CN104786616A - 一种高硅氧复合毡的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高硅氧复合毡的制备方法，利用高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组，使高硅氧毡及高硅氧布同步运行，经过毡和布开卷及布纠偏、布单面涂胶、毡布粘接挤压、烘干、裁边、收卷生产形成所需要的高硅氧复合毡产品。采用抗拉強度较好的高硅氧布复合制造高硅氧针刺毡，使复合毡的不同性能相互优势互补，既可保持高硅氧针刺毡的原有的耐高温性能又可提高高硅氧复合毡的力学及综合性能，可广泛应用于消防、军事、工业等要求既耐高温又抗拉強度较好的特殊场合，拓宽高硅氧复合毡的使用领域和范围。

Description

一种高硅氧复合毡的制备方法

技术领域

本发明涉及复合毡材料制造领域，具体是一种高硅氧复合毡材料的方法。

背景技术

申请号为201020659434.X的发明创造中，公开了一种玻璃纤维和芳纶纤维复合过滤针刺毡，是在玻璃纤维基布的双面针刺芳纶纤维，提高了滤料的抗化学腐蚀性，但是芳纶耐水解性略差，耐温只有220℃。

申请号为200410024542.9的发明创造中，公开了一种复合纤维针刺毡的制造方法，是一种玻璃纤维与聚丙烯纤维的制成的复合针刺毡，该工艺过于简单，纤维混合不均，没有基布层，结构松散强力偏低，且不能耐高温。

申请号为201410030282.X的发明创造中，公开了一种高性能玻纤复合毡滤料及其制备方法，是一种高性能玻纤基布双面针刺中旦玻纤复合纤维，制成中旦玻纤复合针刺毡，并在在玻纤复合针刺毡迎尘面覆膜或涂层聚四氟乙烯。虽然拉伸强力较高，但使用温度只能达到260℃。

目前，大多数厂家生产的高硅氧针刺毡都为单一生产的高硅氧针刺毡，申请号为03131880.0的发明创造中，公开了一种高硅氧玻璃纤维针刺毡工艺方法，在申请号为03222687.x的发明创造中，公开了一种高硅氧玻璃纤维针刺毡均为单一生产的高硅氧针刺毡。单一生产的高硅氧针刺毡，由于其成分的SiO2≥96％，是一种耐高温、耐烧蚀、耐腐蚀等一系列优点的材料，其耐热度达到1000～1100℃，长期使用温度可在900℃，广泛用于炭黑、钢铁、有色金属加工、化工等工业领域用作滤材、高温绝热材料，还可用于汽车、摩托车行业作为吸音、隔热、减震、阻燃等材料。

但由于高硅氧纤维针刺毡是采用高硅氧纤维纱束为原料，经纤维截断机短切成每股二寸至三寸长的短纤维，再经梳棉分解、澎化成极微细之毛毡状。送入轧针机利用数千支轧针上下连续缝刺而成。产品呈无定向三维结构，空隙尺寸小，空隙率高，其力学性能不理想，如6.5mm厚的高硅氧玻璃纤维针刺毡(SNM-6PS-160规格)拉伸断裂强力只有约15-25N/25mm。对于随着其应用领域的拓展和使用施工条件的特殊，其使用力学性能即抗拉強度不能满足要求。

发明内容

为克服现有技术中存在的抗拉強度不能满足要求的不足，本发明提出了一种高硅氧复合毡的制备方法。

本发明的具体过程是：

步骤1.准备工作：电阻丝炉升温至120～140℃。

步骤2.上布及上毡：将整卷高硅氧成品布和整卷高硅氧成品针刺毡分别套装在气涨轴上，并使所述的整卷高硅氧成品布和高硅氧成品针刺毡在气涨轴上居中放置并气涨固定。

所述上布及上毡的具体过程是：

Ⅰ将套装有整卷高硅氧成品布的气涨轴的两端和套装有高硅氧成品针刺毡的气涨轴的两端，分别装卡在开卷机构支架上两端的安全卡盘上，并使高硅氧成品针刺毡位于上层开卷机构支架上，高硅氧成品布位于下层开卷机构支架上。

Ⅱ用引子布沿高硅氧复合毡制备工艺的运行线路穿好：所述引子布包括主引子布、第一分引子布和第二分引子布。其中：主引子布一端的头部粘接在收卷装置气涨轴的纸管上，该主引子布的另一端的尾部与第一分引子布一端的头部和第二分引子布一端的头部缝接一齐缝接。再将第一分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品布一端的布头缝接；再将第二分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品针刺毡一端的毡头缝接好。

