的CaO、MgO、作为中间氧化物的Al₂O₃、在组合物中同时用作助熔剂和网络氧化物的B₂O₃、用作助熔剂的适当比例的Na₂O和K₂O，以制备在人工盐水体液中具有改善的纤维组合物溶解性的组合物。此外，本发明还涉及组合物，其中作为助熔剂的B₂O₃和Na₂O+K₂O之和的含量被控制为表现出恒定的高温耐热性，并且该组合物与常规的盐溶性陶瓷纤维组合物相比具有改善的盐水体液中的溶解性(生物可降解性)并且在高温生产过程中具有提高的产率。

背景技术

陶瓷纤维由于具有低导热性以及长而薄的形状，因而被用作诸如隔热材料、隔冷材料、热绝缘体、隔音材料、吸声材料和过滤材料等材料。

术语“耐火隔热纤维”用作热绝缘体，其通常是指在使用常规矿物棉的600℃以上温度下可使用的耐火纤维。高温下使用的纤维毯热绝缘体被分为5种类型：根据ASTM C982的1型(732℃)～5型(1649℃)，基于高温下测量的热收缩系数。常规纤维的“安全使用温度”定义为在一定温度下保持24小时纤维的线性热收缩系数为5％以下的对应温度。

近年来，应用最广泛的耐火隔热纤维是Al₂O₃-SiO₂(RCF-AS)基纤维，其安全使用温度范围为1100～1260℃。与Al₂O₃-SiO₂基纤维相关的常规已知技术如下。美国专利No.2,873,197和No.4,555,492公开了一种通过在Al₂O₃-SiO₂基组合物中添加一定量ZrO₂制备的Al₂O₃-SiO₂-ZrO₂(RCF-ASZ)基纤维，其中该纤维的安全使用温度增加到1430℃。

美国专利No.4,055,434公开了一种通过在Al₂O₃-SiO₂基组合物中添加至多16％煅烧白云石作为CaO和MgO源来制备的纤维组合物，其中该纤维的耐热温度为760～1100℃。美国专利No.3,687,850公开了一种含76～90％的SiO₂和4～8％的Al₂O₃的二氧化硅纤维的无晶体析出的耐热性为1093℃，其中该二氧化硅纤维是通过将酸加入到由SiO₂、Al₂O₃、R₂O、RO和B₂O₃组成的纤维组合物中并溶解RO、R₂O和B₂O₃成分制备的。然而，虽然为了制备常规的耐火隔热纤维考虑到了在酸中的耐热和溶解特性，但是没有考虑到在盐水溶液如合成体液中的溶解特性。此外，在生理介质中的低溶解度可能是由于高Al₂O₃含量(即4％以上)造成的。

最近报道的数据表明，在生理介质中具有低溶解度的纤维以微细纤维形状被吸入并累积在肺部，从而导致对人体的危害。因此，出现了热切的研究活动，以开发增加在生理介质中的溶解度以尽可能减少对人体可能产生的危害以及满足高温物理性能的无机纤维组合物。