專利名稱：可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火絕熱材料，具體涉及一種可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板及其制法。
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，世界許多科研機構(gòu)對陶瓷纖維的安全性問題進(jìn)行了大量的研究，包括對人體致癌的研究。目前已經(jīng)有一些組織或機構(gòu)把陶瓷纖維劃分為2B類(可能致癌物質(zhì))，比如國際癌癥研究中心(International Agency for Research on Cancer，簡稱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，故對人體有害。
目前，雖然陶瓷纖維對人體致癌作用的證據(jù)尚不充分，但歐、美等一些國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機硅酸鹽纖維板及其制法。該種纖維板在人體體液中有足夠的溶解度、系可快速降解的無機硅酸鹽纖維，可以縮短無機硅酸鹽纖維在人體內(nèi)的停留時間，將無機硅酸鹽纖維對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機硅酸鹽纖維板，其特征在于該纖維板主要成分的重量百分組成為可溶纖維70～85％，無機結(jié)合劑12～25％，有機結(jié)合劑3～5％。
上述的可溶纖維是可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維，該纖維的重量百分組成為SiO250～85％CaO5.5～35％MgO1～10％B2O31～2％Al2O30～1％Fe2O30～0.5％Na2O 0～0.5％K2O 0～0.5％。
上述的無機結(jié)合劑是二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁；上述的有機結(jié)合劑是淀粉、纖維素、酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺。
一種可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的制法，其特征是采用可溶纖維為主體材料，加入無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，并以無機結(jié)合劑為主體結(jié)合劑，采用抄取、真空吸濾或壓濾成型，然后經(jīng)過干燥、后加工工序而制成；(1)碎漿時，添加纖維重量10～30倍的水，采用碎漿設(shè)備進(jìn)行碎漿；(2)配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在0.5～6％以內(nèi)；(3)待棉漿比0.5～6％時抄造；真空吸濾或壓濾成型；(4)紙坯在70～150℃干燥12～72h；機械切割成板坯，刨面機刨平，需要時表面噴涂涂料，涂料干燥后機械切割成精確成品尺寸，即得。
本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的主要技術(shù)指標(biāo)為體積密度220～400kg/m3含水率 0～3％加熱線收縮(1000℃×24h) 0～3％導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k平均溫度400℃ 0.110～0.130W/m.k平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k本發(fā)明的優(yōu)點是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；同時嚴(yán)格控制了配料中Al2O3的含量；制得了可溶于PH7.35～7.45溶液的無機硅酸鹽纖維。
2、用上述可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維制得的板材，在制造、運輸、裁切、安裝和使用過程中可將對人體的危害程度降至最低限度。
3、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。
具體實施例方式
實施例1一、可溶纖維部分重量配比(kg)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。
工藝過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機硅酸鹽纖維，柔軟而富有彈性，纖維平均直徑1～5μm，纖維長度為30～150mm，渣球含量為5～10％。
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定，其溶解度為100～250mg/L；而對比的普通陶瓷纖維溶解度為0mg/L。
二、可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)
可溶纖維85份，硅酸鈉或二氧化硅溶膠12份，酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺3份。
工藝過程采用可溶纖維為主體材料，加入無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，并以無機結(jié)合劑為主體結(jié)合劑，采用抄取、真空吸濾或壓濾成型，然后經(jīng)過干燥、后加工工序而制成；其中(1)碎漿時，添加纖維重量30倍的水，采用碎漿設(shè)備進(jìn)行碎漿；(2)配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在6％以內(nèi)；(3)待棉漿比5.8～6％時抄造；真空吸濾或壓濾成型；(4)紙坯在130～150℃干燥12h即得；機械切割成板坯，刨面機刨平，(需要時表面噴涂涂料)涂料干燥后機械切割成精確成品尺寸，即得。
本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的實測技術(shù)指標(biāo)為體積密度 390～400kg/m3含水率 2～3％加熱線收縮(1000℃×24h)0％導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k實施例2一、可溶纖維部分重量配比(kg)SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O31份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份；工藝過程1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長度90～250mm；渣球含量5～10％；溶解度100～250mg/L。
二、可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維75份，二氧化硅溶膠或氧化鋁溶膠20份，淀粉和/或纖維素5份。
工藝過程(1)碎漿時，添加纖維重量30倍的水，采用碎漿設(shè)備進(jìn)行碎漿；(2)配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在0.5％；(3)待棉漿比0.5％時抄造；真空吸濾或壓濾成型；(4)紙坯在70～90℃干燥72h即得；機械切割成板坯，刨面機刨平，(需要時表面噴涂涂料)涂料干燥后機械切割成精確成品尺寸，即得。
本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的實測技術(shù)指標(biāo)為體積密度220～280kg/m3含水率 0％加熱線收縮(1000℃×24h) 3％導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
實施例3可溶纖維部分重量配比(kg)SiO260份，CaO 26.5份，MgO 10份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑1～6μm；長度100～250mm；渣球含量5～8％；溶解度190～250mg/L。
