專利名稱：一種有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)纖維的制備方法，具體涉及有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法。
背景技術(shù)：
陶瓷纖維是一種輕質(zhì)耐火材料，它結(jié)合了纖維的可紡織加工特性和陶瓷的耐高溫等優(yōu)異性能，耐高溫、熱穩(wěn)定性好、抗氧化、耐腐蝕、隔熱性能好等特性。在航空航天、原子能、冶金和石油化工、交通運輸?shù)刃袠I(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。陶瓷纖維主要應(yīng)用于需要耐高溫和力學(xué)性能要求較高的領(lǐng)域，在航空航天上用于耐燒蝕材料部件，如宇航器重返大氣層的隔熱罩、火箭鼻錐、噴嘴、排氣口和隔板等；在冶金化工上用于耐高溫的過濾和隔熱材料等， 如鋼鐵工業(yè)中用的陶瓷纖維爐襯。陶瓷纖維主要有碳化硅纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維及硼纖維等。氧化鋯熔點為2700°C，其纖維具有熔點高、硬度大、常溫下絕緣，而高溫下導(dǎo)電等優(yōu)良性質(zhì)。氧化鋯纖維最突出的性能是耐高溫性能，隔熱性能優(yōu)異，IOOOk時導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 19ff/(m ·Κ)。氧化鋯纖維是超高溫條件下理想的絕熱保溫材料，因此廣泛應(yīng)用于各種高溫爐的爐襯絕熱保溫等。氧化鋯纖維可以加工成或制造成各種制品，主要包括氧化鋯纖維氈、 氧化鋯纖維紙、氧化鋯纖維布及剛性氧化鋯纖維制品等，根據(jù)其形態(tài)的不同，可以在不同的環(huán)境下使用。氧化鋯纖維還用于制備金屬基或陶瓷基復(fù)合材料，如氧化鋯纖維與氮化物復(fù)合材料能有效提高材料的熱性能。以釔穩(wěn)定氧化鋯纖維能明顯提高復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度和韌性。氧化鋯纖維還用于電池隔膜，氣體、液體分離和純化，氧氣含量測定，催化反應(yīng)膜材料寸。目前氧化鋯纖維及制品的主要制備方法有前驅(qū)體載體溶液浸漬法、溶膠凝膠法、 靜電紡絲法等。前驅(qū)體載體溶液浸漬法是利用粘膠纖維等有機(jī)纖維及其紡織品為載體，以氯氧化鋯、硝酸鋯等含鋯的無機(jī)鹽溶液為浸漬液，前驅(qū)體載體纖維在浸漬液中溶脹，并吸附含鋯的的無機(jī)鹽，浸漬后的前驅(qū)體載體纖維經(jīng)離心脫出多余的浸漬液、干燥、高溫氧化燒結(jié)，最后有機(jī)前驅(qū)體載體纖維被熱分解后得到保持原前驅(qū)體載體纖維形貌的氧化鋯纖維。 溶膠凝膠法是以含鋯的醇鹽或醋酸鹽等為原料，經(jīng)水解、共沉淀、膠化、脫水洗滌、陳化干燥、纖維成形、高溫氧化燒結(jié)等得到氧化鋯纖維。前驅(qū)體載體溶液浸漬法制備氧化鋯纖維工藝簡單、可以不經(jīng)再紡織工藝直接得到氧化鋯纖維布、紙、氈等，因此由該方法制備的氧化鋯纖維已成功應(yīng)用于高性能電池隔膜，但這種方法不容易得到連續(xù)的長絲。溶膠凝膠法是把低分子無機(jī)鋯鹽通過化學(xué)合成的方法先制得具有較高分子量和一定粘度的無機(jī)高分子溶膠，經(jīng)紡絲制得前驅(qū)體纖維，燒結(jié)后得到的氧化鋯纖維可以是長絲，也可以是短纖維，其缺點是紡絲工藝復(fù)雜，且難以穩(wěn)定。靜電紡絲法是近年來發(fā)展起來的制備微納米纖維的方法，但工業(yè)化技術(shù)還不成熟，生產(chǎn)效率低。專利CN101172856公開了一種多晶氧化鋯纖維的制備方法，是將超細(xì)四方氧化鋯細(xì)粉與分散劑和水一同混合制成泥漿，然后采用擠出-凝固法成型制備氧化鋯纖維前驅(qū)
3體，此前驅(qū)體再燒結(jié)得到氧化鋯纖維。但由于無機(jī)泥漿粘彈性差，紡絲容易斷頭，穩(wěn)定性差， 所得纖維長度最大只有19. 2mm。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是氧化鋯纖維的纖維短，紡絲工藝復(fù)雜，且難以穩(wěn)定，提供一種原料易得，并且能利用常規(guī)工業(yè)紡絲方法，采用有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，它包括如下步驟(1)在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺或氨水或草酸中的任意一種，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺或氨水或草酸的物質(zhì)的量比為1 0.5 2.0，在60 99°C的條件下攪拌30 60分鐘，形成透明的溶膠，然后先用水后用乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100 120°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為700 1500°C的微波燒結(jié)爐中焙燒1 1.5小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的納米氧化鋯與有機(jī)聚合物樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲或熔融紡絲或靜電紡絲制備得到有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 350°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1000 2200°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。所述步驟(1)中優(yōu)選方案是在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺或氨水中的任意一種，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺或氨水的物質(zhì)的量比為1 0.8 1.2，在70 90°〇的條件下攪拌，形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，干燥研磨，在溫度為900 1200°C的微波燒結(jié)爐中焙燒，得到納米氧化鋯粉體。所述步驟(1)中最佳方案是在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺的物質(zhì)的量比為1 1.1，在85 90°C的條件下攪拌，形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，干燥研磨，在微波燒結(jié)爐中1100°C焙燒，得到納米氧化鋯粉體。所述步驟O)中的有機(jī)聚合物樹脂為聚丙烯腈樹脂或酚醛樹脂或聚甲基丙烯酸樹脂或聚烯烴樹脂或聚酰胺樹脂或聚酯樹脂中的任意一種。所述步驟(3)中優(yōu)選熱穩(wěn)定化溫度為250 320°C，最佳溫度為觀0 300°C，炭化溫度為1200 1800°C，最佳溫度為1400 1500°C。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的原料價廉易得；納米氧化鋯與有機(jī)聚合物混合制備有機(jī)無機(jī)雜化纖維，纖維加工性能優(yōu)良，充分利用有機(jī)基體的可拉伸性，能明顯提高纖維性能；制備的氧化鋯纖維可以是短纖維、連續(xù)纖維，也可以是納米氧化鋯纖維膜，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍；氧化鋯纖維的制備可以采用一些常規(guī)的工藝設(shè)備，如普通纖維的紡絲、牽伸加工成型設(shè)備，制造通用碳纖維的熱穩(wěn)定化、炭化設(shè)備，降低了制造成本，更適合于大批量生產(chǎn)；生產(chǎn)穩(wěn)定性提高，容易得到連續(xù)長絲纖維。
具體實施方式
