表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸的制作方法

本实用新型涉及高温隔热材料领域，尤其涉及一种表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸。

背景技术：

传统的陶瓷纤维纸为硅酸铝陶瓷纤维纸，包括普通型、标准型、高铝型或含锆型陶瓷纤维纸，是由普通型陶瓷纤维、标准陶瓷纤维、高铝型陶瓷纤维或含锆型陶瓷纤维通过真空成型的湿法工艺制造而成，陶瓷纤维纸作为特种隔热纤维材料和脱模隔热衬垫广泛应用于微晶陶瓷和泡沫陶瓷的生产过程中。

一般情况下，微晶陶瓷和泡沫陶瓷的生产煅烧温度为1150℃以下，而且在烧结窑炉的炉内不含有钾钠氧化物等碱性助溶剂气氛，在此情况下，传统的陶瓷纤维纸完全可以满足使用条件；但是在某些高端微晶陶瓷和泡沫陶瓷的生产烧结中，因为其原材料中含有不少的钾钠氧化物或者铁锈氧化物，在高温下窑炉内产生了碱性助溶剂气氛，传统陶瓷纤维纸中的基本材料陶瓷纤维在高温下会析晶出现游离硅，这些游离硅在碱性助溶剂的作用下会发生反应，从而加速陶瓷纤维的粉化，导致陶瓷纤维纸失效，熔融的陶瓷就会沿着模具的边角渗漏或者溶穿作为隔离垫和脱模纸的纤维纸，一方面导致产品的缺陷，加大损耗；另一方面因为溶液渗透穿隔离纸而造成承托微晶陶瓷或者泡沫陶瓷的承烧板腐蚀，加速损害承烧板；更加极端的情况下，某些生产商为了追求更加漂亮高端的产品，设定窑炉的生产煅烧温度值超过1200℃，而且炉内还含有钾钠氧化物等碱性助溶剂气氛，此种情况下，传统的陶瓷纤维纸完全无法满足客户的需求。

氧化铝纤维纸是由多晶氧化铝短纤维或者短切氧化铝连续纤维通过真空成型的湿法制造而成的。多晶氧化铝纤维虽然在高温下容易形成莫来石相，可减缓碱性助溶剂对陶瓷纤维的粉化作用，但是短切的连续氧化铝纤维是普通含锆纤维或者高铝纤维的50-100倍价格，用其做出的纤维纸虽然好用，但价格无法让其正常作为微晶陶瓷和泡沫陶瓷的生产隔离纸；而且因为其本身比较脆，导致在造纸的制浆过程中纤维容易被切得很短，用于制备纤维纸的有机粘结剂在高温下烧掉后，由于纤维比较短且脆，纤维纸容易破碎，导致纤维纸作为隔离衬垫失效。

因此，研制一种能够在1400℃、带碱性腐蚀气氛下，用于生产微晶陶瓷和泡沫陶瓷的高性价比柔性陶瓷纤维纸，成为本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸，使得陶瓷纤维纸原有基材上的陶瓷纤维在高温下产生的大量游离硅和表面包覆的微纳米级氧化铝层反应形成莫来石，纤维的粉化过程变得缓慢，良好地保持了纤维纸的原有纤维结构，满足生产的需求。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

提供一种表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸，包括陶瓷纤维纸里层和微纳米氧化铝涂层，所述微纳米氧化铝涂层包覆在陶瓷纤维纸里层的表面。

优选的，所述微纳米氧化铝涂层采用浸渍或喷涂的方式包覆在陶瓷纤维纸里层的表面。

优选的，所述陶瓷纤维纸里层至少采用陶瓷纤维和填料制成。

优选的，所述陶瓷纤维为标准型陶瓷纤维、高纯型陶瓷纤维、高铝型陶瓷纤维、含锆型陶瓷纤维和多晶氧化铝陶瓷纤维中的一种或几种。

优选的，所述标准型陶瓷纤维的分类温度为1260℃；所述高纯型陶瓷纤维的分类温度为1260℃；所述高铝型陶瓷纤维的分类温度为1300℃；所述含锆型陶瓷纤维的分类温度为1430℃。

优选的，所述填料为明矾、膨润土黏土、高岭土和硅酸镁铝中的一种或几种。

优选的，所述微纳米氧化铝涂层中氧化铝的尺寸为5-10nm。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本实用新型在常规的陶瓷纤维纸上涂覆微纳米级的氧化铝涂层，使得陶瓷纤维纸原有基材上的陶瓷纤维在碱性腐蚀气氛及高温下产生的大量游离硅和表面包覆的微纳米级氧化铝层反应形成莫来石，纤维的粉化过程变得缓慢，良好地保持了纤维纸的原有纤维结构，适合于碱性腐蚀气氛的高温窑炉下使用；另外，涂覆的氧化铝涂层具有一定的柔顺剂，合理的煅烧温度保留了纤维纸的柔性，使得纤维纸可以折叠和多层弯曲，适合在各种场合使用。

