CN103295704A - 纳米半导电无纺布及其加工工艺 - Google Patents

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张云
张玉梅
杨正龙
周敏玉
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Abstract

本发明涉及一种纳米半导电无纺布及其加工工艺。本发明产品运用碳纤维新材料、高强度细纱辅网新工艺、纳米技术、发泡涤层技术、真空烘干等先进技术制成。具有半导电性能优、抗张强度大，表面电阻，体积电阻小，高温下不褪色，表面“C”黑不脱落，高效节能，制作过程环境友好，主要用于高压6KV及以上矿用电缆、高压6KV及以上船用电缆、大截面10KV以上电力电缆的缆芯绝缘层及铜导体表面绕包，起抗强电场、半屏蔽，防静电等作用，也可运用于开发室内防静电、医用及孕妇防辐射衣服的防辐射屏蔽层。

Description

纳米半导电无纺布及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种纳米半导电无纺布及其加工工艺，属于电缆绕包材料。
背景技术
目前国内外生产半导电无纺布是运用涤纶纤维浸渍于导电液并烘干而成。其缺点在于纤维自身内部不导电，只依靠浸涂后表面“C”黑成份导电，自身内部不能导电，而且具有“C”黑成份易脱落，表面电阻、体积电阻大，抗张强度小等缺点。
发明内容
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种运用碳纤维新材料、高强度细纱辅网新工艺、纳米技术、发泡涤层技术、真空烘干等先进技术制成的纳米半导电无纺布及其加工工艺。
为此本发明采用的技术方案是：本发明包括由导电碳纤维短纤交织而成的纤维网；纤维网纵向平行设置加强碳纤维涤纶纱；纤维网表面凃设导电液。
所述纤维网：克重在10g/㎡—70g/㎡。
所述加强碳纤维涤纶纱：粗细30dtex—50dtex，纱之间间距在2mm—5mm之间。
纳米半导电无纺布加工工艺，按以下工艺步骤进行：
1）运用新型导电碳纤维涤纶短纤新材料：经过无纺布梳理成网工艺：纤维短纤粗开松→大仓混棉→精开松→气压棉箱→梳理机→铺网机，形成厚薄均匀的一层纤维海绵，克重在10g/㎡—70g/㎡；
2）高强度纱纵向直线铺网工艺：将加强碳纤维涤纶纱纵向平行设置在纤维网上；
3）导电液配制工艺：运用质量浓度为10%—15%纳米中空碳管、质量浓度为12%—15%丙烯酸乳液、质量浓度为2%—3%平平加及质量浓度为1%—2%分散剂、其余为水；将各成分混合均匀后置于搅拌机内高速搅拌，搅拌速度在1300转/分以上；
4）发泡浸涂工艺：
将上述制成的导电液在经过真空发泡机，制成泡沫状导电液；让纤维网均匀浸渍于泡沫状导电液中，经挤压，使浸渍挤压后克重控制在60 g /㎡-500g/㎡；
5）真空烘干技术：
在真空环境中进行快速高温烘干，使水分蒸发运行速度在13米/分—20米/分，第一区温度在130℃-160℃，1∕2—1∕3大气压，第二区温度150℃-180℃，负1∕2—1∕3大气压，第三区温度150℃-160℃，负1∕2—1∕3大气压；
6）收卷工艺：
经烘箱出布后，收卷→分切→真空包装成品。
所述高强度纱纵向直线铺网工艺：选用粗细30dtex—50dtex，加拎20%涤纶长丝，经过钢梳平行纵向分布在纤维网棉上，纱之间间距在2mm—5mm之间。
本发明的优点是：本发明产品运用碳纤维新材料、高强度细纱辅网新工艺、纳米技术、发泡涤层技术、真空烘干等先进技术制成。具有半导电性能优、抗张强度大，表面电阻，体积电阻小，高温下不褪色，表面“C”黑不脱落，高效节能，制作过程环境友好，主要用于高压6KV及以上矿用电缆、高压6KV及以上船用电缆、大截面10KV以上电力电缆的缆芯绝缘层及铜导体表面绕包，起抗强电场、半屏蔽，防静电等作用，也可运用于开发室内防静电、医用及孕妇防辐射衣服的防辐射屏蔽层。
附图说明
图1为本发明产品的结构示意图。
图2为本发明生产工艺流程图。
图中1为纳米中空碳管、2为导电碳纤维短纤、3为碳纤维涤纶纱。
具体实施方式
实施例一：
本发明包括由导电碳纤维短纤2交织而成的纤维网；纤维网纵向平行设置加强碳纤维涤纶纱3；纤维网表面凃设导电液。
所述纤维网：克重在10g/㎡。
所述加强碳纤维涤纶纱3：粗细30dtex，纱之间间距在2mm之间。