實施例1(1)稱取氯氧化鋯300g，加入氨水50g，在75 80°C的條件下攪拌60分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100°c 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1000°c的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在92 士 21nm ；(2)將步驟⑴中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚丙烯腈樹脂樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 320士60Mpao實施例2(1)稱取氯氧化鋯300g，加入草酸150g，在80 85°C的條件下攪拌40分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為120°C 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1000°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在68 士 20nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚丙烯腈樹脂樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 410士40Mpa。實施例3(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺105g，在85 90°C的條件下攪拌60 分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為110°c的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在77 士 ^nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚丙烯腈樹脂樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 720士50Mpa。實施例4(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺105g，在90 55°C的條件下攪拌40 分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為120°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在77 士 ^nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與酚醛樹脂樹脂共混，再經(jīng)過熔融紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為280 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1400 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 330士50Mpa。實施例5(1)稱取氯氧化鋯300g，加入氨水50g，在80 85°C的條件下攪拌50分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100°c 的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°c的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在117 士 38nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與酚醛樹脂共混，再經(jīng)過熔融紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為280 300°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1400 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 385士65Mpa。實施例6(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺105g，在80 85°C的條件下攪拌40 分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為105°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在77 士 ^nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚甲基丙烯酸甲酯樹脂共混， 再經(jīng)過熔融紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為230 290°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1400 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 285士35Mpa。實施例7(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺Mg，在80 85°C的條件下攪拌45分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為120°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在77 士 ^nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚酯樹脂樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為250 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 220士40Mpa。實施例8
6
(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺82g，在80 85°C的條件下攪拌40分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為115°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在77 士 ^nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚甲基丙烯酸甲酯樹脂共混， 再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為250 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1400 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 285士35Mpa。實施例9(1)稱取氯氧化鋯300g，加入二甲基甲酰胺75g，在70 75°C的條件下攪拌60分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為110°c的條件下干燥，再研磨，在溫度為1500°c的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體，平均粒徑在82 士 32nm ；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚烯烴樹脂共混，再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為250 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1500 1800°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。實施例10(1)稱取氯氧化鋯300g，加入氨水16g，在60 65°C的條件下攪拌30分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100°c 的條件下干燥，再研磨，在溫度為800°c的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1. 5小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚酰胺樹脂共混，再經(jīng)過熔融紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 240°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1000 1200°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。實施例11(1)稱取氯氧化鋯300g，加入氨水64g，在90 99°C的條件下攪拌45分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為105°C 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1500°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚酯樹脂樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為320 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1500°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。