莫來石陶瓷纖維毯等耐火纖維的制備工藝
時間：2019-10-21 03:39:31 瀏覽：490
多晶莫來石和高鋁、含鋯陶瓷纖維毯等耐火纖維的生產(chǎn)也采用膠體法，配比的成分主要有氧化鋁和二氧化硅。其制造原理就是將可溶性金屬鋁粉、鹽酸和工業(yè)軟水換和成具有一定黏度的透明膠體溶液，通過轉(zhuǎn)盤甩絲或噴吹成絲的坯體后，進行低溫烘干和高溫熱處理預(yù)結(jié)晶化。
1）溶膠體的制備。
1）溶膠體的制備。
采用常溫下膠體工藝，實質(zhì)上是按晶體種類將含有鋁的鋁鹽和鋁變成相應(yīng)的氧化物，再放入成膠的添加物制成黏度高和能成纖的膠體溶液。根據(jù)這一原理，可選用工業(yè)級結(jié)晶氯化鋁配制成水溶液，并按一定的AL/CL之比在溶液中溶入金屬鋁粉，這種溶液經(jīng)過水解、聚合等劇烈的活血反應(yīng)形成透明穩(wěn)定的氧氯化鋁無機膠體-母液。由于所采用的原料即氯化鋁水溶液有強烈的腐蝕性，所以整套設(shè)備及裝置都不能使用金屬。
根據(jù)莫來石晶相的化學(xué)組成，需要在母液里加入硅溶膠配制成膠體。在配制膠體溶液時，為了避免膠體出現(xiàn)凝膠和沉淀現(xiàn)象，同時也為了抑制纖維坯體在預(yù)結(jié)晶加熱時，形成晶相后造成SiO2在晶界富集，從而為產(chǎn)生方石英創(chuàng)造條件，可以摻入一些有機酸。配好后的膠體要加熱濃縮，必須排除一部分溶劑，使膠體聚合黏度達到成纖要求的指標。為了控制膠體的流變性能，應(yīng)向膠液中加入一定量的高分子聚合物。由于膠體溶液濃縮工藝量大、時間長、溫度嚴格控制、均勻性要求高、黏度控制要求準確，因此應(yīng)當采取增大蒸發(fā)面積和改善膠體液面環(huán)境等一系列措施，并設(shè)計出一套高效的濃縮系統(tǒng)。
2）成纖或稱為成絲，是生產(chǎn)多晶莫來石耐火纖維的關(guān)鍵，也是技術(shù)難度和操作難度較大的一個環(huán)節(jié)。為了提高纖維的質(zhì)量，減少渣球和夾雜的含量，可采用常溫高速離心甩絲成纖方法。首先將配置好的膠體放入一個壓力容器內(nèi)，通過氣力輸送到高速旋轉(zhuǎn)的圓盤上，膠體被離心拋出后經(jīng)熱空氣噴吹成纖。在這一工藝環(huán)節(jié)中，膠體的黏度、圓盤的轉(zhuǎn)速、熱氣流溫度和成纖塔這4個環(huán)節(jié)都有一定的有機聯(lián)系和相互制約的關(guān)系。
3）纖維的干燥及熱處理。由膠體成纖工藝制得的多晶纖維坯體其表面積大，極易吸收空氣中的水分而變成泡糊，所以對剛出來的纖維坯體必須迅速進行干燥，否則纖維絲之間會出現(xiàn)黏連，不但會影響到熱處理質(zhì)量，形成的制品也易脆化。纖維的坯體干燥一定時間后要立即進行熱處理，以便使纖維在高溫下脫水，燒掉碳氫化合物，使鋁鹽中的氯離子轉(zhuǎn)變成氯化氫氣體溢出。在這一工藝工程中，需嚴格控制升溫速率，以保證纖維結(jié)構(gòu)不被破壞。在此條件下，熱處理爐升溫速率可隨纖維的直徑減少而加大。在熱處理過程中會產(chǎn)生有一定溫度（高于500度）的腐蝕氣體，這就需要科學(xué)地選用爐體耐火材料和外殼材質(zhì)。