可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維70份，硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁25份，酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺5份。
工藝過程碎漿時添加纖維重量10倍的水；配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在6％；抄造；真空吸濾或壓濾成型；紙坯在70～90℃干燥72h即得。
本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的實測技術(shù)指標(biāo)為體積密度300～400kg/m3含水率 0％加熱線收縮(1000℃×24h) 3％導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
實施例4可溶纖維部分重量配比(kg)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；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑6～10μm；長度150～250mm；渣球含量5～14％；溶解度180～250mg/L。
可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維80份，硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁15份，酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺5份。
碎漿時添加纖維重量20倍的水；配漿時按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在3％；抄造；真空吸濾或壓濾成型；紙坯在120～130℃干燥24h即得本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板(以下簡稱“板”)。
板的實測質(zhì)量指標(biāo)為體積密度380～400kg/m3；含水率2％；加熱線收縮(1000℃×24h)2％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例2。
實施例5可溶纖維重量配比(kg)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；長度30～200mm；渣球含量5～15％；溶解度100～200mg/L。
可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維72份，硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁25份，酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺3份。
碎漿時添加纖維重量10倍的水；配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在6％；抄造；真空吸濾或壓濾成型；紙坯在100～120℃干燥36h即得本發(fā)明產(chǎn)品——可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板(以下簡稱“板”)。
板的實測質(zhì)量指標(biāo)為體積密度300～380kg/m3；含水率1.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例2。
實施例6可溶纖維重量配比(kg)SiO254.5份，CaO 35份，MgO 8份，B2O32份，Na2O0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑2～5μm；長度90～250mm；渣球含量5～13％；溶解度100～200mg/L。
可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維84份，硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁12份，酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺4份。
碎漿時添加纖維重量15倍的水；配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在3.5％；抄造；真空吸濾或壓濾成型；紙坯在140～150℃干燥48h即得可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板(以下簡稱“板”)。
板的實測質(zhì)量指標(biāo)為體積密度220～260kg/m3；含水率2.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)1.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例2。
實施例7可溶纖維部分重量配比(kg下同)SiO258份，CaO 35份，MgO 5份，B2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～7μm；長度70～250mm；渣球含量5～8％；溶解度200～250mg/L。
可溶纖維板部分主要成分的重量配比(kg)可溶纖維70份，二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、和/或磷酸二氫鋁25份，淀粉、纖維素和/或聚丙烯酰胺5份。
碎漿時添加纖維重量25倍的水；配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；配漿濃度應(yīng)該控制在5.5％；抄造；真空吸濾或壓濾成型；紙坯在110～130℃干燥60h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的實測質(zhì)量指標(biāo)為體積密度260～300kg/m3；含水率0.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例1。
實施例8可溶纖維重量配比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；1800～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～8μm；長度30～200mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L。
可溶纖維板部分，主要成分的重量配比(kg)可溶纖維78份，二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、和/或硅酸鈉18份，淀粉和/或纖維素4份。
碎漿時添加纖維重量30倍的水；配漿濃度控制在3.5％；抄造、真空吸濾成型；紙坯在100～120℃干燥72h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量指標(biāo)為體積密度280～320kg/m3；含水率2.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)1.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
實施例9可溶纖維重量配比SiO270份，CaO 26份，MgO 1份，B2O32份，Al2O30.3份，F(xiàn)e2O30.3份，Na2O 0.4份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑6～10μm；長度150～250mm；渣球含量5～12％；溶解度150～250mg/L。
可溶纖維73份，二氧化硅溶膠和/或硅酸鈉22份，淀粉和/或纖維素5份。
碎漿時添加纖維量20倍的水；配漿濃度5.5％；抄造、壓濾成型；70～100℃干燥72h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量指標(biāo)為體積密度340～380kg/m3；含水率1.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