(2)本实用新型中的包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸不仅适合于微晶陶瓷和泡沫陶瓷的生产使用，其他带有碱性腐蚀气氛的高温工业上也能够使用，具有很大的应用潜力和使用价值。

附图说明

图1为本实用新型中表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸的示意图；

图2为本实用新型圆网滚筒造纸工艺的流程图；

图3为本实用新型长网抄纸造纸工艺的流程图；

图4为本实用新型陶瓷纤维纸涂层改性浸渍法的示意图；

图5为本实用新型陶瓷纤维纸涂层改性喷涂法的示意图；

其中的各附图标记为：

1、陶瓷纤维纸里层；2、微纳米氧化铝涂层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸，包括陶瓷纤维纸里层1和微纳米氧化铝涂层2，所述微纳米氧化铝涂层2包覆在陶瓷纤维纸里层1的表面。

将涂层成功后的纤维纸和原有纤维纸在1350℃情况下的检测对比：用一块能够长期在1600℃温度下使用的50mm多晶氧化铝纤维板(200mm*200mm大小)雕刻出两个圆孔，纤维板底部对应圆孔位置上覆盖放置两层2mm厚度的纤维纸(100mm*200mm大小)，圆孔内放置客户提供的含钾钠氧化物的微晶陶瓷原材料，纤维板上面覆盖一块同样大小的纤维板。将三明治型的纤维板放置在高温煅烧炉内，模拟现场真实情况在1350℃下保温36h。然后拿出试样进行对比发现，原有纤维纸一层已经完全被溶穿，而且第二层纤维纸腐蚀接近三分之一；而涂层成功后的纤维纸中第一层纤维没有溶穿，拿开后检验第一层纤维纸只浸润了三分之一，完全达到了隔离脱模的作用。

作为一个优选实施例，所述微纳米氧化铝涂层2采用如图4和图5所示的浸渍或喷涂的方式包覆在陶瓷纤维纸里层1的表面。

作为一个优选实施例，所述微纳米氧化铝涂层2中氧化铝的尺寸为5-10nm。

作为一个优选实施例，所述陶瓷纤维纸里层1至少采用陶瓷纤维和填料制成；所述陶瓷纤维为标准型陶瓷纤维、高纯型陶瓷纤维、高铝型陶瓷纤维、含锆型陶瓷纤维和多晶氧化铝陶瓷纤维中的一种或几种，所述标准型陶瓷纤维的分类温度为1260℃，所述高纯型陶瓷纤维的分类温度为1260℃，所述高铝型陶瓷纤维的分类温度为1300℃，所述含锆型陶瓷纤维的分类温度为1430℃；所述填料为明矾、膨润土黏土、高岭土和硅酸镁铝中的一种或几种。

作为一个优选实施例，所述表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸还包括以下组分：分散剂、絮凝剂、粘结剂、薄水铝石水溶液、稳定剂和柔顺剂。所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氯乙烯中的一种或几种；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氯乙烯中的一种或几种；所述粘结剂为丙烯酸胶乳；所述稳定剂为硝酸、盐酸、柠檬酸、丙烯酸乳液、乙二醇和乙酸乙酯中的一种或几种；所述柔顺剂为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的一种或几种。

上述表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备陶瓷纤维纸：将陶瓷纤维洗涤并除渣，添加填料后制浆，然后添加分散剂、絮凝剂和粘结剂后再次制浆，采用如图2和图3所示的圆网滚筒造纸或者长网抄纸造纸工艺进行湿法成型，烘干后即得陶瓷纤维纸；

(2)陶瓷纤维纸涂层改性：将薄水铝石水溶液和稳定剂混合，即得稳定薄水铝石水溶液，然后添加柔顺剂水溶液，搅拌混合均匀，即得稳定的合成氧化铝溶液；

(3)制备表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸：采用如图4和图5所示的浸渍法或喷涂法将经步骤(2)制得的合成氧化铝溶液包覆到经步骤(1)制得的陶瓷纤维纸表面，经烘干、高温煅烧、冷却至室温后，即得表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸；

(4)打卷切片：将经步骤(3)制得的表面包覆微纳米氧化铝涂层的陶瓷纤维纸打卷或切片后进行包装。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除