[发明专利]一种高强纳米陶瓷纤维反辐射绝热板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强纳米陶瓷纤维反辐射绝热板，属于耐火材料技术领域。

背景技术

工业窑炉是工业生产中的主要耗能设备，每年能耗数量巨大，主要在冶金、建材、耐火材料、陶瓷、玻璃、化工及机电企业的热加工过程中。各种工业窑炉的热效率都很低，热损失很大。工业窑炉的能耗占总能耗的40-70%，通过炉体的散热损失约占总供给热量的15-45%。因此在这个节约能源的时代，迫切需要一种优质的隔热保温耐火材料，以达到降低热量损失，节约能源的目的。

目前，用于各种窑炉内衬的保温隔热耐火材料应用量最大的是硅酸铝质耐火制品，硅酸铝纤维板虽然具有良好的隔热、耐高温的特点，并在一些窑炉上得到了广泛的应用，但这种传统的硅酸铝纤维板还存在一定的不足，比如强度低，特别是在高温高压情况下，耐火纤维晶相组织容易被破坏成粉状，导致纤维制品分散，进而使产品的绝缘、绝热、强度等性能降低，使用温度下降，此外在温度高、应力大的一些窑炉上应用受到限制。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的之一是提供一种具有热导率低、强度高、寿命长、高效节能等特点的纳米陶瓷纤维反辐射绝热板，具体技术方案为：

一种高强纳米陶瓷纤维反辐射绝热板，由若干个陶瓷纤维层经过热压固化形成；所述陶瓷纤维层包括蓄热层和反辐射绝热层两种，其中蓄热层或反辐射绝热层交错铺设。相邻两个陶瓷纤维层之间铺设有金属箔。

所述蓄热层为陶瓷纤维毯或含有陶瓷纤维的混合物层。

所述反辐射绝热层的物料组分中除陶瓷纤维外还含有无机非金属纳米材料、金属氧化物或非金属氧化物。

本发明的目的之二是提供上述纳米陶瓷纤维反辐射绝热板的制备方法，具体技术方案为：

一种高强纳米陶瓷纤维反辐射绝热板的制备方法，采用以下步骤：

（a）制备陶瓷纤维层混合物料；

（b）利用分料器将步骤（a）中得到的混合物料分层布料，每一层混合物料分别经真空脱水、湿法成型后压制成板状；

（c）将步骤（b）得到的若干个板状陶瓷纤维层混合物料之间分别涂刷高温结合剂，并送入热压机中进行热压固化成型，热压温度在80-300℃之间；

（d） 裁制得到反辐射绝热板产品。

在上述步骤（b）中，对混合物料进行分层布料时，将金属箔置于相邻两个料层之间。

所述陶瓷纤维层混合物料的制备按照功能划分成蓄热层混合物料的制备和反辐射绝热层混合物料的制备两个制备过程。

所述蓄热层混合物料的制备方法为：

（1）    将陶瓷纤维利用干法或湿法打碎成1-2mm的短纤维；

（2）    按重量份数取短纤维80-90份；

（3）    按重量份数取浓度为38-40%的硅溶胶或铝溶胶10-20份；

（4）    将上述步骤（2）中的短纤维与步骤（3）中的硅溶胶或铝溶胶搅拌混合。

所述反辐射绝热层混合物料的制备方法为：

（1）    将陶瓷纤维利用干法或湿法打碎成1-2mm的短纤维；

（2）    按重量份数取短纤维45-65份；

（3）    按重量份数取阳离子淀粉1-10份加入到步骤（2）中的短纤维中，并搅拌均匀；阳离子淀粉吸附在陶瓷纤维上，与纤维附和在一起，使纤维分离；

（4）    按重量份数取浓度为38-40%的硅溶胶或铝溶胶10-20份加入到步骤（3）中的混合物中搅拌均匀，硅溶胶或铝溶胶起到结合剂和粘接剂的作用；

（5）    按重量份数取无机非金属纳米材料10-15份入到步骤（4）中的混合物中搅拌均匀；

（6）    按重量份数增加有金属氧化物或非金属氧化物10-20份，并搅拌均匀。

所述反辐射绝热层混合物料中按重量份数还增加有发泡剂1-5份。本发明通过引入发泡剂进行造孔，使材料在密度大、强度高的情况下，蓄热作用增强，导热系数更小，保温效果更好。

所述无机非金属纳米材料为纳米二氧化硅晶须、纳米氧化镁晶须、钛酸钾晶须、氧化铝超微粉中的一种或两种以上组成。上述无机非金属纳米材料可使纳米材料吸附在耐火陶瓷纤维周围，纤维表面形成耐温保护膜，进而阻止耐火纤维晶相被破坏，保证了耐火陶瓷纤维仍然保持原来的形态和特性，增加纤维的拉伸强度，因此绝缘、绝热、高温强度增强，耐火度、热震稳定性和高温机械性能也得到提高。