CN101838885B - 一种玄武岩纤维绳网的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玄武岩纤维绳网的生产方法，包括热浸处理、热压处理、编绳、防火耐磨处理、蒸化处理等过程，热浸处理溶液中具有阴离子表面活性剂、海藻酸钠和其他助剂，高速编织机上具有张力调节装置，防火耐磨处理溶液具有PTFE、中性盐和其他活性剂。本发明工艺路线合理，处理技术和方法先进，所生产的绳网耐高温、耐腐蚀、高强度、安全性能好、性价比高。
Description
技术领域
本发明涉及一种绳网，尤其是涉及一种玄武岩纤维绳网的生产方法。
背景技术
玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，类似于玻璃纤维，其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间。玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高技术纤维相比，除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外，玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且性价比好，是一种纯天然的无机非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。我国消防产业的年产值已超过了200亿元，成为国民经济发展中最具有活力的产业之一，快速的发展并不意味着市场进入停滞期，相反，中国消防市场在政策的推动下迅速成长，但是我们消防安全、火场救援等高温高危作业环境中，绳索的发展还不能适应国家现代化建设的需要，还不能足以保证救援人员及被救人员的安全，新型材料、高性能的安全绳还有待于研究创新。当前，玄武岩纤维的应用主要集中在纤维增强复合材料领域，由于它在耐阻燃、耐高温、耐腐蚀、拉伸强度等性能上有明显的优势，为救援人员和被救人员提供了生命保障。目前，未见玄武岩纤维绳网的相关专利或报道。
发明内容
本发明的目的是：提供耐高温、耐腐蚀、高强度的一种玄武岩纤维绳网的生产方法。
本发明的技术方案是：一种玄武岩纤维绳网的生产方法包括如下过程：
热浸处理 将玄武岩纤维纱线放入配制的一定温度的热浸溶液中进行热浸处理，所述热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂2-4％、海藻酸钠4-5％、其他助剂1-3％、水88-93％；
热压处理 通过压辊将玄武岩纤维表面多余的处理溶液挤掉，使松散的丝束抱合在一起；
编绳 通过加捻、并捻后的玄武岩纤维在高速编织机上编织成绳，所述高速编织机上具有张力调节装置，将纱线重新进行定位，使纱线喂入角度在20-30度之间；
防火耐磨处理 将绳放入防火耐磨溶液中处理，所述防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 12-14％、中性盐4-6％、其他活性剂2-4％、水76-82％；
蒸化处理 在温度110-130℃、压力为1.2-1.8个大气压的环境下蒸化，蒸化时间为30-90min。
本发明的有益效果是：热浸处理和热压处理提高纱线光洁度，降低纱线摩擦，消除纤维表面的静电，促进纤维抱合，防止毛羽和断纱；防火耐磨处理致力于减缓高温辐射对玄武岩纤维的损伤，延长玄武岩纤维绳网在火场的使用寿命，同时起到润滑作用，降低磨损；蒸化处理使前道工序的处理剂有效成分与表面纤维形成牢固的结合，使效果持久稳定；在高速编织机上增加了智能张力调节装置，将玄武岩纤维纱线喂入角由60度降低到20-30度之间，使摩擦力下降约42％，大幅度降低纱线在拐点处的磨损，避免纱线因过度损伤而断裂，保证生产工程的连续进行。通过本发明生产的玄武岩纤维绳网与玻璃纤维和石棉等其他材料绳网相比，具有明显优势，使用温度范围更宽(-260℃～+982℃)，如玄武岩纤维绳网在650℃下连续工作时，其断裂强度仍能够保持80％的原始强度，而即使是优良的矿棉此时也只能保持50％～60％的原始强度，玻璃棉和E玻璃纤维绳网则被完全破坏，玄武岩纤维绳网还具有拉伸强度更高、耐酸碱腐蚀、介电性能更好、耐辐射和紫外线等优点，由于绳体经过处理后非常柔软，便于结扣，使用方便。本发明工艺路线合理，处理技术和方法先进，所生产的玄武岩纤维绳网性能优越、安全性能好、成本低廉、性价比高。本发明生产的产品除应用于消防安全制备及应用领域，还可应用于在海洋、游艇、船舶、特种装备等领域，有非常广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
从图1所示本发明的生产工艺流程图可以看出，本发明要经过调温调湿处理、热浸处理、热压处理、加捻、并捻、编绳、防火耐磨处理、蒸化处理等工艺流程进行生产。
玄武岩纤维纱线首先在25℃、相对湿度65％的环境下放置24小时进行调温调湿处理。然后以5m/s的速度进入第一浴槽进行热浸处理，热浸温度为60℃，热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂3％、海藻酸钠4.5％、其他助剂2％、水90.5％。然后进行热压处理，纱线进入两个压辊之间，将挂在纤维表面多余的处理溶液挤掉，同时使松散的丝束紧密抱合在一起。热浸处理和热压处理可以提高纱线光洁度，降低纱线摩擦，消除纤维表面的静电，促进纤维抱合，防止毛羽和断纱。
