專利名稱：可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火絕熱材料，是一種耐高溫性能的特種無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維。具體涉及一種可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)陶瓷纖維(硅酸鋁耐火纖維)產(chǎn)品，其主要成分是Al2O3和SiO2(其Al2O3+SiO2一般大于94％)。該成分的陶瓷纖維在生產(chǎn)制造，以及制成其它絕熱材料使用的過(guò)程中，存在著致命缺陷因陶瓷纖維的直徑細(xì)小大多在6μm以下；加之自身性脆，容易斷裂產(chǎn)生纖維粉塵，極易被吸入人體內(nèi)，從而影響人體健康。
數(shù)十年來(lái)，世界許多科研機(jī)構(gòu)對(duì)陶瓷纖維的安全性問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，包括對(duì)人體致癌的研究。目前已經(jīng)有一些組織或機(jī)構(gòu)把陶瓷纖維劃分為2B類(可能致癌物質(zhì))，比如IARC國(guó)際癌癥研究中心(Intemational Agency for Research on Cancer，簡(jiǎn)稱IARC)。他們的依據(jù)是正常人體體液PH值為7.35～7.45(中性偏堿)，而以Al2O3和SiO2為主要成分的陶瓷纖維被人體吸入后不被溶解，故對(duì)人體有害。
目前，雖然陶瓷纖維對(duì)人體致癌作用的證據(jù)尚不充分，但歐、美等一些國(guó)家已將普通硅酸鋁陶瓷纖維列入控制使用的產(chǎn)品，并要求在產(chǎn)品包裝物上加印有害產(chǎn)品的標(biāo)記。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維及其制造方法。該種纖維在人體體液中有足夠的溶解度、可快速降解的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維，以縮短無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維在人體內(nèi)的停留時(shí)間。將無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維對(duì)人體的損害降至最低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是研制一種可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維，其特征是該纖維的重量百分組成為SiO250～85％CaO 5.5～35％MgO 1～10％B2O31～2％Al2O30～1％Fe2O30～0.5％Na2O0～0.5％K2O 0～0.5％上述的纖維的物理性能指標(biāo)如下直徑1～10μm；長(zhǎng)度30～250mm；渣球含量5～15％；溶解度100～250mg/L上述的配料在1500～2000℃熔融；熔融液經(jīng)過(guò)0.3～0.6MPa高壓風(fēng)噴吹或甩絲的方式，經(jīng)集棉器集棉制得纖維。
通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)以SiO2、CaO、MgO為主要化學(xué)成分的堿土硅酸鹽玻璃態(tài)纖維，很容易在生理介質(zhì)溶液(比如人的體液)中發(fā)生溶解，因而上述技術(shù)方案是可行的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.在陶瓷纖維的基礎(chǔ)上，研制了以SiO2為主體的配料體系，引入了CaO、MgO、B2O3、Fe2O3、Na2O和/或K2O；同時(shí)嚴(yán)格控制了配料中Al2O3的含量；制得了可溶于PH為7.35～7.45溶液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維。
2.原料易得，成本低廉，有利于本發(fā)明的推廣應(yīng)用和陶瓷纖維產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
3.本發(fā)明所獲得纖維，在PH7.3～7.5，溫度37±0.5℃的偏堿性溶液中浸泡24h，用原子吸收光譜儀測(cè)定，其溶解度為100～250mg/L；而對(duì)比的普通陶瓷纖維溶解度為0mg/L，故用本發(fā)明制得的纖維在各種耐火纖維制品的制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中可將對(duì)人體的危害程度降至最低限度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1原料配比(重量組成)SiO270份，CaO 15.5份，MgO 10份，B2O32份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份。
制備工藝過(guò)程上述原料混合均勻后，在特制的電阻爐(或電弧爐、玻歇爐)中1500～1800℃熔融成液態(tài)，利用噴吹法或甩絲法(0.3～0.6Mpa風(fēng)壓)進(jìn)行纖維生產(chǎn)。
現(xiàn)有電阻爐設(shè)立3組電極，由于原料組分改變，使電阻增大，導(dǎo)電率降低，導(dǎo)致熔化困難，為此對(duì)現(xiàn)有電阻爐增加3組電極，成為6組電極，以提高原料的導(dǎo)電率。
本發(fā)明生產(chǎn)的可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維，柔軟而富有彈性，其物理性能指標(biāo)如下纖維平均直徑1～5μm，纖維長(zhǎng)度為30～150mm，渣球含量為5～10％。
在PH7.3～7.5，溫度37±0.5℃的偏堿性溶液中浸泡24h，用原子吸收光譜儀測(cè)定，其溶解度為170～250mg/L。而對(duì)比的普通陶瓷纖維溶解度為0mg/L。
實(shí)施例2原料重量組成SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O31份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O0.5份；工藝1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長(zhǎng)度90～250mm；渣球含量5～10％；溶解度100～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例3原料重量組成SiO260份，CaO 26.5份，MgO 10份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；