纳米半导电无纺布加工工艺，按以下工艺步骤进行：
1）运用新型导电碳纤维短纤2新材料：经过无纺布梳理成网工艺：纤维短纤2粗开松→大仓混棉→精开松→气压棉箱→梳理机→铺网机，形成厚薄均匀的一层纤维海绵，克重在10g/㎡；
2）高强度纱纵向直线铺网工艺：将加强碳纤维涤纶纱3纵向平行设置在纤维网上；
3）导电液配制工艺：运用质量浓度为10%纳米中空碳管1、质量浓度为15%丙烯酸乳液、质量浓度为2%平平加及质量浓度为2%分散剂、其余为水；将各成分混合均匀后置于搅拌机内高速搅拌，搅拌速度在1300转/分；
4）发泡浸涂工艺：
将上述制成的导电液在经过真空发泡机，制成泡沫状导电液；让纤维网均匀浸渍于泡沫状导电液中，经挤压，使浸渍挤压后克重控制在60 g /㎡；
5）真空烘干技术：
在真空环境中进行快速高温烘干，使水分蒸发运行速度在13米/分，第一区温度在130℃，1∕2大气压，第二区温度150℃，负1∕2大气压，第三区温度150℃，负1∕2大气压；
6）收卷工艺：
经烘箱出布后，收卷→分切→真空包装成品。
   所述高强度纱纵向直线铺网工艺：选用粗细30dtex，加拎20%涤纶长丝，经过钢梳平行纵向分布在纤维网棉上，纱之间间距在2mm—5mm之间。
实施例二：
本发明包括由导电碳纤维短纤2交织而成的纤维网；纤维网纵向平行设置加强碳纤维涤纶纱3；纤维网表面凃设导电液。
所述纤维网：克重在70g/㎡。
所述加强碳纤维涤纶纱3：粗细50dtex，纱之间间距在5mm之间。
纳米半导电无纺布加工工艺，按以下工艺步骤进行：
1）运用新型导电碳纤维短纤2新材料：经过无纺布梳理成网工艺：纤维短纤2粗开松→大仓混棉→精开松→气压棉箱→梳理机→铺网机，形成厚薄均匀的一层纤维海绵，克重在70g/㎡；
2）高强度纱纵向直线铺网工艺：将加强碳纤维涤纶纱3纵向平行设置在纤维网上；
3）导电液配制工艺：运用质量浓度为15%纳米中空碳管1、质量浓度为12%丙烯酸乳液、质量浓度为3%平平加及质量浓度为1%分散剂、其余为水；将各成分混合均匀后置于搅拌机内高速搅拌，搅拌速度在1800转/分；
4）发泡浸涂工艺：
将上述制成的导电液在经过真空发泡机，制成泡沫状导电液；让纤维网均匀浸渍于泡沫状导电液中，经挤压，使浸渍挤压后克重控制在500g/㎡；
5）真空烘干技术：
在真空环境中进行快速高温烘干，使水分蒸发运行速度在20米/分，第一区温度在160℃，1∕3大气压，第二区温度180℃，负1∕3大气压，第三区温度160℃，负1∕3大气压；
6）收卷工艺：
经烘箱出布后，收卷→分切→真空包装成品。
    所述高强度纱纵向直线铺网工艺：选用粗细50dtex，加拎20%涤纶长丝，经过钢梳平行纵向分布在纤维网棉上，纱之间间距在5mm之间。
实施例三：
本发明包括由导电碳纤维短纤2交织而成的纤维网；纤维网纵向平行设置加强碳纤维涤纶纱3；纤维网表面凃设导电液。
所述纤维网：克重在50g/㎡。
所述加强碳纤维涤纶纱3：粗细40dtex，纱之间间距在3mm之间。
纳米半导电无纺布加工工艺，按以下工艺步骤进行：
1）运用新型导电碳纤维短纤2新材料：经过无纺布梳理成网工艺：纤维短纤2粗开松→大仓混棉→精开松→气压棉箱→梳理机→铺网机，形成厚薄均匀的一层纤维海绵，克重在50g/㎡；
2）高强度纱纵向直线铺网工艺：将加强碳纤维涤纶纱3纵向平行设置在纤维网上；
3）导电液配制工艺：运用质量浓度为12%纳米中空碳管1、质量浓度为14%丙烯酸乳液、质量浓度为2.5%平平佳及质量浓度为1.5%分散剂、其余为水；将各成分混合均匀后置于搅拌机内高速搅拌，搅拌速度在2000转/分以上；
4）发泡浸涂工艺：
将上述制成的导电液在经过真空发泡机，制成泡沫状导电液；让纤维网均匀浸渍于泡沫状导电液中，经挤压，使浸渍挤压后克重控制在300g/㎡；
5）真空烘干技术：
在真空环境中进行快速高温烘干，使水分蒸发运行速度在18米/分，第一区温度在150℃，2/5大气压，第二区温度170℃，负2/5大气压，第三区温度155℃，负2∕5大气压；
6）收卷工艺：
经烘箱出布后，收卷→分切→真空包装成品。
所述高强度纱纵向直线铺网工艺：选用粗细40dtex，加拎20%涤纶长丝，经过钢梳平行纵向分布在纤维网棉上，纱之间间距在3mm之间。
性能指标比较（以克重50 g /㎡为例）
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Claims (5)

