[其他]低收縮率耐火高嶺土纖維及制造方法

在審

• 申請號: 101986000003786
• 申請日: 1986-05-29
• 公開（公告）號: CN1003371B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發明（設計）人: 威廉·克萊德·米勒;倫納德·埃爾莫·奧爾茲
• 申請（專利權）人: 曼維爾服務公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金;王惠

一種耐火纖維的組成及其制造方法。耐火纖維的成分包括高嶺土和鋯石。

本發明歸屬耐火纖維領域，特別是指在高溫下具有低收縮性的耐火纖維。更具體地說，本發明涉及含氧化鋁和二氧化硅的纖維。按照特點，但不是采用限定的辦法，本發明屬于一種加有鋯石的高嶺土纖維，高嶺土的主要成分是氧化鋁和二氧化硅。

這里所用的耐火纖維是指能耐1500°F以上高溫的無定形或結晶形無機纖維。典型的耐火纖維是由等量的Al₂O₃與SiO₂純氧化物熔融而成的玻璃狀纖維。熔融體按照已知的工藝技術拉成纖維。這種典型纖維加熱至2300°F～2400°F，在此溫度下經過24小時，收縮率為3～4%。

另一類纖維是由高嶺土熔融制成。1958年由紐約Academic Press Publishers出版，C.Z.Carroll-Porczynski著的《無機纖維》一書中曾對這種纖維進行過詳細討論。在該書的162～164頁中公布了由Babcook和Wilcox銷售的一種叫做“Kaowool”的纖維。由于采用的工業級高嶺土中含有雜質，這種纖維在2300°F～2400°F的線性收縮率為5～8%。此外，高嶺土纖維一般都含有高百分率的非纖維化的球粒，它可能對耐火纖維的絕熱性能帶來不利的影響。高嶺土制成的纖維最大的優點在于高嶺土的價格與上述熔制纖維用的純氧化物相比較要低廉得多。

業已公布，在氧化鋁和二氧化硅的純氧化物中加入氧化鋯會改進熔融速率和促進耐火纖維的纖維化。1957年2月10由J.C.McMullen發表的美國專利No.2873197公布了這個內容。加入氧化鋯改進了纖維產率和工藝，但它的制造就不如高嶺土纖維那樣容易。

以前申請的專利，其中也有本專利發明人，公布了用Al₂O₃、SiO₂和ZrO₂純氧化物熔融制成的纖維。如同McMullen公布的纖維一樣，這些纖維比純氧化鋁-二氧化硅纖維熔融得更快。但是申請者在這里揭開了一個問題，就是：純氧化鋁-二氧化硅-氧化鋯在一段窄范圍的配制百分比內熔制的纖維竟有意想不到的低線性收縮率。另一方面，發現氧化鋯的加入還賦予纖維對酸和堿的抗耐性。由公布的純氧化物制成的纖維，其缺點是用昂貴的氧化物三元系統制造纖維代替二元系統的氧化鋁-二氧化硅制造纖維。

本發明系用高嶺土與鋯石混合制成纖維，它的熔融速率優于氧化鋁-二氧化硅制成的纖維，線性收縮率低于高嶺土制成的纖維，其價格比純氧化物制成的氧化鋁-二氧化硅-氧化鋯纖維低廉。本發明采用由72～90%重量份高嶺土和10～28%重量份鋯石組成的高嶺土-鋯石混合物。

為了對高嶺土-氧化鋯纖維進行評價，制成高嶺土和氧化鋯含量百分比不同的各種纖維。檢定出成分配方，將各組份按要求的比例加入直徑為3英尺、深19英寸的實驗用熔化爐中。將爐料通電熔化，熔融流體引出通過一小孔并緊靠在一對旋轉的轉子上。這樣制得的纖維一般直徑為2～7微米，長0.5～10英寸（平均長為2～3英寸），并含有數量不等的球粒（通常為35～45%）。收集纖維并進行分析驗證其成份，取不同的纖維制樣，送檢收縮率。制造這些纖維所用高嶺土的化學成份的重量百分比見下表。

表1

成份 百分率

SiO₂ 52.1

Al₂O₃ 44.4

ZrO₂ 0.23

TiO₂ 1.76

Fe₂O₃ 0.79

Na₂O 0.05

K₂O 0.06

CaO 0.12

MgO 0.07