化学溶解法生产不燃硅酸铝陶瓷纤维布、带的方法

摘要

本发明涉及一种适用于各种热工设备及管道的耐火、密封绝热材料的生产方法，具体涉及一种化学溶解法生产不燃硅酸铝陶瓷纤维布、带的方法，将织物中的涤纶纤维及纺织助剂利用高效化学溶剂进行充分溶解后，再利用醇类溶剂脱除，最后利用真空吸滤器强制水洗的方法脱除原织物中的可燃成分，使处理后织物达到A级不燃。本发明在处理过程中保持硅酸铝陶瓷纤维、玻璃纤维、耐热不锈钢丝的性能不下降，使织物获得最佳的强力、柔软性，保持织物优良的常温物理性能及高温使用性能，同时消除陶瓷纤维织物高温情况下产生的烟气、火焰等对产品、热工设备、环境造成的不良影响。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于各种热工设备及管道的耐火、密封绝热材料的生产方法，具体涉 及一种化学溶解法生产不燃硅酸铝陶瓷纤维布、带的方法。

背景技术

防火布是由特殊材料，经特殊工艺处理后加工而成的。主要特点：不燃、耐高温、结构 紧密、无刺激性、质地柔软有韧性，方便包扎表面凹凸不平的物体和设备。防火布能很好的 保护物体远离热火点及火花区，并彻底阻止燃烧或隔离燃烧。防火布适用于在焊接等有火花、 易引起火灾的场合，能够抵挡火花飞溅、熔渣、烧焊飞溅物等，起到隔离工作场所、分隔 工作层、杜绝焊接工作中可能引起的火灾危险；也可作隔光用，同时建立一个安全、清洁、 规范的作业空间。防火布是公安消防安全重点单位的理想防护工具，在大型商场、超市、宾 馆等公共娱乐场所进行动火施工时：如焊接、切割等：使用防火布可以直接减少火花飞溅， 起到将易燃、易爆危险品的隔离和阻断，并使人的生命和财产的完整得以保证。防火布被大 量使用在船舶业对船架构造及修理方面；也可使用在石油化工企业对金属结构等隔热、需要 焊接的地方，表现出很好的防护适应性。

传统方法生产的不燃耐火布主要有以下几种加工技术：

(1)无机不燃纤维织造技术

玻璃纤维布、不燃高硅氧布均是采用连续的无机纤维，通过微量的助剂处理后，经纺织 工艺加工而成；而石棉布可采用湿法纺纱后采用纺织技术加工而成。由于它们在生产过程中 没有使用过量的可燃有机物，从而达到制品的不燃。

(2)织物涂层技术

它是将无机不燃涂层材料涂刮到织物表面的加工技术。织物涂层的涂布方式根据产品要 求、所用涂层剂的特性来选择。一般分为直接涂布法和间接涂布法两类。直接涂布法是将涂 层剂用物理机械方法直接均匀地涂布到织物表面；间接涂布法又称转移涂层，是先将涂层剂 用刮刀方法涂布于特制的防粘转移纸(又称离型纸)上，再与织物压合，使涂层物与织物粘接 起来，再将转移纸与织物分离。这种技术是一种复合技术，它会改变产品的性能，降低柔软 度、增加产品重量及硬挺性，不能从根本上消除有机可燃材料。采用该种方法处理的陶瓷纤 维布、带，在高温下仍会产生烟气。

(3)阻燃纤维做辅助纤维的生产技术

包括采用阻燃纤维生产陶瓷纤维布、带制品，或采用阻燃剂对硅酸铝陶瓷纤维制品进行 阻燃处理。但是，阻燃并不等于不燃，阻燃比不燃的防火级别低。根据防火性能检测分等级， 防火A级一般称不燃，防火B级一般称阻燃。并且采用阻燃技术生产的硅酸铝陶瓷纤维布在 高温环境下也会有烟气产生。

(4)织物煅烧技术

它是指将含有机成分的陶瓷纤维布、陶瓷纤维带利用热源将制品中的可燃成分烧除的方 法。这种方法虽然能实现织物的不燃，但在处理过程中会对产品中的纤维(陶瓷纤维、玻璃 纤维、耐热不锈钢丝等)造成损伤，表现在无机纤维脆性大，耐热不锈钢丝抗拉、抗折性能 变差，从而引起织物强度的大幅下降，下降幅度可达到50％以上，从而影响陶瓷纤维织物的 施工及使用性能。

传统的防火布生产技术生产的玻璃纤维布耐温低，一般不超过600℃，而石棉布耐温不 超过800℃、并且石棉纤维因属于致癌材料已被国际禁用；织物涂层技术生产的不燃布不仅 会改变产品的性能，降低柔软度、增加产品重量及硬挺性，不能从根本上消除有机可燃材料 而且采用该种方法处理的陶瓷纤维布、带，在高温下仍会产生烟气。采用阻燃技术生产的纤 维布不能实现不燃，遇火仍会燃烧并产生烟气；煅烧技术生产的纤维布的常温物理性能大大 降低。