工藝1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑1～6μm；長(zhǎng)度100～250mm；渣球含量5～8％；溶解度190～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例4原料重量組成SiO250.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；工藝1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑6～10μm；長(zhǎng)度150～250mm；渣球含量5～14％；溶解度180～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例5原料重量組成SiO250.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑2～5μm；長(zhǎng)度30～200mm；渣球含量5～15％；溶解度100～200mg/L；其余同例1。
工藝實(shí)施例6原料重量組成SiO254.5份，CaO 35份，MgO 8份，B2O32份，Na2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑2～5μm；長(zhǎng)度90～250mm；渣球含量5～13％；溶解度100～200mg/L；其余同例1。
實(shí)施例7原料重量組成SiO258份，CaO 35份，MgO 5份，B2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；工藝1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～7μm；長(zhǎng)度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例8原料重量組成SiO253.5份，CaO 34份，MgO 10份，B2O31份，Al2O30.4份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.2份，K2O 0.4份；工藝1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～8μm；長(zhǎng)度30～200mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例9原料重量組成
SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O32份，Al2O30.3份，F(xiàn)e2O30.3份，Na2O 0.4份；工藝1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑6～10μm；長(zhǎng)度150～250mm；渣球含量5～12％；溶解度150～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例10原料重量組成SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；工藝1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑3～6μm；長(zhǎng)度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L；其余同例1。
實(shí)施例11原料重量組成SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；工藝1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑3～6μm；長(zhǎng)度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L；其余同例1。
實(shí)施例12原料重量組成SiO285份，CaO 6份，MgO 5份，B2O32份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O0.5份；工藝1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～8μm；長(zhǎng)120～250mm；渣球含量5～8％；溶解度100～200mg/L；其余同例1。
實(shí)施例13原料重量組成SiO285份，CaO 7份，MgO 5份，B2O32份，Al2O30.5份，K2O 0.5份；工藝1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長(zhǎng)度80～250mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例14原料重量組成SiO251.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Al2O30.5份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；工藝1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑1～5μm；長(zhǎng)度130～250mm；渣球含量5～15％；溶解度200～250mg/L；其余同例1。
實(shí)施例15原料重量組成SiO282.5份，CaO 9份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；工藝1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長(zhǎng)度150～250mm；渣球含量5～15％；溶解度150～250mg/L；其余同例1。
權(quán)利要求
1.一種可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維，其特征是該纖維的重量百分組成為SiO250～85％CaO 5.5～35％MgO 1～10％B2O31～2％Al2O30～1％Fe2O30～0.5％Na2O 0～0.5％K2O0～0.5％。
2.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維，其特征是上述的纖維的物理性能指標(biāo)如下直徑1～10μm；長(zhǎng)度30～250mm；渣球含量5～15％；溶解度100～250mg/L。
3.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維的制造方法，其特征是上述的配料在1500～2000℃熔融；熔融液經(jīng)過(guò)0.3～0.6MPa高壓風(fēng)噴吹或甩絲的方式，經(jīng)集棉器集棉制得纖維。
全文摘要
一種可溶于人體體液的無(wú)機(jī)硅酸鹽纖維及其制造方法。該纖維的重量百分組成為SiO
文檔編號(hào)C03B37/04GK1544370SQ20031010569
公開日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者鹿成洪, 馬中軍, 杜春剛, 王書義, 李京友 申請(qǐng)人:山東魯陽(yáng)股份有限公司