1.纳米半导电无纺布，其特征在于，包括由导电碳纤维短纤交织而成的纤维网；纤维网纵向平行设置加强碳纤维涤纶纱；纤维网表面凃设导电液。
2.根据权利要求1所述的纳米半导电无纺布，其特征在于，所述纤维网：克重在10g/㎡—70g/㎡。
3.根据权利要求1所述的纳米半导电无纺布，其特征在于，所述加强碳纤维涤纶纱：粗细30dtex—50dtex，纱之间间距在2mm—5mm之间。
4.纳米半导电无纺布加工工艺，其特征在于，按以下工艺步骤进行：
1）运用新型导电碳纤维涤纶短纤新材料：经过无纺布梳理成网工艺：纤维短纤粗开松→大仓混棉→精开松→气压棉箱→梳理机→铺网机，形成厚薄均匀的一层纤维海绵，克重在10g/㎡—70g/㎡；
2）高强度纱纵向直线铺网工艺：将加强碳纤维涤纶纱纵向平行设置在纤维网上；
3）导电液配制工艺：运用质量浓度为10%—15%纳米中空碳管、质量浓度为12%—15%丙烯酸乳液、质量浓度为2%—3%平平加及质量浓度为1%—2%分散剂、其余为水；将各成分混合均匀后置于搅拌机内高速搅拌，搅拌速度在1300转/分以上；
4）发泡浸涂工艺：
将上述制成的导电液在经过真空发泡机，制成泡沫状导电液；让纤维网均匀浸渍于泡沫状导电液中，经挤压，使浸渍挤压后克重控制在60 g /㎡-500g/㎡；
5）真空烘干技术：
在真空环境中进行快速高温烘干，使水分蒸发运行速度在13米/分—20米/分，第一区温度在130℃-160℃，1∕2—1∕3大气压，第二区温度150℃-180℃，负1∕2—1∕3大气压，第三区温度150℃-160℃，负1∕2—1∕3大气压；
6）收卷工艺：
经烘箱出布后，收卷→分切→真空包装成品。
5.根据权利要求4所述的纳米半导电无纺布加工工艺，其特征在于，所述高强度纱纵向直线铺网工艺：选用粗细30dtex—50dtex，加拎20%涤纶长丝，经过钢梳平行纵向分布在纤维网棉上，纱之间间距在2mm—5mm之间。
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