步骤3.开卷：高硅氧成品布卷与高硅氧成品针刺毡卷均通过开卷张力被动开卷。通过磁粉制动器控制；所述开卷张力为35～50N。

步骤4.布上胶：所述布上胶是使高硅氧成品布通过导轴经过两次变方向运行，进行高硅氧成品布的单面涂胶。单面上胶量为20～25％，所述上胶量是指上胶后的高硅氧成品布总重量中胶的百分含量。

所述布上胶的具体过程是，把固体含量为38～42％的水溶性丙稀酸胶液加入到胶槽中，保持胶液高度在该胶槽高度的1/2～2/3处。通过收卷装置使高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布同步运行，所述高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度均为12～13m/h。布上胶运行中，使高硅氧成品布通过第一个导辊，并使该高硅氧成品布通过胶槽下方，继而通过第二个导辊使高硅氧成品布的表面翻转180度后，经过转动中的涂胶辊的上表面，使涂胶辊上的胶液涂覆在高硅氧成品布的下表面，高硅氧成品布在胶辊面上粘胶时间为43～47s。

步骤5.高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布粘接的加压复合。所述下表面涂覆有胶液的高硅氧成品布继续运行进入复合下托辊再次翻转180度后，使涂覆有胶液的高硅氧成品布的表面翻转成为上表面后与高硅氧成品针刺毡汇合粘接，同时，高硅氧成品针刺毡经开卷机构上层支架上的导辊进入复合上压辊，与高硅氧成品布汇合粘接，并一起通过复合上压辊施压复合。

复合上压辊对所述高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布施加的压力为180～240N，加压时高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布以12～13m/h的速度同步运行。加压复合后的高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布进入烘干炉加热烘干，炉温保持120～140℃，加热时间为14～16分钟。加热时，高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度为12～13m/h。得到高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布复合毡的半成品。

步骤6.裁边收卷：运行出烘干炉后由采用现有技术中的裁切方法进行双边同时滚动裁切，废边进入收料箱。采用气涨轴外套纸管进行中心收卷，并通过气动升降压辊总成对收卷成品使压，压力为200～300N，保持复合毡卷产品卷绕的较为紧密,层与层之间间隙合乎要求。按规定长度裁剪下卷。得到所述复合毡的成品。

步骤7.检验包装。

本发明利用高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组，使高硅氧毡及高硅氧布同步运行，经过毡和布开卷及布纠偏、布单面涂胶、毡布粘接挤压、烘干、裁边、收卷生产形成所需要的高硅氧复合毡产品。所述高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组的技术方案被公开在申请号为201420757783.3的专利申请文件中。

采用抗拉強度较好的高硅氧布复合制造高硅氧针刺毡，使复合毡的不同性能相互优势互补，既可保持高硅氧针刺毡的原有的耐高温性能又可提高高硅氧复合毡的力学及综合性能，拓宽高硅氧复合毡的使用领域和范围。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

(1)提高了抗拉強度。具体见表1和表2中的检测序号8与9。

表1高硅氧成品针刺毡检测结果

表2高硅氧复合毡检测结果

表3 BWT600-89规格高硅氧布的理化性能标准

(2)对表1和表2抽测的各项指标进行比较可知：

①厚度为6.5mm高硅氧复合毡，其拉伸断裂强力比厚度为6.5mm高硅氧成品针刺纵向强度提高15倍；横向强度提高16倍。

②厚度为10mm高硅氧复合毡，其拉伸断裂强力比厚度为10mm高硅氧成品针刺纵向强度提高12倍；横向强度提高11倍。

③其余指标，除单位体积质量和幅宽外，基本相同。

(3)采用抗拉強度较好的高硅氧布来复合高硅氧针刺毡的方法，使复合毡的不同性能相互优势互补，既可保持高硅氧针刺毡的原有性能又可提高高硅氧复合毡的力学及综合性能，拓宽高硅氧复合毡的使用领域和范围。可用于消防、军事、工业等要求既耐高温又抗拉強度较好的特殊场合。达到了发明的目的。

具体实施方式

本发明通过五个具体实施例详细说明制备所述高硅氧复合毡的具体过程。

各实施例均利用高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组制备制备高硅氧复合毡。所述高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组的技术方案被公开在申请号为201420757783.3的专利申请文件中。

所述高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组包括开卷机构、涂胶机构、烘干炉和收卷机构，并按开卷机构、涂胶机构、烘干炉和收卷机构的次序依次排列，并使开卷机构机架宽度方向的中心线、涂胶机构机架宽度方向的中心线、烘干炉涂胶机构机架宽度方向的中心线和收卷机构机架宽度方向中心线的重合。在所述开卷机构、涂胶机构和收卷机构中分别有用于安装各辊的导轴，各导轴的平行度为0.3mm，水平度为5‰mm。