对于传统的硅酸铝陶瓷纤维布、带虽具有优良的耐温性能(使用温度可达到1000-1400 ℃)，但由于硅酸铝纤维属于短纤维，可纺性能差，采用干法生产技术不能将硅酸铝纤维直 接生产出织物，必须添加少量的无机增强长丝纤维(如玻璃纤维纱、耐热不锈钢丝)及少量 的可纺性能强的有机纤维(如涤纶短纤维、阻燃涤纶短纤维、粘胶短纤维、棉纤维等)，才 能将硅酸铝纤维生产成织物。因此硅酸铝陶瓷纤维布、带在高温使用过程中仍会变色、冒烟、 燃烧，影响环境。在保持较好柔软性和强力的前提下，欲实现不燃，必须采用特殊处理，而 化学溶解法将有机纤维消除的生产技术则是一种有效的处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学溶解法生产不燃硅酸铝陶瓷纤维布、带的方法，能够在处 理过程中保持硅酸铝陶瓷纤维、玻璃纤维、耐热不锈钢丝的性能不下降，使织物获得最佳的 强力、柔软性，保持织物优良的常温物理性能及高温使用性能，同时消除陶瓷纤维织物高温 情况下产生的烟气、火焰等对产品、热工设备、环境造成的不良影响。

本发明所述的一种化学溶解法生产不燃硅酸铝陶瓷纤维布、带的方法，包括以下生产步 骤：

(1)将硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有80～100℃的间甲酚浸泡池中， 硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带需浸入液面以下，保持温度不变，充分浸泡；

(2)浸泡完成后，将硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带通过真空吸滤脱液器进行强 制脱液，脱出的间甲酚回流至浸泡池；

(3)重复步骤(1)和步骤(2)，其中浸泡时间为30分钟；

(4)脱液完成的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有70℃的乙二醇冲洗 槽中，然后采用真空吸滤器强制冲洗；

(5)乙二醇冲洗完后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有70℃的乙醇 冲洗槽中，然后采用真空吸滤器强制冲洗；

(6)乙醇冲洗完后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在水洗槽中，然后采用 真空吸滤器强制冲洗，直至无异味；

(7)水洗后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带经干燥后即可进行打卷、包装。

其中，步骤(2)中脱出的间甲酚优选经乙醇萃取分离后再回流至浸泡池，使得间甲酚循 环使用。

本发明用间甲酚将硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带中的阻燃涤纶短纤维或涤纶短 纤维在加热的条件下充分溶解，其中浸泡时间根据织物厚度确定，当织物较厚时延长浸泡的 时间。

步骤(3)中需要根据织物厚度来确定重复的次数，目的是为了使阻燃涤纶短纤维和涤纶 短纤维能够完全溶解。

步骤(4)和步骤(5)用乙二醇和乙醇对织物溶解后的涤纶和间甲酚进行充分漂洗，其 中漂洗时间根据织物厚度确定，当织物较厚时延长漂洗的时间。

本发明最后经水强制冲洗的目的是洗除织物中残留的可燃有机物，直至无异味。

本发明的优点在于：(1)采用本发明生产的硅酸铝陶瓷纤维布、带，将织物中的涤纶纤 维及纺织助剂利用高效化学溶剂进行充分溶解后，再利用醇类溶剂脱除，最后利用真空吸滤 器强制水洗的方法脱除原织物中的可燃成分，使处理后织物达到A级不燃；(2)本发明中采 用的各种溶剂(间甲酚、乙二醇、乙醇)对织物中的硅酸铝纤维、玻璃纤维、金属纤维无腐 蚀作用，最大程度地保持了织物的常温柔软性和断裂强力；(3)本发明中间甲酚采用回流技 术，减少了排放，使用后的间甲酚可利用乙醇进行萃取分离后，循环使用，另外使用的水也 经回收池收集，全部循环利用，无废水排放；(4)本发明在密闭环境下进行生产，减少了环 境污染。

本发明生产的不燃产品颜色洁白，使用过程高温下不变色、不冒烟，对用户环境及产品 不会造成污染，不会影响美观，可更加满足用户需求，是优良的耐火、防火材料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1～3均按照以下步骤生产：

(1)将硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有80～100℃的间甲酚浸泡池中， 硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带需浸入液面以下，保持温度不变，充分浸泡；

(2)浸泡完成后，将硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带通过真空吸滤脱液器进行强 制脱液，脱出的间甲酚回流至浸泡池；

(3)重复步骤(1)和步骤(2)，其中浸泡时间为30分钟；

(4)脱液完成的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有70℃的乙二醇冲洗 槽中，然后采用真空吸滤器强制冲洗；

(5)乙二醇冲洗完后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在盛有70℃的乙醇 冲洗槽中，然后采用真空吸滤器强制冲洗；

(6)乙醇冲洗完后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带浸泡在水洗槽中，然后采用 真空吸滤器强制冲洗，直至无异味；

(7)水洗后的硅酸铝陶瓷纤维布或硅酸铝陶瓷纤维带经干燥后即可进行打卷、包装。

其中，步骤(2)中脱出的间甲酚经乙醇萃取分离后再回流至浸泡池，使得间甲酚循环使 用。

实施例1～3具体生产参数见下表：

 厚度2mm布、带  厚度3mm布、带  厚度5mm布、带   间甲酚浸泡时间(min)   30   45   60   间甲酚温度   85   90   95   真空吸滤真空度(MPa)   ≥0.05   ≥0.06   ≥0.08   步骤(3)重复次数(次)   2   3   6   乙二醇醇洗时间(min)   30   45   60   乙醇醇洗时间(min)   30   45   60   水洗时间(min)   30   45   60   干燥温度(℃)   200   200   200

实施例1～3所得产品的技术指标见下表：

 厚度2mm布、带  厚度3mm布、带  厚度5mm布、带   有机物含量％   0.08   0.51   0.82   经向断裂强力(50mm)N   358   736   918   燃烧性能   A₁  A₂  A₂