實施例10可溶纖維部分重量配比SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑3～6μm；長度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L。
可溶纖維83份，二氧化硅溶膠12份，淀粉和/或纖維素5份。碎漿時加纖維量15倍的水；配漿濃度5.0％；抄造、壓濾成型；90～100℃干燥60h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度360～400kg/m3；含水率0.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例2。
實施例11可溶纖維部分重量配比SiO280份，CaO 12份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；1900～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑3～6μm；長度100～250mm；渣球含量5～14％；溶解度100～240mg/L。
可溶纖維85份，二氧化硅溶膠12份，纖維素3份。碎漿時加纖維量10倍的水；配漿濃度6.0％；抄造、壓濾成型；70～100℃干燥48h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度380～400kg/m3；含水率1.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)2.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例2。
實施例12可溶纖維部分重量配比SiO285份，CaO 6份，MgO 5份，B2O32份，Al2O31份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑4～8μm；長120～250mm；渣球含量5～8％；溶解度100～200mg/L。
可溶纖維80份，二氧化硅溶膠17份，纖維素3份。碎漿時加纖維量20倍的水；配漿濃度4.0％；抄造、真空吸濾成型；90～100℃干燥36h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度390～400kg/m3；含水率0.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0.5％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度400℃ 0.1 10～0.130W/m.k；其余同例1。
實施例13可溶纖維部分重量配比SiO285份，CaO 7份，MgO 5份，B2O32份，Al2O30.5份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長度80～250mm；渣球含量5～10％；溶解度200～250mg/L。
可溶纖維板部分重量配比可溶纖維80份，二氧化硅溶膠17份，纖維素3份。碎漿時加纖維量30倍的水；配漿濃度2.0％；抄造、真空吸濾成型；140～150℃干燥24h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度360～380kg/m3；含水率1.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度200℃ 0.082～0.105W/m.k；其余同例1。
實施例14
可溶纖維部分重量配比SiO251.5份，CaO 35份，MgO 10份，B2O32份，Al2O30.5份，F(xiàn)e2O30.5份，K2O 0.5份；1500～1900℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑1～5μm；長度130～250mm；渣球含量5～15％；溶解度200～250mg/L。
可溶纖維板部分重量配比可溶纖維85份，二氧化硅溶膠12份，纖維素3份。碎漿時加纖維量30倍的水；配漿濃度0.5％；抄造、真空吸濾成型；140～150℃干燥12h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度390～400kg/m3；含水率0.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)0％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度600℃ 0.140～0.160W/m.k；其余同例1。
實施例15可溶纖維部分重量配比SiO282.5份，CaO 9份，MgO 5份，B2O32份，F(xiàn)e2O30.5份，Na2O 0.5份，K2O 0.5份；1700～2000℃熔融；0.3～0.6Mpa風(fēng)壓；直徑5～10μm；長度150～250mm；渣球含量5～15％；溶解度150～250mg/L。
可溶纖維80份，二氧化硅溶膠15份，淀粉5份。碎漿時加纖維量30倍的水；配漿濃度0.5％；抄造、真空吸濾成型；140～150℃干燥24h，即得可溶纖維板(以下簡稱“板”)。
板的質(zhì)量體積密度390～400kg/m3；含水率2.5％；加熱線收縮(1000℃×24h)3％；導(dǎo)熱系數(shù)平均溫度400℃ 0.110～0.130W/m.k；其余同例1。
權(quán)利要求
1.一種可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板，其特征在于該纖維板主要成分的重量百分組成為可溶纖維 70～85％，無機結(jié)合劑 12～25％，有機結(jié)合劑 3～5％。
2.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板，其特征是所述的可溶纖維是可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維，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％。
3.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板，其特征是所述的無機結(jié)合劑是二氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠、硅酸鈉和/或磷酸二氫鋁。
4.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板，其特征是所述的有機結(jié)合劑是淀粉、纖維素、酚醛樹脂和/或聚丙烯酰胺。
5.按照權(quán)利要求1所述的可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板的制法，其特征是采用可溶纖維為主體材料，加入無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，并以無機結(jié)合劑為主體結(jié)合劑，采用抄取、真空吸濾或壓濾成型，然后經(jīng)過干燥、加工工序而制成；(1)碎漿時，添加纖維重量10～30倍的水，采用碎漿設(shè)備進(jìn)行碎漿；(2)配漿時，按配比添加無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，攪拌混勻；(3)待棉漿比0.5～6％時抄造；真空吸濾或壓濾成型；(4)紙坯在70～150℃干燥12～72h，即得。
全文摘要
可溶于人體體液的無機硅酸鹽纖維板及其制法。其特征在于該纖維板主要成分的重量百分組成為可溶纖維70～85％，無機結(jié)合劑12～25％，有機結(jié)合劑3～5％。制法是采用可溶纖維為主體材料，加入無機結(jié)合劑和有機結(jié)合劑，采用抄取、真空吸濾或壓濾成型，經(jīng)干燥、后加工而制成。以SiO
文檔編號B28B1/52GK1544373SQ20031010570
公開日2004年11月10日 申請日期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, 鹿成會, 李京友, 王書義, 張芳 申請人:山東魯陽股份有限公司