一種PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維的制備方法與流程

本發(fā)明屬于陶瓷阻燃纖維的制備領(lǐng)域，特別涉及一種PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
：陶瓷纖維是一種廣泛應(yīng)用于各類熱工窯爐中的絕熱耐高溫材料，由于其容重大大低于其它耐火材料，因而蓄熱很小，隔熱效果明顯，是作為隔熱阻燃材料的最佳選擇。此外，陶瓷纖維一般被用作高溫絕熱材料、過(guò)濾和催化劑的載體材料、填密材料和摩擦材料、絕熱涂料和增強(qiáng)材料等。目前對(duì)于陶瓷纖維表面進(jìn)行改性處理的幾乎沒(méi)有，而沒(méi)有處理的陶瓷纖維又具有明顯的掉粉問(wèn)題。陶瓷纖維掉粉會(huì)造成粉塵污染，對(duì)生產(chǎn)工人健康、環(huán)境都會(huì)帶來(lái)不利影響。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維的制備方法，該方法快速、簡(jiǎn)便、制備量大，適用于規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明的一種PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維的制備方法，包括：(1)將硅酸鈉溶于蒸餾水中，然后加入聚乙烯醇PVA，攪拌至無(wú)沉淀產(chǎn)生，得到混合溶液(粘稠的溶液)；其中，攪拌的溫度為45～55℃；(2)將步驟(1)中的混合溶液涂抹在陶瓷纖維表面，室溫下晾干，待PVA成膜，得到PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維。所述步驟(1)中硅酸鈉、聚乙烯醇和蒸餾水的比例為1.0～3.0g：1.0～3.0g：5.0～20.0ml。所述步驟(1)中硅酸鈉為顆粒狀；PVA為粉末狀，聚合度為1500～2000。所述步驟(1)中攪拌的時(shí)間為0.5～2h。所述步驟(1)中攪拌的速度為80～150rpm。所述步驟(1)中硅酸鈉溶于蒸餾水的過(guò)程中采用攪拌的手段；其中，攪拌的速度為50～100rpm。所述步驟(2)中混合溶液與陶瓷纖維的質(zhì)量比為1：15～1：10。所述步驟(2)中涂抹的過(guò)程為：用玻璃棒均勻的涂抹。本發(fā)明創(chuàng)新的將PVA/硅酸鈉對(duì)陶瓷纖維進(jìn)行改性處理，使得陶瓷纖維的掉粉問(wèn)題得以解決，而不影響其阻燃性能，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。聚乙烯醇(PVA)因具有強(qiáng)親水性、良好的生物相容性及化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而成為一種頗具吸引力的膜材料，廣泛應(yīng)用于膠粘劑、涂料、紡織、造紙工業(yè)。硅酸鈉耐熱性好，不可燃，同時(shí)硅酸鈉溶液吸熱水分蒸發(fā)后可生成SiO2從而依附在纖維上，可防火阻燃，因此通過(guò)添加阻燃成分硅酸鈉和成膜材料PVA來(lái)改性陶瓷纖維，制備一種性能優(yōu)良、不掉粉的陶瓷纖維。有益效果(1)本發(fā)明的方法解決了陶瓷纖維的掉粉問(wèn)題，同時(shí)對(duì)其阻燃性能沒(méi)有明顯影響；(2)本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)較少，成膜率高；(3)本發(fā)明的原料來(lái)源方便，不需要高溫高壓設(shè)備，能量消耗低，便于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；(4)本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生有毒有害物，避免了環(huán)境污染。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例1中各樣品的掉粉率。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將1.029g的硅酸鈉在10ml的蒸餾水中攪拌溶解，待硅酸鈉完全溶解之后，加入2.007g的聚合物為1750的PVA顆粒，繼續(xù)攪拌溶解，攪拌的速度為70rpm，至PVA顆粒完全溶解，得到粘稠溶液。然后，加快攪拌速度至100rpm，并升高溫度為50℃不變，攪拌2小時(shí)，直至不再產(chǎn)生沉淀，停止攪拌，用玻璃棒將粘稠的溶液均勻地涂抹在陶瓷纖維表面，得到PVA/硅酸鈉改性陶瓷阻燃纖維；其中，溶液和陶瓷纖維的質(zhì)量比為1：15，作為1#改性陶瓷纖維；溶液和陶瓷纖維的質(zhì)量比為1：10，作為2#改性陶瓷纖維；溶液和陶瓷纖維的質(zhì)量比為1：6，作為對(duì)比例，記為3#改性陶瓷纖維。最后，在室溫下晾干，待PVA成膜，進(jìn)行阻燃性能和掉粉性能測(cè)試。根據(jù)GB/T2408-2008，取未改性的陶瓷纖維和實(shí)施例1制備的1#、2#和3#PVA/硅酸鈉改性陶瓷的陶瓷纖維，進(jìn)行阻燃性能測(cè)試。用鐵夾夾住待測(cè)試樣，水平放置一定高度，火源用酒精燈。測(cè)試時(shí)，用秒表計(jì)下續(xù)燃時(shí)間，用標(biāo)準(zhǔn)尺測(cè)定燃燒距離和計(jì)算燃燒速度，得到的結(jié)果如表1所示。從中，可以看出，隨著PVA/硅酸鈉含量的增高，阻燃性能降低，達(dá)到1：6后，阻燃效果有明顯的減弱，而PVA/硅酸鈉含量若降低(溶液和陶瓷纖維的質(zhì)量比小于1:15)，則掉粉的問(wèn)題不能很好的解決。表1水平燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品熄滅超過(guò)標(biāo)線燃燒速度(mm/min)未改性陶瓷纖維是否01#改性陶瓷纖維是否02#改性陶瓷纖維是否03#改性陶瓷纖維否是10參考GB/T1689-1998的標(biāo)準(zhǔn)，采用MH-74型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)對(duì)3種樣品的掉粉性能進(jìn)行測(cè)試。樣品測(cè)試尺寸為215mm×12.7mm，外加砝碼的力為10.0N，設(shè)置旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為2。掉粉量ML定義為：ML＝(M0-Mf)M0*100％式中ML表示樣品的掉粉量，Mo表示樣品未經(jīng)磨損之前樣品的質(zhì)量，Mf表示樣品經(jīng)過(guò)磨損測(cè)試之后樣品的質(zhì)量。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1：由圖可見(jiàn)，改性后的樣品，隨著PVA/硅酸鈉含量的增加，掉粉率逐漸減少，2#樣品達(dá)到了改善陶瓷纖維掉粉率的問(wèn)題，同時(shí)也不影響阻燃效果。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3