技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備陶瓷纖維的組合物以及由其制備的用于高溫?zé)峤^緣材料的生物可溶性陶瓷纖維，更具體地，涉及制備陶瓷纖維的組合物以及由其制備的用于高溫?zé)峤^緣材料的生物可溶性陶瓷纖維，所述組合物包括適當(dāng)比例的作為網(wǎng)絡(luò)形成氧化物的SiO₂，作為改性劑氧化物的CaO和MgO，以及作為中間氧化物的ZrO₂、Al₂O₃和B₂O₃，其改進了陶瓷纖維在人造體液中的溶解性，顯示了在1260℃的高溫下使用時的良好熱/機械性能，如耐熱性、高溫粘性、抗壓強度和恢復(fù)性，以及提供了可通過使用現(xiàn)有設(shè)備來簡便制備陶瓷纖維的經(jīng)濟效益。

背景技術(shù)

一般地，因為陶瓷纖維具有低導(dǎo)熱性以及呈薄而長的形狀，所以其被用作為絕緣層材料、冷絕緣材料、熱絕緣材料、隔音材料、吸音材料、過濾材料等的原材料。

術(shù)語“難熔熱絕緣材料”通常指的是可以在比常規(guī)礦物棉溫度更高溫度下使用的難熔纖維。根據(jù)ASTM?C892，用于高溫用途的纖維相毯狀熱絕緣材料分為類型1（732℃）至類型5（1649℃）。纖維的安全使用溫度通常被定義為當(dāng)在相關(guān)溫度下保持纖維達(dá)24小時時具有3％或更低（或者5％或更低）的熱線性收縮率的溫度。

目前最常用的難熔熱絕緣材料為基于Al₂O₃-SiO₂（RCF-AS）的纖維，其安全使用溫度在1100-1260℃的范圍內(nèi)。下面的文獻(xiàn)可作為有關(guān)基于Al₂O₃-SiO₂（RCF-AS）的纖維的現(xiàn)有技術(shù)例示。

美國專利No.2,873,197和4,555,492公開了基于Al₂O₃-SiO₂（RCF-AS）的纖維，其中一定量的ZrO₂成分加入到基于Al₂O₃-SiO₂（RCF-AS）的組合物中，且所述專利寫明其中所公開的纖維的安全使用溫度已經(jīng)提高至1430℃。美國專利No.4,055,434公開了一種纖維組合物，其中最多16％的全燒白云石作為CaO和MgO原材料加入到基于Al₂O₃-SiO₂的組合物中，所述纖維具有760-1100℃的耐熱溫度。美國專利No.3,687,850描述了含有76-90％SiO₂和4-8％Al₂O₃的二氧化硅纖維，其通過將酸加入到由SiO₂、Al₂O₃、R₂O（堿金屬氧化物）、RO（堿土金屬氧化物）和B₂O₃組成的纖維組合物中，然后在其中溶解RO、R₂O和B₂O₃來制備，所述二氧化硅纖維具有1093℃的耐熱性，而不產(chǎn)生任何晶體材料的沉淀。

盡管根據(jù)耐熱性和對酸的溶解性能已推斷出用于制備難熔熱絕緣材料的纖維組合物，然而，它們與作為人造體液的鹽溶液的溶解性能并不相關(guān)。而且，由于其Al₂O₃的含量超過4％，所述纖維可產(chǎn)生在生理性介質(zhì)中的低溶解度問題。

根據(jù)最近的研究材料，已有報道，如果具有生理性介質(zhì)中的低溶解度的纖維碎片通過呼吸被吸入并積累于肺中，則其可損害人的健康。為了滿足高溫物理性能要求同時通過增加在生理性介質(zhì)中的溶解度使對人體傷害的可能性最小化，正在積極進行對無機纖維組合物的研究，根據(jù)上述而開發(fā)的纖維玻璃組合物的實例包括下面的材料：