標簽： 膠粘劑
無機膠粘劑在陶瓷纖維紙中的應用
陶瓷纖維紙具有良好性能,不僅可用作爐襯內壁 保溫隔熱材料高溫器具密封材料,冰箱保溫材 料,建材隔熱、隔音、防火材料,冶金、化工、石油保溫保暖材料等,也可用作航空、航天保溫、隔熱材料, 其前景十分廣闊?！ ∮捎跓o機纖維自身無結合性,所以常常需要使用 黏合劑。所用有機黏合劑有丙烯酸系樹脂、聚氨酯類 乳液、聚醋酸乙烯酯類、丙烯腈與丙烯酸丁酯聚合 物、聚乙烯醇等,但這些有機系材料高溫下使用時, 會發生惡臭產生有害氣體、降低紙質量等,所以也 多使用膠體硅、硅酸鈉、磷酸鋁等無機黏合劑?！ 榱朔治霾煌N類無機膠黏劑對陶瓷纖維紙特性影響,實驗選用氧化鋁、硅酸鈉硫酸鋁-氨水三種無機膠黏劑,并對它們進行了兩兩組合實驗:液體氧化鋁與硅酸鈉,膠體氧化鋁與水玻璃,以及膠體氧化鋁與硫酸鋁-氨水。使用不同種類膠黏劑以及不同膠黏劑組合抄造陶瓷纖維紙,通過測定陶瓷纖維紙物理性能燒失量,來探討各種膠黏劑體系不同效果?！ ? 實驗1.1 原料硅酸鋁纖維:三門峽市盛浦高溫材料工程有限公 司;膠體氧化鋁:浙江省明化工科技有限公司;Al2 (SO4)3:AR,天津市永大化學試劑開發心;NH4OH 溶液:AR,天津市北方天醫化學試劑廠?！ ?.2 實驗步驟利用濕法工藝抄造陶瓷纖維紙主要工藝過程包 括打漿、離心除渣、疏解分散、抄片、干燥測定紙張 相關性能。首先采用標準纖維解離器直接將纖維打散,然后進行重力沉降除渣,最后加入膠黏劑,使用紙 頁抄片器進行抄片;使用噴霧器進行表面施膠,或采用 一定濃度氧化鋁溶膠進行浸漬處理;利用烘缸進行干燥,干燥后陶瓷纖維紙用于各項性能測定?！ ?.3 陶瓷纖維紙性能測試物理性能測定:根據紙品國家標準進行測定, 包括定量(GB/T451.2-1989)、厚度(GB/T451.3- 1989)抗張強度(GB/T453-1989)?！ 釋W性能測定:燒失量。燒失量高溫(620 ~750℃)灼燒之后失量,主要包括陶瓷纖維紙結構水重量摻加物因灼燒而失去重量,燒失量陶瓷纖維海泡石制品一項重要技術指標,燒失量越低,制品耐高溫性能就越好?！ ? 結果與討論2.1 單組分膠黏劑對陶瓷纖維紙特性影響 2.1.1 膠體氧化鋁用量 從圖1可以看出,隨著膠體氧化鋁添加量不 斷增加,陶瓷纖維紙抗張指數不斷增大。膠體氧化 鋁添加量為20%時,陶瓷纖維紙抗張指數為0.82 N·m/g,膠體氧化鋁用量增加至25%時,抗張指數為 0.91N·m/g,提高了11.0%。當膠體氧化鋁從25% 增加至40%時,抗張指數從0.95N·m/g變化到 1.92N·m/g,提高百分率依次為13.7%、55.6% 14.3%?？梢?陶瓷纖維紙抗張指數隨著膠體氧化鋁用量增加,一開始提高速率較低,然后迅速變 大,最后逐步降低?！ ⊥瑫r可以看出,隨著膠體氧化鋁用量增加,陶瓷纖維紙燒失量也逐漸上升。用量從20%到40%, 燒失量依次增加了23.1%、29.1%、7.3%6.7%, 曲線一開始上升迅速,隨著膠體氧化鋁用量繼續增加, 上升幅度逐漸下降?！ 纳鲜龇治鼋Y果可以得到,陶瓷纖維紙抗張指數隨著膠體氧化鋁用量增加,出現不斷提高趨勢,提高速率先小后大,最后逐步減小。燒失量變化也隨著用量增加不斷上升,但上升幅度會逐漸下降?！ ?.1.2 液體氧化鋁用量從圖2可以看出,隨著浸入液體氧化鋁濃度增 加,開始時陶瓷纖維紙強度會迅速上升。當浸入液體氧化鋁濃度為5%時,陶瓷纖維紙抗張指數為 3.59N·m/g,浸入濃度增加至7%時,抗張指數為 4.53N·m/g,提高了26.2%。當浸入濃度繼續增加至 9%時,抗張指數上升至4.67N·m/g,提高了3.1%?？?見,陶瓷纖維紙抗張指數隨著浸入液體氧化鋁濃度 增加,一開始迅速上升,然后上升幅度會下降?！ ⊥瑫r可以看出,隨著浸入液體氧化鋁濃度增加 一開始燒失量增加緩慢。當其用量為5%7%時,陶瓷纖維紙燒失量大幅度上升,依次上升了52.6% 35.9%?！ 纳鲜龇治鼋Y果可以得到,陶瓷纖維紙抗張 指數隨著浸入液體氧化鋁濃度增加,開始能夠大幅 提高,然后效果就逐漸不明顯了。而燒失量變化趨 勢卻與其相反,一開始增加緩慢,液體氧化鋁用量為5%時,增加非常迅速?！ ?.1.3 硫酸鋁-氨水用量從圖3可以看出,隨著硫酸鋁-氨水添加量不斷增加,陶瓷纖維強度性能不斷地得到明顯改善。 當硫酸鋁-氨水添加量從80%增加到120%時,陶瓷纖維抗張強度不斷提高,特別當添加量從80%增 加到100%時候,抗張指數從0.66N·m/g迅速提 高至0.93N·m/g,但添加量再次增加至120%,陶瓷纖維紙抗張指數強度僅從0.93N·m/g提高至 0.94N·m/g,增強效果不很明顯?！ ⊥瑫r可以看出,陶瓷纖維紙燒失量依次增加了 1.1%,4.7%2.8%,上升幅度很小?！ 囊陨戏治鼋Y果可以得出,單獨使用硫酸鋁-氨 水作為陶瓷纖維紙增強劑時,硫酸鋁-氨水添加量 非常大,達到100%時候才會出現明顯效果,而此 時抗張指數僅為0.93N·m/g,強度非常小,因此 單獨使用硫酸鋁-與氨水對陶瓷纖維紙增強效果不特別明顯?！ ”M管單獨使用硫酸鋁-氨水時,對陶瓷纖維紙增強效果不特別明顯,但實際操作時可以看到這兩者能夠使陶瓷纖維分散更加均勻,有利于紙頁成型。并且硫酸鋁溶液可以打漿時候先加入,由于其呈弱酸性,對纖維疏解有利?！ ?.2 各種無機膠黏劑及其組合對紙張性能影響 2.2.1膠體氧化鋁 從圖4可以看出,單獨使用膠體氧化鋁時,陶瓷纖維紙強度較低,與水玻璃配合使用時,從20%到 30%,強度依次增加了11%、153%59%;與80% 硫酸鋁-氨水配合使用時,從25%到35%,強度依次下 降了10%、0.6%31%。由此可見,膠體氧化鋁與 水玻璃配合可以提高強度,特別膠體氧化鋁用量 為25%30%時,增強效果非常顯著。而與硫酸鋁- 氨水配合使用會降低強度?！ ?.2.2 液體氧化鋁從圖5可以看出,單獨使用液體氧化鋁時已經 具有較高強度,與硅酸配合使用時,以10%添加量為例,從5%到9%分別下降了43%、38%15%。說明液體氧化鋁不適合 與其它種類膠黏劑一起使用,不僅起不到協同作用, 反而會破壞液體氧化鋁增強作用?！ ? 結論3.1 采用液體氧化鋁浸漬陶瓷纖維紙強度最高,含有液體氧化鋁配方強度也很好,抗張指數可以達到 4.70N·m/g。但這種陶瓷纖維紙柔軟性極差,燒 失量也非常高,可見其耐熱性能并不好?！ ?.2 采用膠體氧化鋁及與水玻璃配合使用陶瓷纖維紙,強度也不錯,并且柔軟性好,燒失量遠低于液體氧化鋁,耐熱性能高。聯系到工業實際對陶瓷纖維紙要求,單獨使用膠體氧化鋁,或與水玻璃配合使用比較合適。
