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1、10申请公布号CN104193163A43申请公布日20141210CN104193163A21申请号201410407633422申请日20140819C03B37/00200601C03C13/0620060171申请人鹿成滨地址256120山东省淄博市沂源县城沂河路11号72发明人鹿成滨74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵54发明名称硅酸铝纤维及其制备方法57摘要本发明一种硅酸铝纤维的制备方法，包括以下步骤将水渣熟料和矿物熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；所述矿物选自煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几种。本发明提供的硅酸铝纤维的制备方法以炼铁废弃物水渣熟料。
2、和煤矸石熟料为原料制备硅酸铝纤维，不仅可在1000下使用，能够满足电力、石化、冶金等大部分领域的绝热保温的需要，而且可代替玄武岩、矿渣使用，原料取自工业废弃物、成本较低，并且减少了废弃物对于环境的污染。51INTCL权利要求书1页说明书7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页10申请公布号CN104193163ACN104193163A1/1页21一种硅酸铝纤维的制备方法，包括以下步骤将水渣熟料和矿物熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；所述矿物选自煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几种。2根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水渣熟料和矿物熟料的质量比。
3、为150190。3根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水渣熟料由下列组分组成4根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述矿物熟料由下列组分组成5根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述矿物熟料按照以下方法制备将矿物进行煅烧，得到矿物熟料。6根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融的温度为20002400。7一种硅酸铝纤维，其特征在于，由权利要求16任意一项所述的制备方法制备得到。8一种硅酸铝纤维制品，其特征在于，包括权利要求7所述的硅酸铝纤维。9一种硅酸铝纤维制品的制备方法，其特征在于，包括权利要求16任意一项所述的制备方法。权利要求书CN104193163A1/。
4、7页3硅酸铝纤维及其制备方法技术领域0001本发明属于保温材料领域，尤其涉及一种硅酸铝纤维及其制备方法。背景技术0002保温材料分为很多种，应用范围也很广。按材料成份分类包括有机隔热保温材料、无机隔热保温材料、金属类隔热保温材料。按材料形状分类包括松散隔热保温材料、板状隔热保温材料以及整体保温隔热材料。0003现有技术中制作无机隔热保温材料包括玻璃棉、岩棉等。其中，玻璃棉的使用温度在250以下，岩棉使用温度在450以下，使用温度均较低。并且其主要采用天然的玄武岩、矿渣等材料进行生产，而上述自然资源日益减少再加上国家加大对环境资源的保护，生产能力逐渐减少。而面对上述保温材料在电力、冶金、化工、医。
5、药、轻纺、船舶、车辆、电器等领域各类冷热介质管道和容器的保温系统中的广泛应用和市场需求，众多硅酸铝纤维制造企业和科研院所纷纷开发玄武岩的替代材料。发明内容0004本发明的目的在于提供一种硅酸铝纤维的制备方法，本发明提供的硅酸铝纤维使用温度为1000以下，且成本较为低廉。0005本发明提供了一种硅酸铝纤维的制备方法，包括以下步骤0006将水渣熟料和矿物熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；0007所述矿物选自煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几种。0008优选的，所述水渣熟料和矿物熟料的质量比为150190。0009优选的，所述水渣熟料由下列组分组成001000110012优选的，所述矿物熟料由下列。
6、组分组成说明书CN104193163A2/7页400130014优选的，所述矿物熟料按照以下方法制备0015将矿物进行煅烧，得到矿物熟料。0016优选的，所述熔融的温度为20002400。0017本发明提供了一种硅酸铝纤维，由上述权利要求任意一项所述的制备方法制备得到。0018本发明提供了一种硅酸铝纤维制品，包括上述权利要求所述的硅酸铝纤维。0019本发明提供了一种硅酸铝纤维制品的制备方法，包括上述权利要求任意一项所述的制备方法。0020与现有技术相比，本发明一种硅酸铝纤维的制备方法，包括以下步骤将水渣熟料和矿物熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；所述矿物选自煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几。
7、种。本发明提供的硅酸铝纤维的制备方法以炼铁废弃物水渣熟料和煤矸石熟料为原料制备硅酸铝纤维，不仅可在1000下使用，能够满足电力、石化、冶金等大部分领域的绝热保温的需要，而且可代替玄武岩、矿渣使用，原料取自工业废弃物、成本较低，并且减少了废弃物对于环境的污染。具体实施方式0021一种硅酸铝纤维的制备方法，包括以下步骤0022将水渣熟料和矿物熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；0023所述矿物选自煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几种。0024本发明首先将水渣熟料和矿物熟料熔融。在本发明中，对于水渣熟料的来源不进行限定，本领域技术人员公知的水渣熟料即可。水渣是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的过程。