由于玄武岩纤维高强度、高模量等特殊性能，所以通过常规绳网的加捻、并捻工艺后，必须采用特殊生产工艺和设备进行编织。为实现连续生产高性能消防用玄武岩纤维绳网，在高速编织机上进行了智能化改装，加装了智能张力调节装置，将纱线重新进行定位，再经三根表面处理过的圆形钢管进行张力预处理，实现纱线的张力均衡。使纱线喂入角度由原来的60度降低到现在20-30度之间，摩擦力下降了42％，大幅度降低了纱线在拐点处的磨损，避免了纱线因过度损伤而断裂，保证了生产工程的连续进行。
玄武岩纤维纱线编织成绳之后，直接进入防火耐磨处理工艺，在绳索表面涂覆一层特殊溶液。溶液组成按重量百分比为PTFE13％、中性盐5％、其他活性剂3％、水79％。PTFE是一种有机高分子耐热材料，可以减缓高温辐射对玄武岩纤维的损伤，延长玄武岩纤维绳索在火场的使用寿命，同时起到润滑作用，降低磨损。防火耐磨整理后，绳索在80℃预烘60-90分钟，去除过多的水分。然后在120℃下、压力为1.5个大气压的环境下蒸化60分钟，使溶液的有效成分表面纤维形成牢固的结合。
由于玄武岩纤维具有高强度、高模量等特点，单一丝束承受剪切力或曲率半径ρ较大时，纤维极易断裂。为了保证绳索加工的连续进行，同时获得柔软度良好的玄武岩纤维绳索，在数百种规格的玄武岩产品中进行筛选，最终确定了适于玄武岩纤维绳索加工的纱线规格，其性能参数为单丝直径13μm，纱线线密度800--1000tex，捻度40-50m-1，捻距2-2.5cm。
本发明还可以采取以下具体方法生产：
实施例1：热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂2％、海藻酸钠5％、其他助剂3％、水90％；防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 12％、中性盐6％、其他活性剂2％、水80％；蒸化处理温度110℃，压力1.8个大气压，蒸化时间30min。
实施例2：热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂4％、海藻酸钠4％、其他助剂1％、水91％；防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 14％、中性盐4％、其他活性剂4％、水78％；蒸化处理温度130℃，压力1.2个大气压，蒸化时间90min。
实施例3：热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂4％、海藻酸钠5％、其他助剂3％、水88％；防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 14％、中性盐6％、其他活性剂4％、水76％；蒸化处理温度110℃，压力1.6个大气压，蒸化时间45min。
实施例4：热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂2％、海藻酸钠4％、其他助剂1％、水93％；防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 12％、中性盐4％、其他活性剂2％、水82％；蒸化处理温度120℃，压力1.5个大气压，蒸化时间70min。
Claims (7)
1.一种玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于该方法包括如下过程：
热浸处理 将玄武岩纤维纱线放入配制的一定温度的热浸溶液中进行热浸处理，所述热浸溶液组成按重量百分比为阴离子表面活性剂2-4％、海藻酸钠4-5％、其他助剂1-3％、水88-93％；
热压处理 通过压辊将玄武岩纤维表面多余的处理溶液挤掉，使松散的丝束抱合在一起；
编绳 通过加捻、并捻后的玄武岩纤维在高速编织机上编织成绳，所述高速编织机上具有张力调节装置，将纱线重新进行定位，使纱线喂入角度在20-30度之间；
防火耐磨处理 将绳放入防火耐磨溶液中处理，所述防火耐磨溶液组成按重量百分比为PTFE 12-14％、中性盐4-6％、其他活性剂2-4％、水76-82％；
蒸化处理 在温度110-130℃、压力为1.2-1.8个大气压的环境下蒸化，蒸化时间为30-90min。
2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：所述玄武岩纤维性能参数的最优值为：单丝直径13μm，纱线线密度800--1000tex，捻度40-50m-1，捻距2-2.5cm。
3.根据权利要求2所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：所述热浸溶液最佳组成按重量百分比为阴离子表面活性剂3％、海藻酸钠4.5％、其他助剂2％、水90.5％。
4.根据权利要求2所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：所述防火耐磨溶液最佳组成按重量百分比为PTFE13％、中性盐5％、其他活性剂3％、水79％。
5.根据权利要求2所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：所述蒸化处理在温度120℃、压力为1.5个大气压的环境下蒸化，蒸化时间为60min。
6.根据权利要求3所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：所述热浸溶液温度为60℃。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的玄武岩纤维绳网的生产方法，其特征在于：玄武岩纤维纱线热浸处理前在25℃、相对湿度65％的环境中放置24小时进行调温调湿处理。
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