本發(fā)明涉及一種陶瓷纖維隔熱墊及其制備方法。
背景技術(shù)：
：陶瓷纖維是一種優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，其制品具有絕熱、防火、抗腐蝕、隔音等多種特性；對比傳統(tǒng)石棉，具有更好的人體和環(huán)境安全性；對比玻璃纖維，在更高的溫度下有更好的性能表現(xiàn)。而且應(yīng)用范圍很廣，在工業(yè)，汽車，航空航天，建材等領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用。目前市場上的普通陶瓷隔熱產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，而客戶的要求在不斷地提高，國外進(jìn)口的產(chǎn)品價格又太貴，一般企業(yè)難以承受；為了滿足各種客戶需求，市場上急需一款綜合表現(xiàn)優(yōu)異的陶瓷纖維隔熱產(chǎn)品。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種性能較好的陶瓷纖維隔熱墊及其制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維92—97％有機(jī)粘合劑1—8％助劑1％。陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維95％有機(jī)粘合劑4％助劑1％。所述硅酸鋁纖維中鋁含量為45—55％。所述硅酸鋁纖維直徑為2—5μm，比克值為400—800ml，纖維長度為2—50mm，纖維韌性為300—600ml。所述硅酸鋁纖維為噴吹型硅鋁纖維或/和甩絲型硅鋁纖維，其中，噴吹型硅鋁纖維的長度為2—40mm，甩絲型硅鋁纖維長度為10—50mm。所述有機(jī)粘合劑為水性丙烯酸樹脂，水性聚氨酯樹脂和水性聚醚樹脂中的一種或幾種。所述有機(jī)粘合劑的固含量為40—60％，ph值為3—6，粘度為20—1000pa·s。所述助劑為硅酸鹽、堿金屬磷酸鹽、甲基戊醇、硫酸鋁鉀中的一種或幾種。陶瓷纖維隔熱墊制備方法，包括如下步驟：s1，篩選硅酸鋁纖維；選取硅酸鋁纖維中鋁含量為45—55％，纖維直徑為2—5μm，比克值為400—800ml，纖維長度為2—50mm，纖維韌性為300—600ml；s2，將硅酸鋁纖維和水混合進(jìn)行攪拌制漿，其中，硅酸鋁纖維占比不低于3％，攪拌轉(zhuǎn)速為0—350r/min，攪拌時間為0—10min，將漿料稀釋成0.1—3％；s3，向漿料中添加助劑；s5，采用長網(wǎng)機(jī)抄造得到濕胚，并采用0.02—0.04mpa真空除水進(jìn)行初步定型；s6，經(jīng)過壓輥確定制成所需產(chǎn)品厚度，采用施膠機(jī)施加有機(jī)粘合劑，再通過微波烘干，烘干效率75％-90％，并最終定型，獲得隔墊成品。采用了上述技術(shù)方案，在基礎(chǔ)型的隔熱產(chǎn)品上，通過本配方設(shè)計及工藝的改良，相比市場上的其他同類隔熱產(chǎn)品，具有更優(yōu)異的有韌性，彎曲性能；更好的拉伸，壓縮性能；更好的耐久性能。本隔熱產(chǎn)品不僅滿足了客戶更高的應(yīng)用要求，而且相比國外產(chǎn)品具有較大的價格優(yōu)勢，是一款綜合性價比很高的產(chǎn)品。本發(fā)明解決了產(chǎn)品容易開裂，不易彎曲塑形的缺點，新產(chǎn)品能彎曲180度不開裂，可隨意塑形。配方的優(yōu)化，使產(chǎn)品具有更強(qiáng)的拉伸和壓縮性能；保證了纖維的長度和強(qiáng)度，使產(chǎn)品具有更好的抗吹蝕性能。不僅有良好的抗彎性能，還具有更優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度。國內(nèi)的隔熱產(chǎn)品容易開裂，不易塑型，而此種隔熱產(chǎn)品有良好的彎折性能，可隨意塑型。目前行業(yè)的普遍情況是耐火陶瓷纖維制品的保溫隔熱效果一般，且對于一些特殊行業(yè)(比如汽車行業(yè))來說，對隔熱產(chǎn)品的要求更高，它需要隔熱墊能有一定的支撐力，這是目前國內(nèi)耐火陶瓷纖維制品的瓶頸。而同時，本陶瓷纖維隔熱墊有比行業(yè)內(nèi)更高穩(wěn)定性，保溫效果更好。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。首先，解釋一下本申請中的名詞“比克值”。取定重量的纖維置于定值的水中，攪拌均勻后，倒入量筒中，10min后觀察纖維最上層處于量筒水中的位置，最上層纖維所處位置對應(yīng)量筒上的刻度獲得的值即為比克值。比如，取5g纖維置于500ml的水中，攪拌均勻后，倒入量筒中，10min后觀察最上層纖維所處位置，若最上層纖維對應(yīng)量筒上的刻度為400，則獲得的纖維比克值為400ml。