8、，主要有渣池水淬或炉前水淬两种方式。本发明对于所述水渣熟料的组分和来源不进行限定，工业上的常规废弃物均可。优选的，所述水渣熟料由下列组分组成0025说明书CN104193163A3/7页50026余量。0027所述矿物熟料按照以下方法制备，以煤矸石为例0028将煤矸石进行煅烧，得到煤矸石熟料。本发明对所述煅烧的温度和时间没有特殊限制，本领域技术人员熟知的、能够得到煤矸石熟料即可。优选为经过10001600下煅烧300360H。本发明实施例采用的煅烧为在1500下煅烧330H。焦宝石和高岭岩熟料的制备方法同煤矸石，在此不再赘述。0029煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程。
9、中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是AL2O3、SIO2，另外还含有数量不等的FE2O3、CAO、MGO、NA2O、K2O等。焦宝石是多种含铝硅酸盐的混合物。主要化学成分是AL2O3和SIO2两种氧化物，杂质主要为碱、碱土和铁、钛等的氧化物，以及一些有机物。高岭岩，又称高岭土、瓷土、白土、观音土、陶土等，以AL2O3和SIO2为主要成分。本发明对于所述矿物熟料即煤矸石、焦宝石和高岭岩中的一种或几种的组分和来源不进行限定，可以为市售。优选的，所述矿物熟料由下列组分组成00。
10、300031余量。0032现有技术中，水渣大都被用来制成矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。煤矸石、焦宝石以及高岭岩大都被制成化工产品、制成工艺品等，综合发电是其最好的利用途径之一。并没有任何技术公开以水渣和煤矸石熟料制备硅酸铝纤维，发明人创造性地发现，特定配比的水渣和煤矸石熟料可以用作原料制备硅酸铝纤维，而且制备得到的硅酸铝纤维具有良好的保温、绝热性能，可在1000以下使用，能够满足电力、石化、冶金等大部分领域的绝热保温的需要。0033在本发明中，所述水渣熟料和矿物熟料的质量比优选为150190，更优说明书CN104193163A4/7页6选为10401080。。
11、0034得到水渣和矿物熟料后，将其混合熔融。本发明优选将所述水渣熟料破碎，优选破碎至粒度不大于15MM的颗粒，本发明优选将所述矿物熟料破碎，优选破碎至粒度不大于15MM的颗粒；而后将上述破碎后熟料混合，本发明对上述混合方式并没有特殊限制，能够使得上述两种熟料混合均匀的混合方式均可。然后将混合物熔融。本发明优选在电阻炉或电弧炉中对所述高岭岩熟料进行熔融，所述熔融的温度优选为20002400，更优选为21002300。0035得到熔融液后，对所述熔融液进行成纤处理，即可得到硅酸铝纤维。在本发明中，所述成纤处理可以为喷吹处理或离心甩丝。本发明对所述喷吹处理或离心甩丝没有任何限制，能够得到硅酸铝纤维即。
12、可。0036本发明提供的硅酸铝纤维的制备方法以炼铁废弃物水渣熟料和煤矸石熟料为原料制备硅酸铝纤维，不仅可在1000下使用，能够满足电力、石化、冶金等大部分领域的绝热保温的需要，而且可代替玄武岩、矿渣使用，原料取自工业废弃物、成本较低，并且减少了废弃物对于环境的污染。0037本发明还提供了一种上述技术方案提供的方法制备得到的硅酸铝纤维，即以将水渣熟料和煤矸石熟料经熔融、成纤处理得到硅酸铝纤维；所述水渣由下列组分组成AL2O350WT15WT、SIO230WT40WT、CAO36WT45WT、MGO5WT10WT、FE2O30WT5WT、K2ONA2O0WT3WT、TIO0WT5WT、余量；所述矿。
13、物熟料由下列组分组成AL2O335WT49WT、SIO250WT56WT、FE2O30WT3WT、K2ONA2O0WT3WT、TIO0WT2WT、余量。该方法制备得到的硅酸铝纤维的典型组成可以为003830WT45WT的AL2O3；003940WT70WT的SIO2；0040515WT的CAO；0041112WT的MGO；0042FE2O3、NA2O和K2O的加和不超过10WT；0043与上述制备方法制备的硅酸铝纤维在组成上具有相似之处，区别在于，该硅酸铝纤维的组成与水渣和矿物熟料的组成相关，其他方面本申请在此不再赘述。0044本发明制备得到硅酸铝纤维后，还可将其加工成毯状、毡状、板状、组块、。
14、纺织品和纸等硅酸铝纤维制品。0045本发明还提供了一种硅酸铝纤维制品，包括上述权利要求所述的硅酸铝纤维。0046本发明还提供了一种硅酸铝纤维制品的制备方法，包括上述权利要求任意一项所述的制备方法。0047例如，一种硅酸铝纤维保温毯的制备方法，由上述权利要求所述的硅酸铝纤维或上述权利要求所述的硅酸铝纤维的制备方法制备得到的硅酸铝纤维经过针刺工序制备得到。0048本发明对所述针刺并无特殊限制，本领域技术人员熟知的制备纤维保温毯的针刺工艺即可。采用本发明的制备工艺得到纤维保温毯的体积密度为64160KG/M3。0049采用本发明的方法，制备得到的硅酸铝纤维性能指标如下抗拉强度001说明书CN1041。
15、93163A5/7页7006MPA、使用温度为500900、渣球含量为516、纤维平均直径16M。100导热系数为00250035W/MK、200导热系数为00400065W/MK、400导热系数为00700100W/MK、500导热系数为00700100W/MK。0050为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的硅酸铝纤维及其制备方法进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。0051实施例10052将20质量百分比组成为AL2O350、SIO230WT、CAO36WT、MGO5WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和80质量百分比组成为AL2O3。
16、35、SIO250WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的煤矸石熟料破碎至粒度为15MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总量10。纤维棉直径为1M6M，纤维长度为5MM100MM，渣球含量为16。0053实施例20054将30质量百分比组成为AL2O3100、SIO235WT、CAO40WT、MGO8WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和70质量百分比组成为AL2O340、SIO253WT、。