所述开卷机构包括机架、安全卡盘、两根开卷机构导辊、滑动导轨、活动机架、纠偏推动器和推动器安装支架。所述机架由上支撑架、下支撑架和立柱组成。所述下支撑架的一端固定在所述立柱的下部。活动机架位于所述下支撑架的上表面，并使活动机架中的四个轴承分别与固定在该下支撑架中的导轨配合。所述上支撑架一端固定在所述立柱的上部。两根开卷机构导辊分别通过轴承座安装在上支撑架的上表面和所述上支撑架与下支撑架之间的立柱上，并位于开卷机构的同一侧。两个安全卡盘分别安装在上支撑架的上表面和所述活动机架的上表面，并位于开卷机构的另一侧；所述的两根导辊和两个安全卡盘的中心线相互平行。在所述两个安全卡盘一端的端头上分别安装有磁粉制动器。纠偏推动器位于下支撑架长度方向的中心线上，并通过滑动联接支架、推动器连接板和推动器安装支架将活动机架与下支撑架连接。

所述活动机架包括支架、滑动联接支架和推动器连接板。在该支架的上表面有用于安装安全卡盘的安装座；在该支架的下表面安装有四个滑动联接支架，并且所述四个滑动联接支架的位置分别与位于下支撑架上的导轨的位置相对应。在所述活动机架长度方向的中心线上，安装有推动器连接板，并且该动器连接板的位置与纠偏推动器的位置相对应。

所述滑动联接支架由轴承、轴和连接板组成。在所述连接板的下端固定安装有轴，并使该轴的中心线垂直于竖直连接板的表面。所述轴承安装在轴上。所述纠偏推动器的连接头与活动机架的推动器连接板固连，纠偏推动器的底座与下支撑架上的推动器安装支架固连。

所述涂胶机构包括涂胶机构机架、复合下胶辊、复合上压辊、第一导辊、第二导辊、升降气缸、滑动轴承总成、涂覆胶辊、排胶液阀、浸胶槽、驱动电机和刮胶板。所述涂胶机构机架为涂胶机构的载体，包括浸胶槽、复合辊安装架和复合辊安装架。所述浸胶槽位于浸胶槽架上，该浸胶槽架位于所述涂胶机构机架的中部。第一导辊位于所述浸胶槽架一侧，并通过轴承安装在浸胶槽架上。在所述浸胶槽与第一导辊相邻一侧的槽壁上表面安装有两个刮胶板。涂覆胶辊亦通过轴承座安装在浸胶槽架上；该涂覆胶辊的中心线与所述浸胶槽长度方向的中心线相互平行，并位于同一垂直面上。所述涂覆胶辊1/2～1/3的圆周表面位于所述浸胶槽内。在所述涂覆胶辊的一端安装有驱动电机。

在所述涂胶机构机架的立柱上安装有第二导辊，并使该第二导辊位于浸胶槽架下方。复合下胶辊和复合上压辊均通过轴承安装在复合辊安装架上，所述复合下胶辊位于复合上压辊的下方，并且复合下胶辊和复合上压辊的中心线相互平行，并位于同一垂直面上。在复合下胶辊的一端安装有驱动电机。升降气缸位于复合辊安装架顶端的平板上，并使该升降气缸的活塞杆位于所述复合辊安装架的活塞杆槽内。

所述复合辊安装架位于所述浸胶槽架上的上表面，该复合辊安装架顶端的平板用于安装所述升降气缸，该复合辊安装架底端的平板用于与所述浸胶槽架固接。在所述复合辊安装架的中部有活塞杆槽，该活塞杆槽内有对称的滑动轴承导轨。

所述第二导辊的轴心在水平面的位置低于所述第一导辊的轴心，并使两者之间的夹角为40～50度；所述第一导辊的轴心在水平面的位置低于涂覆胶辊的轴心，并使两者之间的夹角为20～30度；所述涂覆胶辊的轴心在水平面的位置低于复合下胶辊，并使两者之间的夹角为4～50度。

本发明的各实施例利用高硅氧玻璃纤维毡布连续复合机组，使高硅氧毡及高硅氧布同步运行，经过毡和布开卷及布纠偏、布单面涂胶、毡布粘接挤压、烘干、裁边、收卷生产形成所需要的高硅氧复合毡产品。具体过程是：

