陶瓷紙具有良好的性能，不僅可用作爐襯的內壁 保溫隔熱材料和高溫器具的密封材料，冰箱的保溫材 料，建材的隔熱、隔音、防火材料，冶金、化工、石油的保 溫保暖材料等，也可用作航空、航天的保溫、隔熱材料， 其前景十分廣闊。
由于無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的聚合 物、聚乙烯醇等，但這些有機系材料在高溫下使用時， 會發生惡臭和產生有害氣體、降低紙的質量等，所以也 多使用膠體硅、硅酸鈉、磷酸鋁等無機黏合劑。
為了分析不同種類無機膠黏劑對陶瓷纖維紙特性的影響，實驗中選用氧化鋁、硅酸鈉和硫酸鋁-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的組合抄造陶瓷纖維紙，通過測定陶瓷纖維紙的物理性能和燒失量，來探討各種膠黏劑體系的不同效果。
實驗
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：浙江省中明化工科技有限公司；Al2 （SO4）3:AR,天津市永大化學試劑開發中心；NH4OH 溶液：AR,天津市北方天醫化學試劑廠。
實驗步驟
利用濕法工藝抄造陶瓷纖維紙的主要工藝過程包 括打漿、離心除渣、疏解分散、抄片、干燥和測定紙張的 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 一定濃度的氧化鋁溶膠進行浸漬處理；利用烘缸進行干燥，干燥后的陶瓷纖維紙用于各項性能的測定。
陶瓷纖維紙性能的測試
物理性能的測定：根據紙品的國家標準進行測定， 包括定量（GB/T451.2-1989）、厚度（GB/T451.3- 1989）和抗張強度（GB/T453-1989）.
熱學性能的測定：燒失量。燒失量是在高溫（620 ~750℃）灼燒之后的失量，主要包括陶瓷纖維紙中結構水的重量和摻加物因灼燒而失去的重量，燒失量是陶瓷纖維海泡石制品的一項重要技術指標，燒失量越低，制品的耐高溫性能就越好。
結果與討論
單組分膠黏劑對陶瓷纖維紙特性的影響
膠體氧化鋁的用量
從圖1中可以看出，隨著膠體氧化鋁添加量的不 斷增加，陶瓷纖維紙的抗張指數不斷增大。膠體氧化 鋁的添加量為20%時，陶瓷纖維紙的抗張指數為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,提高的百分率依次為13.7%、55.6% 和14.3%?？梢?，陶瓷纖維紙的抗張指數隨著膠體氧 化鋁用量的增加，一開始提高的速率較低，然后迅速變 大，最后逐步降低。
同時可以看出，隨著膠體氧化鋁用量的增加，陶瓷纖維紙的燒失量也在逐漸上升。用量從20%到40%， 燒失量依次增加了23.1%、29.1%、7.3%和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。
從上述的分析結果可以得到，陶瓷纖維紙的抗張指數隨著膠體氧化鋁用量的增加，出現不斷提高的趨勢，提高的速率是先小后大，最后逐步減小。燒失量的變化也是隨著用量的增加不斷上升，但上升幅度會逐漸下降。
液體氧化鋁的用量
從圖2中可以看出，隨著浸入液體氧化鋁濃度的增 加，開始時陶瓷纖維紙的強度會迅速上升。當浸入液體氧化鋁濃度為5%時，陶瓷纖維紙的抗張指數為 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%?？梢?，陶瓷纖維紙的抗張指數隨著浸入液體氧化鋁濃度的 增加，一開始迅速上升，然后上升幅度會下降。
同時可以看出，隨著浸入液體氧化鋁濃度的增加 一開始燒失量增加緩慢。當其用量為5%和7%時，陶瓷纖維紙的燒失量大幅度上升，依次上升了52.6%和 35.9%。
從上述的分析結果可以得到，陶瓷纖維紙的抗張 指數隨著浸入液體氧化鋁濃度的增加，開始能夠大幅 提高，然后效果就逐漸不明顯了。而燒失量的變化趨 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。
硫酸鋁-氨水的用量
從圖3中可以看出，隨著硫酸鋁-氨水添加量的不斷增加，陶瓷纖維的強度性能不斷地得到明顯的改善。 當硫酸鋁-氨水的添加量從80%增加到120%時，陶瓷 纖維的抗張強度不斷提高，特別是當添加量從80%增 加到100%的時候，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%，陶瓷纖維紙的抗張指數強度僅從0.93N·m/g提高至0.94N·m/g,增強效果不是很明顯。
同時可以看出，陶瓷纖維紙的燒失量依次增加了1.1%，4.7%和2.8%，上升幅度很小。
從以上的分析結果可以得出，單獨使用硫酸鋁-氨 水作為陶瓷纖維紙的增強劑時，硫酸鋁-氨水的添加量 非常大，達到100%的時候才會出現明顯的效果，而此 時的抗張指數僅為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的增強效果不是特別明顯。
盡管單獨使用硫酸鋁-氨水時，對陶瓷纖維紙的增強效果不是特別明顯，但是在實際操作時可以看到這兩者能夠使陶瓷纖維分散的更加均勻，有利于紙頁的成型。并且硫酸鋁溶液可以在打漿的時候先加入，由于其呈弱酸性，對纖維的疏解有利。
各種無機膠黏劑及其組合對紙張性能的影響
膠體氧化鋁
從圖4中可以看出，單獨使用膠體氧化鋁時，陶瓷 纖維紙的強度較低，與水玻璃配合使用時，從20%到 30%，強度依次增加了11%、153%和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%和31%。由此可見，膠體氧化鋁與 水玻璃配合可以提高強度，特別是在膠體氧化鋁用量 為25%和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。
液體氧化鋁
從圖5中可以看出，單獨使用液體氧化鋁時已經 具有較高的強度，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%和15%。說明液體氧化鋁不適合與其它種類的膠黏劑一起使用，不僅起不到協同作用，反而會破壞液體氧化鋁的增強作用。
結論
采用液體氧化鋁浸漬的陶瓷纖維紙強度最高，含有液體氧化鋁的配方強度也很好，抗張指數可以達到 4.70N·m/g。但這種陶瓷纖維紙的柔軟性極差，燒失量也非常高，可見其耐熱性能并不好。
采用膠體氧化鋁及與水玻璃配合使用的陶瓷纖維紙，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的要求，單獨使用膠體氧化鋁，或與水玻璃配合使用是比較合適的。
標簽： 無機
