本申請涉及氧化鋁纖維，尤其涉及一種氧化鋁纖維原絲及其制備方法、氧化鋁纖維。

背景技術(shù)：

1、氧化鋁纖維是一種高性能多晶質(zhì)無機纖維，具有機械強度高、熱導(dǎo)率低、電絕緣等優(yōu)勢，尤其在高溫氧化環(huán)境中能夠保持較高的強度和模量，使其成為氧化環(huán)境中最具研發(fā)潛力的超輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料。溶膠-凝膠法是工業(yè)化制備氧化鋁纖維的重要方法，首先選擇無機鋁鹽或有機醇鋁作為前驅(qū)體，經(jīng)過水解/醇解反應(yīng)得到性質(zhì)均勻的溶膠，然后將溶膠老化濃縮形成可紡的前驅(qū)體紡絲液，利用紡絲技術(shù)得到氧化鋁纖維原絲，最后通過不同的燒結(jié)工藝，得到多晶氧化鋁纖維。其中，氧化鋁纖維原絲的質(zhì)量和性能直接影響纖維的組織結(jié)構(gòu)均勻性和應(yīng)用性能的穩(wěn)定性。

2、但是，關(guān)于氧化鋁纖維原絲性能的研究尚屬空白，并且氧化鋁纖維原絲的組織結(jié)構(gòu)均勻性不易控制，導(dǎo)致纖維原絲強度極低、紡絲過程斷絲率較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N氧化鋁纖維原絲及其制備方法、氧化鋁纖維，以解決如下技術(shù)問題：如何提高氧化鋁纖維原絲的組織結(jié)構(gòu)均勻性。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N氧化鋁纖維原絲，所述氧化鋁纖維原絲的原料包括前驅(qū)體紡絲液，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分包括：納米鋁溶膠和表面活性劑；其中，

3、所述表面活性劑的重量為所述納米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～6.0％。

4、可選的，所述表面活性劑包括如下至少一種：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸。

5、可選的，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分還包括：復(fù)合晶?？刂苿?/p>

6、可選的，所述復(fù)合晶粒控制劑包括如下至少兩種：sio2、cao、mgo、fe2o3、y2o3、zro2、al2o3。

7、可選的，所述復(fù)合晶?？刂苿┑闹亓繛樗黾{米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～18％。

8、可選的，所述氧化鋁纖維原絲滿足如下指標(biāo)：纖度為1.5dtex～7.2dtex，強度為0.1cn/dtex～4.0cn/dtex。

9、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N第一方面任意一項所述的氧化鋁纖維原絲的制備方法，所述方法包括：

10、得到納米鋁溶膠；

11、將所述納米鋁溶膠、復(fù)合晶?？刂苿┮约氨砻婊钚詣┻M行混合，得到混合物料；

12、將所述混合物料依次進行老化和濃縮，得到前驅(qū)體紡絲液；

13、將所述前驅(qū)體紡絲液進行紡絲，得到氧化鋁纖維原絲。

14、可選的，所述得到納米鋁溶膠，包括：

15、將水合氧化鋁與復(fù)合羧酸進行溶劑熱膠溶反應(yīng)，得到納米鋁溶膠；其中，

16、所述溶劑熱膠溶反應(yīng)的工藝參數(shù)包括：溫度為60℃～200℃，ph值為1.0～4.0；和/或，所述復(fù)合羧酸的羧基重量為60％～90％；和/或，

17、所述復(fù)合羧酸包括如下至少兩種：甲酸、乙酸、乳酸、酒石酸、檸檬酸。

18、可選的，所述老化的溫度為30℃～80℃。

19、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N氧化鋁纖維，所述氧化鋁纖維的原料包括第一方面任意一項所述的氧化鋁纖維原絲。

20、本申請實施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

21、本申請實施例提供的所述氧化鋁纖維原絲的原料包括前驅(qū)體紡絲液，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分包括：納米鋁溶膠和表面活性劑；其中，所述表面活性劑的重量為所述納米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～6.0％。表面活性劑可以吸附在納米鋁溶膠中的鋁粒子的表面，從而在鋁粒子表面形成一層物理屏障，同時調(diào)控鋁粒子的表面電荷，增強鋁粒子間的靜電排斥力，從而防止鋁粒子間的接觸和聚集，進而改善納米鋁溶膠的分散性和穩(wěn)定性；并且表面活性劑可以誘導(dǎo)納米鋁溶膠中的鋁粒子聚集形成鏈狀結(jié)構(gòu)，避免形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善前驅(qū)體紡絲液的可紡性，并滿足表面活性劑的重量為納米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～6.0％，可以得到高分散性、高均勻性以及高穩(wěn)定性的前驅(qū)體紡絲液，從而提高氧化鋁纖維原絲的組織結(jié)構(gòu)均勻性。

技術(shù)特征：

1.一種氧化鋁纖維原絲，所述氧化鋁纖維原絲的原料包括前驅(qū)體紡絲液，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分包括：納米鋁溶膠和表面活性劑；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁纖維原絲，其特征在于，所述表面活性劑包括如下至少一種：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁纖維原絲，其特征在于，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分還包括：復(fù)合晶?？刂苿?。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋁纖維原絲，其特征在于，所述復(fù)合晶粒控制劑包括如下至少兩種：sio2、cao、mgo、fe2o3、y2o3、zro2、al2o3。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的氧化鋁纖維原絲，其特征在于，所述復(fù)合晶?？刂苿┑闹亓繛樗黾{米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～18％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁纖維原絲，其特征在于，所述氧化鋁纖維原絲滿足如下指標(biāo)：纖度為1.5dtex～7.2dtex，強度為0.1cn/dtex～4.0cn/dtex。

7.一種權(quán)利要求1～6任意一項所述的氧化鋁纖維原絲的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述得到納米鋁溶膠，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述老化的溫度為30℃～80℃。

10.一種氧化鋁纖維，其特征在于，所述氧化鋁纖維的原料包括權(quán)利要求1～6任意一項所述的氧化鋁纖維原絲。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種氧化鋁纖維原絲及其制備方法、氧化鋁纖維，涉及氧化鋁纖維技術(shù)領(lǐng)域。所述氧化鋁纖維原絲的原料包括前驅(qū)體紡絲液，所述前驅(qū)體紡絲液的原料成分包括：納米鋁溶膠和表面活性劑；其中，所述表面活性劑的重量為所述納米鋁溶膠中氧化鋁的重量的0.1％～6.0％。表面活性劑可以吸附在納米鋁溶膠中鋁粒子的表面，從而在鋁粒子表面形成一層物理屏障，同時調(diào)控鋁粒子的表面電荷，增強鋁粒子間的靜電排斥力，從而防止鋁粒子間的接觸和聚集，進而改善納米鋁溶膠的分散性和穩(wěn)定性；并且表面活性劑可以誘導(dǎo)納米鋁溶膠中的鋁粒子聚集形成鏈狀結(jié)構(gòu)，避免形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善前驅(qū)體紡絲液的可紡性，提高氧化鋁纖維原絲的組織結(jié)構(gòu)均勻性。

技術(shù)研發(fā)人員：楊豐豪,王建立,王錦,李曉星,周珊,郭東峰,任新林,張曉旭,王毅,張巖巖
受保護的技術(shù)使用者：中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9