步骤1.准备工作：电阻丝炉升温至120～140℃，本实施例中，电阻丝炉的温度为125±5℃。

步骤2.上布及上毡：将整卷高硅氧成品布和整卷高硅氧成品针刺毡分别套装在气涨轴上，并使所述的整卷高硅氧成品布和高硅氧成品针刺毡在气涨轴上居中放置并气涨固定。本实施例中，所述高硅氧成品布的规格为BWT600-89，所述高硅氧成品针刺毡的规格为SNM-6PS-160。所述上布及上毡的具体过程是：

(1)将套装有整卷高硅氧成品布的气涨轴的两端和套装有高硅氧成品针刺毡的气涨轴的两端，分别装卡在开卷机构支架上两端的安全卡盘上，并使高硅氧成品针刺毡位于上层开卷机构支架上，高硅氧成品布位于下层开卷机构支架上。

(2)用引子布沿高硅氧复合毡制备工艺的运行线路穿好：所述引子布包括主引子布、第一分引子布和第二分引子布。其中：主引子布一端的头部粘接在收卷装置气涨轴的纸管上，该主引子布的另一端的尾部与第一分引子布一端的头部和第二分引子布一端的头部缝接一齐缝接。再将第一分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品布一端的布头缝接；再将第二分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品针刺毡一端的毡头缝接好。

步骤3.开卷：高硅氧成品布卷与高硅氧成品针刺毡卷均通过开卷张力被动开卷。通过磁粉制动器控制所述开卷张力为35～50N。在高硅氧成品布开卷机构上安装有自动纠偏推动器，保证布边与毡边单边在复合过程中平齐运行。本实施例中，所述开卷张力为35N。

步骤4.布上胶：所述布上胶是使高硅氧成品布通过导轴经过两次变方向运行，进行高硅氧成品布的单面涂胶。具体是，把固体含量为38～42％的水溶性丙稀酸胶液加入到胶槽中，保持胶液高度在该胶槽高度的1/2～2/3处。通过开动收卷装置使高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布同步运行，所述高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度均为12～13m/h。

本实施例中，采用4016#水溶性丙稀酸胶液，其固体含量为38％。胶液高度为胶槽高度的1/2处。所述高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度均为12m/h。

布上胶运行中，使高硅氧成品布通过第一个导辊，并使该高硅氧成品布通过胶槽下方，继而通过第二个导辊使高硅氧成品布的表面翻转180度后，经过转动中的涂胶辊的上表面，使涂胶辊上的胶液涂覆在高硅氧成品布的下表面，高硅氧成品布在胶辊面上粘胶时间为43～47s；单面上胶量为20～25％，所述上胶量是指上胶后的高硅氧成品布总重量中胶的百分含量。本实施例中，高硅氧成品布在胶辊面上粘胶时间为47s；单面上胶量为20％。

步骤5.高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布粘接的加压复合。所述下表面涂覆有胶液的高硅氧成品布继续运行进入复合下托辊再次翻转180度后，使涂覆有胶液的高硅氧成品布的表面翻转成为上表面后与高硅氧成品针刺毡汇合粘接，同时，高硅氧成品针刺毡经开卷机构上层支架上的导辊进入复合上压辊，与高硅氧成品布汇合粘接，并一起通过复合上压辊施压复合。

复合上压辊对所述高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布施加的压力为180～240N，加压时高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布以12～13m/h的速度同步运行。加压复合后的高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布进入烘干炉加热烘干，炉温保持120～140℃，加热时间为14～16分钟。加热时，高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度为12～13m/h。得到高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布复合毡的半成品。

本实施例中，复合上压辊对所述高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布施加的压力为180N，高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布运行速度为12m/h。加热烘干的温度为125±5℃，加热烘干的时间为16分钟。加热时，高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度为12m/h。

步骤6.裁边收卷：运行出烘干炉后由采用现有技术中的裁切方法进行双边同时滚动裁切，废边进入收料箱。采用气涨轴外套纸管进行中心收卷，并通过气动升降压辊总成对收卷成品使压，压力为200～300N，保持复合毡卷产品卷绕的较为紧密,层与层之间间隙合乎要求。按规定长度裁剪下卷。得到所述复合毡的成品。本实施例中，对收卷成品的压力为200N。