17、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的煤矸石熟料破碎至粒度为14MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总量10。纤维直径2M5M，纤维长度30MM60MM，渣球含量14。0055实施例30056将40质量百分比组成为AL2O3150、SIO240WT、CAO45WT、MGO10WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和60质量百分比组成为AL2O349、SIO256WT、FE2O3、K2O、NA2O、。
18、TIO质量百分比总量10的煤矸石熟料破碎至粒度为13MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33820、SIO24705、CAO981WT、MGO334WT、其它成份质量百分比总量10。纤维直径1M6M，纤维长度30MM80MM，渣球含量12。0057实施例40058将20质量百分比组成为AL2O350、SIO230WT、CAO36WT、MGO5WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和80质量百分比组成为AL2O335、SIO250WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的焦宝石熟。
19、料破碎至粒度为15MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总量10。纤维棉直径为1M5M，纤维长度为5MM100MM，渣球含量为16。0059实施例50060将30质量百分比组成为AL2O3100、SIO235WT、CAO40WT、MGO8WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和70质量百分比组成为AL2O340、SIO253WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的焦宝石熟料破碎至粒度为14MM，。
20、加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总说明书CN104193163A6/7页8量10。纤维直径1M5M，纤维长度30MM60MM，渣球含量14。0061实施例60062将40质量百分比组成为AL2O3150、SIO240WT、CAO45WT、MGO10WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和60质量百分比组成为AL2O349、SIO256WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的焦宝石熟料破碎至粒度为。
21、13MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33820、SIO24705、CAO981WT、MGO334WT、其它成份质量百分比总量10。纤维直径2M6M，纤维长度30MM80MM，渣球含量7。0063实施例70064将20质量百分比组成为AL2O350、SIO230WT、CAO36WT、MGO5WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和80质量百分比组成为AL2O335、SIO250WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的高岭岩熟料破碎至粒度为15MM，加入到电阻炉内，在2200。
22、下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总量10。纤维棉直径为1M5M，纤维长度为5MM100MM，渣球含量为16。0065实施例80066将30质量百分比组成为AL2O3100、SIO235WT、CAO40WT、MGO8WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和70质量百分比组成为AL2O340、SIO253WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的高岭岩熟料破碎至粒度为14MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速。
23、离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化学指标为AL2O33420、SIO24005、CAO581WT、MGO201WT、其它成份质量百分比总量10。纤维直径2M6M，纤维长度30MM60MM，渣球含量14。0067实施例90068将40质量百分比组成为AL2O3150、SIO240WT、CAO45WT、MGO10WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的水渣熟料和60质量百分比组成为AL2O349、SIO256WT、FE2O3、K2O、NA2O、TIO质量百分比总量10的高岭岩熟料破碎至粒度为13MM，加入到电阻炉内，在2200下熔融；高温熔液通过高速离心装置甩丝成纤维棉，纤维棉化。
24、学指标为AL2O33820、SIO24705、CAO981WT、MGO334WT、其它成份质量百分比总量10。纤维直径1M6M，纤维长度30MM80MM，渣球含量5。0069实施例100070将实施例19制备的纤维棉制成纤维毯，测量其加热永久线变化，结果表明，实施例13制备的纤维棉制成的纤维毯在600时，其加热永久线变化收缩率为28；实施例46制备的纤维棉制成的纤维毯在800时，其加热永久线变化收缩率为27；实施例79制备的纤维棉制成的纤维毯在1000时，其加热永久线变化收缩率为29。0071实施例110072对本发明实施例19制备的纤维棉制成纤维毯进行抗拉强度测定以及导热系数的测定，结果见表1，0073表1本发明实施例19制备的纤维棉制成纤维毯进行抗拉强度测定以及导热系说明书CN104193163A7/7页9数的测定007400750076结果表明，本发明制备的纤维棉制成纤维毯进行抗拉强度高，保温性能好。0077以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书CN104193163A。