[发明专利]氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铝纤维的制备领域，具体涉及一种氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法。

背景技术

氧化铝纤维由于其优异的化学和结构稳定性，可以用作高温绝热材料、保温材料、高温反应中的催化剂载体、燃料电池隔膜材料，以及树脂、金属和陶瓷基复合材料的增强材料，这使得氧化铝纤维成为具有研究价值和市场前景的工程纤维。

由于氧化铝纤维与金属基体的浸润性好，界面反应较小，其复合材料的力学性能、耐磨性、硬度均有提高，热膨胀系数降低。氧化铝纤维增强的金属基复合材料已经在汽车活塞部件和旋转气体压缩机叶片中得到应用。又由于氧化铝纤维与树脂基体结合良好，比玻璃纤维的弹性大，比碳纤维的压缩强度好，所以氧化铝树脂复合材料正逐步在一些领域取代玻璃纤维和碳纤维。

目前，国内制备氧化物纤维采用的方法主要是溶胶-凝胶法。

溶胶-凝胶法制备的纤维多用于隔热材料，且工艺复杂，可变因素较多不易控制。

浸渍法制备的纤维主要以有机纤维为前驱体，在金属盐溶液中浸渍后，经过水洗、干燥、热处理后得到具有一定强度的氧化物纤维，目前主要应用于制备陶瓷纤维，但是制备方法复杂，制备得到的纤维强度差，纤维表面粗糙。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法。

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法，包括以下步骤：

（1）将铝粉和质量浓度为8%的氯化铝水溶液混合，在80～100℃的条件下搅拌反应3-5h生成聚合氯化铝；

（2）按照三氧化二铝和二氧化硅的质量比为95:5，将聚合氯化铝和硅酸水溶胶混合，在100℃下加热回流2-3h，得到氧化铝溶胶；

（3）将步骤（2）得到的氧化铝硅胶微波反应5min后，再超声分散，得到浸渍液；

（4）将步骤（3）得到的浸渍液煅烧，即可得到氧化铝纤维。

优选地，步骤（1）铝粉、氯化铝水溶液的质量比为（3-5）：22。

优选地，步骤（3）中微波反应的功率为200W。

优选地，步骤（3）中超声分散的条件为：先在功率100W、频率20Hz的条件下超声20min，然后在功率30W、频率30的条件下超声15min。

优选地，步骤（4）中煅烧的条件为：在900-1300℃下煅烧8-10h。

优选地，步骤（1）中搅拌的速度为3000rpm。

本发明的优点：

本发明制备得到的氧化铝纤维，表面光滑，直径分布均匀，形态好，强度高，且制备方法简单，成本低。

具体实施方式

实施例1

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法，包括以下步骤：

（1）将铝粉和质量浓度为8%的氯化铝水溶液混合，在80℃的条件下，搅拌速度为3000rpm的条件下，搅拌反应3h生成聚合氯化铝；其中，铝粉、氯化铝水溶液的质量比为3：22；

（2）按照三氧化二铝和二氧化硅的质量比为95:5，将聚合氯化铝和硅酸水溶胶混合，在100℃下加热回流2h，得到氧化铝溶胶；

（3）将步骤（2）得到的氧化铝硅胶在功率为200W的条件下微波反应5min后，再进行超声分散，超声分散的条件为：先在功率100W、频率20Hz的条件下超声20min，然后在功率30W、频率30的条件下超声15min，得到浸渍液；

（4）将步骤（3）得到的浸渍液在900℃下煅烧10h煅烧，即可得到氧化铝纤维。

实施例2

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法，包括以下步骤：

（1）将铝粉和质量浓度为8%的氯化铝水溶液混合，在100℃的条件下，搅拌速度为3000rpm的条件下，搅拌反应5h生成聚合氯化铝；其中，铝粉、氯化铝水溶液的质量比为5：22；

（2）按照三氧化二铝和二氧化硅的质量比为95:5，将聚合氯化铝和硅酸水溶胶混合，在100℃下加热回流3h，得到氧化铝溶胶；

（3）将步骤（2）得到的氧化铝硅胶在功率为200W的条件下微波反应5min后，再进行超声分散，超声分散的条件为：先在功率100W、频率20Hz的条件下超声20min，然后在功率30W、频率30的条件下超声15min，得到浸渍液；

（4）将步骤（3）得到的浸渍液在1300℃下煅烧8h煅烧，即可得到氧化铝纤维。

实施例3

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的方法，包括以下步骤：