比克值越高，說明纖維越完整，力學(xué)性能越好；在原材料的比克值越高，在同樣的加工條件下，產(chǎn)品纖維的比克值也就越高，性能越好。纖維韌性的獲得方式：采用定速攪拌機(jī)暴力破碎的方式對纖維進(jìn)行切割或打碎，然后取定重量的纖維置于定值的水中，攪拌均勻后，倒入量筒中，10min后觀察纖維最上層處于量筒水中的位置，最上層纖維所處位置對應(yīng)量筒上的刻度獲得的值即為纖維韌性值。比如，取5g纖維置于500ml的水中，攪拌均勻后，倒入量筒中，10min后觀察最上層纖維所處位置，若最上層纖維對應(yīng)量筒上的刻度為400，則獲得的纖維韌性值為400ml。本申請中的陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維92—97％有機(jī)粘合劑1—8％助劑1％。硅酸鋁纖維中鋁含量為45—55％。硅酸鋁纖維直徑為2—5μm，比克值為400—800ml，纖維長度為2—50mm，纖維韌性為300—600ml。硅酸鋁纖維可以為噴吹型硅鋁纖維或/和甩絲型硅鋁纖維，其中，噴吹型硅鋁纖維的長度為2—40mm，甩絲型硅鋁纖維長度為10—50mm。有機(jī)粘合劑為水性丙烯酸樹脂，水性聚氨酯樹脂和水性聚醚樹脂中的一種或幾種。有機(jī)粘合劑和使用量，大大低于市面上現(xiàn)有的隔熱墊所使用的粘合劑用量，降低粘合劑用量，可以提高纖維含有量，提升產(chǎn)品物理性能。有機(jī)粘合劑選用的水性樹脂中的固含量為40—60％，ph值為3—6，粘度為20—1000pa·s。助劑為硅酸鹽、堿金屬磷酸鹽、甲基戊醇、硫酸鋁鉀中的一種或幾種。此類分散劑的加入可有效分散纖維，降低表面電荷，使纖維變?nèi)犴槨Ｌ沾衫w維隔熱墊制備方法，包括如下步驟：s1，篩選硅酸鋁纖維；選取硅酸鋁纖維中鋁含量為45—55％，纖維直徑為2—5μm，比克值為400—800ml，纖維長度為2—50mm，纖維韌性為300—600ml；s2，將硅酸鋁纖維和水混合進(jìn)行攪拌制漿，其中，硅酸鋁纖維占比不低于3％，攪拌轉(zhuǎn)速為0—350r/min，攪拌時間為0—10min，直至漿料中纖維的比克值不低于300ml，纖維含量沒有改變，并且產(chǎn)品擁有很好的分散效果。攪拌制漿時攪拌漿葉片需要經(jīng)過處理，攪拌頭由常見的螺旋槳式和多層式換成兩者的組合。把葉片由多層改裝成一層，葉片刀頭磨鈍，原先的直角型刀頭換成半圓弧狀刀頭，以減少纖維破壞。再將漿料稀釋成0.1—3％；在該段攪拌后，減緩攪拌轉(zhuǎn)速60r/min，以盡量保護(hù)纖維的長度，避免攪拌葉片對纖維的剪切。s3，向漿料中添加助劑；s5，采用長網(wǎng)機(jī)抄造得到濕胚，并采用0.02—0.04mpa真空除水進(jìn)行初步定型；s6，經(jīng)過壓輥確定制成所需產(chǎn)品厚度，采用施膠機(jī)施加有機(jī)粘合劑，再通過微波烘干，烘干效率75％-90％，并最終定型，獲得隔墊成品。其中，微波烘干工藝的具體參數(shù)為：整機(jī)功率200kw，微波烘干效率一般開到90％。并且在配備有溫度監(jiān)測裝置，可以控制需要烘干的溫度，烘干的溫度區(qū)間為20-105℃。潮濕半成品被送進(jìn)烘干室中時，烘干室邊沿的傳感器開始工作，自動計算烘干室中產(chǎn)品長度，從而自動控制烘干微波源的開關(guān)。采用微波烘干樣品相較于目前行業(yè)使用的蒸汽烘干有明顯的效果。成型的產(chǎn)品膠水分布均勻，并且在內(nèi)部有較好的粘結(jié)力，降低水的虹吸現(xiàn)象。而國內(nèi)使用蒸汽烘干工藝的廠家制成的產(chǎn)品有一定的缺陷。即產(chǎn)品容易開裂并且較我司產(chǎn)品而言，硬太多。而且膠水分布極不均勻，容易導(dǎo)致性能不穩(wěn)定和開裂。實施例一陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維原棉92％、有機(jī)粘結(jié)劑7％、助劑1％。本方案采用普通硅酸鋁纖維，即纖維原棉組份中氧化鋁含量45％，纖維軟而韌。纖維原棉比克值為500ml。有機(jī)粘結(jié)劑為水性丙烯酸樹脂。本方案使用的助劑為有硅酸鹽。此類助劑的加入可有效分散纖維，降低表面電荷，使纖維變?nèi)犴?，同時提高有機(jī)粘結(jié)劑在纖維中的留著。制備過程為：先將硅酸鋁纖維棉按照3％的濃度稱量(3％的硅酸鋁纖維與97％的水進(jìn)行混合)，后將硅酸鋁纖維與水置于攪拌罐中，按照300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10min配置成0.2％或1％或2％或3％的均勻漿料，使?jié){料中纖維比克值為400ml-500ml。成型時，采用長網(wǎng)機(jī)抄造的濕胚經(jīng)過真空除水初步定型，而后經(jīng)過壓輥確定制成所需厚度產(chǎn)品，最后經(jīng)過施膠機(jī)施加有機(jī)粘結(jié)劑，微波烘干，烘干效率75％或80％或90％，并最終定型，獲得陶瓷纖維隔熱墊。