拉伸強(qiáng)度用萬能材料試驗機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14337-93測試斷裂強(qiáng)度為 220士40Mpa。實施例12(1)稱取氯氧化鋯300g，加入草酸66g，在80 85°C的條件下攪拌35分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為120°C 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1400°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1. 5小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚烯烴樹脂共混，再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟⑵中的氧化鋯纖維在溫度為300 340°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1500 2200°C的條件下炭化，升溫速率為30 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。實施例13(1)稱取氯氧化鋯300g，加入草酸100g，在80 85°C的條件下攪拌55分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100°c 的條件下干燥，再研磨，在溫度為700°c的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚酰胺樹脂共混，再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為300 350°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1000 1800°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。實施例14(1)稱取氯氧化鋯300g，加入草酸130g，在80 85°C的條件下攪拌55分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為115°C 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1400°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚甲基丙烯酸樹脂共混，再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟(2)中的氧化鋯纖維在溫度為210 250°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1800 2200°C的條件下炭化，升溫速率為30 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。實施例15(1)稱取氯氧化鋯300g，加入氨水48g，在85 90°C的條件下攪拌45分鐘，逐漸形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為100°c 的條件下干燥，再研磨，在溫度為1100°C的微波燒結(jié)爐中焙燒保溫1小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的去離子化的納米氧化鋯粉體與聚酰胺樹脂共混，再經(jīng)過靜電紡絲制備得到具有較高力學(xué)性能的有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；
(3)將步驟( 中的氧化鋯纖維在溫度為280 320°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為10°c /小時，在溫度為1200 1600°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于它包括如下步驟(1)在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺或氨水或草酸中的任意一種，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺或氨水或草酸的物質(zhì)的量比為1 0. 5 2. 0，在60 99°C的條件下攪拌30 60 分鐘，形成透明的溶膠，然后先用水后用乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，在溫度為 100 120°C的條件下干燥，再研磨，在溫度為700 1500°C的微波燒結(jié)爐中焙燒1 1. 5 小時，得到納米氧化鋯粉體；(2)將步驟(1)中的納米氧化鋯與有機(jī)聚合物樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲或熔融紡絲或靜電紡絲制備得到有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；(3)將步驟O)中的氧化鋯纖維在溫度為210 350°C的條件下熱穩(wěn)定化，升溫速率為 IO0C /小時，在溫度為1000 2200°C的條件下炭化，升溫速率為20 40°C /小時，得到無機(jī)氧化鋯纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于 所述步驟(1)中在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺或氨水中的任意一種，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺或氨水的物質(zhì)的量比為1 0.8 1.2，在70 90°C的條件下攪拌，形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，干燥研磨，在溫度為900 1200°C的微波燒結(jié)爐中焙燒，得到納米氧化鋯粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于 所述步驟(1)中在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺，氯氧化鋯與二甲基甲酰胺的物質(zhì)的量比為1 1.1，在85 90°C的條件下攪拌，形成透明的溶膠，然后分別用水和乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，干燥研磨，在微波燒結(jié)爐中1100°C焙燒，得到納米氧化鋯粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于 所述步驟O)中的有機(jī)聚合物樹脂為聚丙烯腈樹脂或酚醛樹脂或聚甲基丙烯酸樹脂或聚烯烴樹脂或聚酰胺樹脂或聚酯樹脂中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于 所述步驟(3)中的熱穩(wěn)定化溫度為250 320°C，炭化溫度為1200 1800°C。
6.根據(jù)權(quán)利5所述的有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，其特征在于所述步驟(3)中的熱穩(wěn)定化溫度為觀0 300°C，炭化溫度為1400 1500°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)聚合物無機(jī)雜化制備氧化鋯纖維的方法，它包括如下步驟在氯氧化鋯中加入二甲基甲酰胺或氨水或草酸中的任意一種，攪拌，形成透明的溶膠，然后先用水后用乙醇洗滌至用硝酸銀試劑檢驗無氯離子，干燥研磨，在微波燒結(jié)爐中焙燒，得到納米氧化鋯粉體；將納米氧化鋯與有機(jī)聚合物樹脂共混，再經(jīng)過溶液紡絲或熔融紡絲或靜電紡絲制備得到有機(jī)無機(jī)雜化氧化鋯纖維；將氧化鋯纖維熱穩(wěn)定化，炭化，得到無機(jī)氧化鋯纖維。本發(fā)明的原料價廉易得；制備的氧化鋯纖維可以是短纖維、連續(xù)纖維，也可以是納米氧化鋯纖維膜；氧化鋯纖維的制備可以采用一些常規(guī)的工藝設(shè)備，降低了制造成本；生產(chǎn)穩(wěn)定性提高，容易得到連續(xù)長絲纖維。
文檔編號C04B35/622GK102190490SQ201010125058
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者孫禮武, 張旺璽, 桑向東, 焦明立, 王志新, 王艷芝, 袁祖培 申請人:中原工學(xué)院