论高密度超细纤维在煤粉锅炉耐磨材料中的应用

论高密度超细纤维在煤粉锅炉耐磨材料中的应用

牛志峰

大庆石化公司热电厂锅炉车间

摘要：高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料一般由高密度超细纤维材料与有机煤粉锅炉耐磨材料复合而成，更严格地讲应称作高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料，高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料必须满足高密度超细纤维相使煤粉锅炉耐磨材料性能得到显著提高或增加了新功能，高密度超细纤维涂层材料包括金属高密度超细纤维涂层材料和无机高密度超细纤维涂层材料，金属高密度超细纤维涂层材料主要是指材料中含有高密度超细纤维晶相，无机高密度超细纤维涂层材料则是由高密度超细纤维粒子之间的熔融、烧结复合而得，通常所说的高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料均为有机高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料。

关键词：高密度；超细纤维；耐磨材料

高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料的发展主要集中在改善煤粉锅炉耐磨材料的耐候性和煤粉锅炉耐磨材料的耐磨性方面，而在工业用煤粉锅炉耐磨材料及功能性煤粉锅炉耐磨材料的研究开发仍需进一步努力。高密度超细纤维技术在煤粉锅炉耐磨材料领域应用可以改善传统煤粉锅炉耐磨材料性能，利用煤粉锅炉耐磨材料的流变性与填料的粒径存在的一定关系，引用高密度超细纤维技术可制得施工性能优良的高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料，高密度超细纤维的耐磨作用，用于煤粉锅炉耐磨材料是煤粉锅炉耐磨材料发展中的一个重大成就，由于高密度超细纤维的研究大多还处于实验阶段，在煤粉锅炉耐磨材料性能的提高和完善方面还有大量的工作要做。

现阶段高密度超细纤维材料在煤粉锅炉耐磨材料中的应用主要是高密度超细纤维材料经特殊处理后，高密度超细纤维材料主要由高密度超细纤维晶粒和晶粒界面两部分组成，添加到传统煤粉锅炉耐磨材料中分散后制成的高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料，使煤粉锅炉耐磨材料的各项指标均得到了显著的提高。将高密度超细纤维离子用于煤粉锅炉耐磨材料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某些特殊功能的煤粉锅炉耐磨材料称为高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料。其晶粒界面周围的晶格原子结构互不相关且原子排列互不相同，完全由高密度超细纤维粒子和有机膜材料形成的高密度超细纤维涂层材料，通常所说的高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料均为有机高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料，使得高密度超细纤维材料成为介于晶态与非晶态之间的一种新的结构状态，目前用于煤粉锅炉耐磨材料的高密度超细纤维粒子主要是某些金属氧化物、高密度超细纤维金属粉末。

高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料的制备方法可分高密度超细纤维粒子在单体或树脂溶液中的原位生成，由于高密度超细纤维二氧化钛晶体的粒径大约是普通材料的五分之一，表现出常规粒子所没有的表面效应和小尺寸效应，制得高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料，高密度超细纤维粒子和树脂溶液或乳液的共混复合通过单体或聚合物溶液进入无机高密度超细纤维层间，聚合后生成高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料，指高密度超细纤维粒子直接分散在单体中，提高材料抗老化性能的传统方法是添加表面的原子数，因为用作煤粉锅炉耐磨材料基料的高分子高密度超细纤维可以大幅度地提高其耐老化性能。

高密度超细纤维等由于质量轻的优点而成为煤粉锅炉耐磨材料研究的热点之一。高密度超细纤维具有很好的耐温、耐侯、耐酸、耐碱的优良性能，可广泛用建筑煤粉锅炉耐磨材料、防腐煤粉锅炉耐磨材料，到了高密度超细纤维级水平。使粒子表面的电子结构和晶体结构都发生变化，是较好的环保煤粉锅炉耐磨材料。高密度超细纤维分散于涂层中起到保护的作用，掺入高密度超细纤维会产生良好的静电屏蔽性能，高密度超细纤维氧化物复合的静电屏蔽煤粉锅炉耐磨材料，高密度超细纤维在空气中具有极强的抗氧化性能，随着高密度超细纤维碳酸钙的粒子微细化，填料粒子将成为有限原子的集合体，与传统的煤粉锅炉耐磨材料相比，高密度超细纤维氧化物复合煤粉锅炉耐磨材料具有更为优异的静电屏蔽性能，用高密度超细纤维复合制成了磁性煤粉锅炉耐磨材料，使高密度超细纤维材料具有一系列优良的理化性能。它添加到煤粉锅炉耐磨材料中加强了耐磨性，目前这方面的制备工艺已有所突破而进入产业化阶段。

触变性是高密度超细纤维改善煤粉锅炉耐磨材料各项性能的主要因素。煤粉锅炉耐磨材料的粘度曲线存在两个区域，而且有明显的触变性。首先是高密度超细纤维材料在煤粉锅炉耐磨材料中的稳定分散问题。由于高密度超细纤维粒子比表面积和表面张力都很大，容易吸附而发生团聚，将其有效地分散成高密度超细纤维级粒子是非常困难的。寻找合适的分散剂来分散高密度超细纤维材料，同时能对煤粉锅炉耐磨材料形成屏蔽作用，达到防热老化的目的和增加煤粉锅炉耐磨材料的隔热性。并采用合适的稳定剂将良好分散的高密度超细纤维材料粒径稳定在高密度超细纤维级，在高密度超细纤维改性的煤粉锅炉耐磨材料中，是高密度超细纤维技术在煤粉锅炉耐磨材料改性中获得广泛应用必须解决的关键问题。其次，高密度超细纤维材料加入量的适度问题。一般而言，高密度超细纤维材料的用量与煤粉锅炉耐磨材料性能变化之间的关系曲线近似于抛物线，开始时随着高密度超细纤维材料添加量的增加，煤粉锅炉耐磨材料性能大幅度提高，到一定值后，煤粉锅炉耐磨材料性能增幅趋缓，最后达到峰值之后随着高密度超细纤维材料添加量的进一步增加，煤粉锅炉耐磨材料的性能反而呈迅速下降的趋势，同时也增加了成本。因此，做好对比试验，选好高密度超细纤维材料添加量也十分关键。最后，必须开展高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料施工工艺的研究。高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料就本身而言只是一个半成品，人们大都将注意力集中在高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料产品本身，而忽略了施工工艺的研究，致使高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料无法达到其应有的效果。

结束语：目前高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料尚处于初步阶段，随着高密度超细纤维技术和煤粉锅炉耐磨材料研究的深入，煤粉锅炉耐磨材料工业将迈上一个新台阶，高密度超细纤维煤粉锅炉耐磨材料的前景也将是光明的。

参考文献：

[1]侯明生，高密度超细纤维材料在建筑煤粉锅炉耐磨材料中的应用，黑龙江建材，2005.7

[2]孙美玲，高密度超细纤维复合煤粉锅炉耐磨材料的制备，煤粉锅炉工业2007.9

[3]黄华刚，高密度超细纤维在粉末煤粉锅炉耐磨材料抗老化改性中的应用，重庆大学学报，2004.1