[发明专利]无机纤维材料

说明书

本发明涉及人造无机氧化物纤维材料。本发明还涉及由这种纤维材料制成的产品。

无机纤维材料是众所周知的并且被广泛用于许多的场合(例如热或声绝缘的疏松材料或毡状材料、真空成型的型材、真空成型板和纸、以及绳、纱或织物、建筑材料中的增强纤维、车辆用的制动片成分)。在这些大多数用途中使用的无机纤维材料都要求抗热性，经常还要求耐受侵蚀性的化学环境。

无机纤维材料既可以是玻璃质的也可以是晶体的。石棉是一种无机纤维材料，它的一种形式强烈会引起呼吸疾病。

目前尚不清楚使一些石棉与疾病有关的引发机理是什么，但是一些研究工作者们认为机理是与机械的因素和尺寸有关。临界尺寸的石棉能刺穿人体的细胞，因此经长期和重复的细胞损伤，对健康会产生极坏的影响。无论这种机理是否真实，制定规章的机构已指出把具有呼吸作用粒度的任何无机纤维产品按危险程度分类的要求不管是否存在什么证据支持这种分类。遗憾地是对于许多使用无机纤维材料的用途来说，还没有实用的取代物。

因此要求无机纤维材料能具有尽可能低的危险性(如有的话)而且应有认为它们是安全的客观理由。

一系列的研究提出如果制造出的无机纤维材料能充分溶解在生理体液中致使它们在人体中的停留时间极短的话，损害就不应该出现或者至少被降到最低程度。因为与疾病有连系的石棉危险几乎取决于暴露时间，所以这一想法看来好像有道理。石棉是特别难溶解的。

因为胞间体液就性质上是盐水的，所以长期以来就认识到了纤维在盐水溶液中溶解度的重要性。若纤维能溶解于生理盐水溶液中，那么就可保证溶解的成分是无毒的，因而使这种纤维比不溶解的纤维安全得多。纤维在体内停留时间越短，所产生的损害作用越小。

以申请人的早期国际专利申请WO 93/15028和WO 94/15883为例可说明这类纤维，这些专利公开了分别在1000℃和1260℃下有用的盐水可溶的纤维。

另外一系列的研究提出在体液内失去其纤维性质的能水合纤维可提供另外一条“安全”纤维的路线，其中纤维的型式和大小可能是引起损伤的原因。这条路线可用欧洲专利申请号0586797和0585547举例说明，这些专利申请的目的在于提供无二氧化硅的组合物而且这些专利申请还公开了两种铝酸钙组合物(一种含50/50wt％氧化铝/煅烧石灰，而另一公开了63/30wt％氧化铝/煅烧石灰以及添加5％CaSO₄、和2％其它氧化物)。这种纤维水合物易于如此失去它们的纤维性。石棉不是水合物因而在体液中似乎在事实上能无限期地保持其纤维形状。

申请人发现铝酸锶组合物在由熔融液吹制时似乎形成不了纤维，而这种组合物含添加剂如二氧化硅时当由熔融液吹制却可形成纤维。这种纤维以铝酸钙纤维的形式似乎是水合的而且还另外显示有高温使用的潜力。一些这种纤维的真空成型预制坯当暴露于1260℃下24小时时显示收缩率为3.5％或以下；一些当暴露于1400℃下24小时时能显示收缩率为3.5％或以下；而当暴露于1500℃下24小时时一些甚至也能显示收缩率为3.5％或以下。这些纤维可以提供一种在上述列举的产品中有用的能水合的高温纤维。

因此本发明提供一种无机纤维材料，该纤维材料的真空铸塑预制件暴露于1260℃下24小时，其收缩率为3.5％或以下，该纤维含有SrO、Al₂O₃，以及足够的纤维形成添加剂使纤维形成，但是添加剂的量不能多到使收缩率提高超过3.5％。

优选纤维成型添加剂含有SiO₂并且组分Sro、Al₂O₃、和SiO₂至少占纤维组合物的90wt％(更好的是至少95wt％)。

参照下列的说明可使在所附权利要求书中的本发明范围变得更清楚。

在下文中，制定盐水溶解纤维的参照标准时，按照下文说明的方法测定在盐水溶液中具有总溶解度大于10ppm的纤维被当作是标准的含义，并且优选具有更高的溶解度。

参照下文表1、2、和3说明了实验结果。

表1列出一系列用常规方法熔化和吹制的组合物。用“和”表示的这些组合物不能形成达到有用程度的纤维而只能形成细粒。列出每一种组合物分析的组成重量百分比(由x-射线荧光分析求得)。其中数值“＜0.05”表示的含义是所涉及的成分不能检测出。