與國內(nèi)其他競品性能對比：測試項目本產(chǎn)品國外競品國內(nèi)競品拉伸強(qiáng)度(kpa)368150233燒失量(％)6.336.626.73比克值(ml)355295220彎曲半徑(r＝5mm)okokng根據(jù)燒失量判斷，纖維和膠水的比例是相似的。那么在同等條件下，本產(chǎn)品的拉伸值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于競品所測試的拉伸值。從而本產(chǎn)品更容易塑型。纖維比克值表征纖維受保護(hù)狀態(tài)，在分散良好的狀況下，比克值越大，纖維越完整。彎曲半徑為測試產(chǎn)品包裹能力。本產(chǎn)品在彎曲半徑為5mm的圓柱體物品時，相對于競品有很大的優(yōu)勢，并無開裂，隔熱效果相對較好。實施例二陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維原棉95％、有機(jī)粘結(jié)劑4％、助劑1％。本方案采用普通硅酸鋁纖維，即纖維原棉組份中氧化鋁含量50％，纖維軟而韌。有機(jī)粘結(jié)劑為水性聚氨酯樹脂。本方案使用的助劑為有堿金屬磷酸鹽。助劑加入到產(chǎn)品中可有效分散纖維，降低表面電荷，使纖維變?nèi)犴?，同時提高膠水在纖維中的留著。制備過程：先將硅酸鋁纖維棉按照3％的濃度稱量，后將硅酸鋁纖維棉置于攪拌罐中，按照200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10min配置成0.2％或1％或2％或3％的均勻漿料，使?jié){料中纖維比克值為400ml或450ml或500ml。成型時，長網(wǎng)機(jī)抄造的濕胚經(jīng)過真空除水初步定型，而后經(jīng)過壓輥確定制成所需厚度產(chǎn)品，最后經(jīng)過施膠機(jī)施膠，微波烘干，烘干效率80％，并最終定型，獲得陶瓷纖維隔熱墊。本產(chǎn)品與國內(nèi)競品性能對比：測試項目本產(chǎn)品國內(nèi)競品拉伸強(qiáng)度(kpa)19974燒失量(％)3.754.43比克值(ml)355220彎曲半徑(r＝5mm)ok不能彎折同等條件下，產(chǎn)品的燒失越低，產(chǎn)品壓縮性能越好。所以，降低燒失量的同時保證產(chǎn)品性能合格是目標(biāo)。競品在低燒失時，不能彎曲，只能包裹長方體的物體。大大限制了相關(guān)產(chǎn)品的使用范圍。而本產(chǎn)品能夠降低燒失量的同時保證產(chǎn)品有較好的彎折性和拉伸強(qiáng)度，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍，針對圓柱體或錐體同樣有效。實施例三：陶瓷纖維隔熱墊，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：硅酸鋁纖維原棉94％、有機(jī)粘結(jié)劑5％、助劑1％。本方案采用硅酸鋁纖維原棉，即纖維原棉組份中氧化鋁含量55％，纖維原棉比克值500ml或600ml或700ml或800ml。有機(jī)粘結(jié)劑為水性聚醚樹脂。本方案使用的助劑為有硅酸鹽，堿金屬磷酸鹽，甲基戊醇和硫酸鋁鉀中的一種或幾種。助劑的加入可有效分散纖維，降低表面電荷，使纖維變?nèi)犴槪瑫r提高膠水在纖維中的留著。制備過程：先將硅酸鋁纖維按照3％的濃度稱量，后將硅酸鋁纖維棉置于攪拌罐中，按照250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10min配置成0.2％-3％的均勻漿料，使?jié){料中纖維比克值不低于500ml。成型時，長網(wǎng)機(jī)抄造的濕胚經(jīng)過真空除水初步定型，而后經(jīng)過壓輥確定制成所需厚度產(chǎn)品，最后經(jīng)過施膠機(jī)施膠，微波烘干，烘干效率90％，并最終定型，獲得陶瓷纖維隔熱墊。與國內(nèi)競品性能對比：tma主要測試產(chǎn)品的熱機(jī)械性能。而t1/t0值如果低的話，則表示產(chǎn)品因受熱受壓而產(chǎn)生的形變比較大，可能導(dǎo)致該產(chǎn)品在使用中，包裹的高溫設(shè)備容易發(fā)生位移，隔熱效果變差。而本產(chǎn)品明顯有更高的tma值，側(cè)面表明其對高溫設(shè)備的包裹好。本產(chǎn)品可以有較好的tma值，與國外同類產(chǎn)品類似，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國內(nèi)競品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12