步骤7.检验包装：按高硅氧复合毡SNM-6PSF-250的标准及规定要求检验包装。

本发明提出的实施例2～5的制备过程与实施例1中记载的具体过程相同。实施例2～5制备中的技术参数见表4

表4 高硅氧复合毡生产工艺方法的实施例2～5的具体参数

实施例	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
					生产复合毡规格	SNM--6PSF--250	SNM--6PSF--250	SNM--10PSF--220	SNM--10PSF--220
布与毡开卷张力	40N	45N	40N	50N
					4016#水溶性丙稀酸胶液固体含量	40％	39％	41％	42％
胶液高度为胶槽高度	2/3	1/2	2/3	1/2
					毡与布的运行速度	13m/h	12.5m/h	13m/h	12.5m/h
布在胶辊面上粘胶时间	43s	45s	43s	45s
					布单面上胶量	24％	23％	22％	25％
复合上压辊施加的压力	220N	200N	240N	230N
					复合毡加热烘干温度	130±5℃	135±5℃	130±5℃	135±5℃
复合毡加热烘干时间	14分钟	14.5分钟	14分钟	14.5分钟
					气动升降压辊总成对收卷成品的压力	260N	250N	300N	280N

Claims (3)

1.一种高硅氧复合毡的制备方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1.准备工作：电阻丝炉升温至120～140℃；

步骤2.上布及上毡：将整卷高硅氧成品布和整卷高硅氧成品针刺毡分别套装在气涨轴上，并使所述的整卷高硅氧成品布和高硅氧成品针刺毡在气涨轴上居中放置并气涨固定；

步骤3.开卷：高硅氧成品布卷与高硅氧成品针刺毡卷均通过开卷张力被动开卷；通过磁粉制动器控制；所述开卷张力为35～50N；

步骤4.布上胶：所述布上胶是使高硅氧成品布通过导轴经过两次变方向运行，进行高硅氧成品布的单面涂胶；单面上胶量为20～25％，所述上胶量是指上胶后的高硅氧成品布总重量中胶的百分含量；

步骤5.高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布粘接的加压复合；所述下表面涂覆有胶液的高硅氧成品布继续运行进入复合下托辊再次翻转180度后，使涂覆有胶液的高硅氧成品布的表面翻转成为上表面后与高硅氧成品针刺毡汇合粘接，同时，高硅氧成品针刺毡经开卷机构上层支架上的导辊进入复合上压辊，与高硅氧成品布汇合粘接，并一起通过复合上压辊施压复合；

复合上压辊对所述高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布施加的压力为180～240N，加压时高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布以12～13m/h的速度同步运行；加压复合后的高硅氧成品针刺毡和高硅氧成品布进入烘干炉加热烘干，炉温保持120～140℃，加热时间为14～16分钟；加热时，高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度为12～13m/h；得到高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布复合毡的半成品；

步骤6.裁边收卷：运行出烘干炉后由采用现有技术中的裁切方法进行双边同时滚动裁切，废边进入收料箱；采用气涨轴外套纸管进行中心收卷，并通过气动升降压辊总成对收卷成品使压，压力为200～300N，保持复合毡卷产品卷绕的较为紧密,层与层之间间隙合乎要求；按规定长度裁剪下卷；得到所述复合毡的成品；

步骤7.检验包装。

2.如权利要求1所述高硅氧复合毡的制备方法，其特征在于，所述上布及上毡的具体过程是：

Ⅰ将套装有整卷高硅氧成品布的气涨轴的两端和套装有高硅氧成品针刺毡的气涨轴的两端，分别装卡在开卷机构支架上两端的安全卡盘上，并使高硅氧成品针刺毡位于上层开卷机构支架上，高硅氧成品布位于下层开卷机构支架上；

Ⅱ用引子布沿高硅氧复合毡制备工艺的运行线路穿好：所述引子布包括主引子布、第一分引子布和第二分引子布；其中：主引子布一端的头部粘接在收卷装置气涨轴的纸管上，该主引子布的另一端的尾部与第一分引子布一端的头部和第二分引子布一端的头部缝接一齐缝接；再将第一分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品布一端的布头缝接；再将第二分引子布另一端的尾部与整卷高硅氧成品针刺毡一端的毡头缝接好。

3.如权利要求1所述高硅氧复合毡的制备方法，其特征在于，所述布上胶的具体过程是，把固体含量为38～42％的水溶性丙稀酸胶液加入到胶槽中，保持胶液高度在该胶槽高度的1/2～2/3处；通过收卷装置使高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布同步运行，所述高硅氧成品针刺毡与高硅氧成品布的运行速度均为12～13m/h；布上胶运行中，使高硅氧成品布通过第一个导辊，并使该高硅氧成品布通过胶槽下方，继而通过第二个导辊使高硅氧成品布的表面翻转180度后，经过转动中的涂胶辊的上表面，使涂胶辊上的胶液涂覆在高硅氧成品布的下表面，高硅氧成品布在胶辊面上粘胶时间为43～47s。