CN105113254A

CN105113254A - 一种玄武岩纤维防火布的制备方法

Info

Publication number: CN105113254A
Application number: CN201510553630.6A
Authority: CN
Inventors: 黄明
Original assignee: Sichuan Aerospace Wuyuan Composite Co Ltd
Current assignee: Sichuan Aerospace Wuyuan Composite Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2015-12-02

Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维防火布的制备方法，包括如下步骤：使用连续玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱；将玄武岩纤维细纱编织成玄武岩纤维布；在玄武岩纤维布表层涂覆涂层浆料，制成玄武岩纤维防火布。本发明制备得到的玄武岩纤维防火布不仅具有优良的耐低温和耐高温性能，而且还具有低容量、低导热、抗热震、耐化学腐蚀、拉伸强度和弹性模量高等优点，应用领域广泛，可用于制造化工、冶金、军工领域等的通风防火和防护用品，如消防头盔、护颈织物等，还可适用于避火消防服、隔火帘、防火毯、防火包、电焊防火布围墙等。

Description

一种玄武岩纤维防火布的制备方法

技术领域

本发明涉及玄武岩合成材料领域，具体的说，是一种玄武岩纤维防火布的制备方法。

背景技术

玄武岩合成材料是当今国内非常流行的一种轻型建筑型材，在建筑工程中起到了很重要的抗变能力和耐环境以及耐老化的性能，由于玄武岩合成材料的研发和应用具有显著的经济效益和良好的社会效益，因此，专家预测，玄武岩合成材料的制备将成为未来迅速崛起的新兴材料产业之一。

玄武岩合成材料是由玄武岩纤维与不同的材料结合或通过不同的设计方法得到的制品，其产品种类繁多，以玄武岩纤维纱为例，我们知道，玄武岩纤维纱是由多根连续玄武岩纤维原丝经一次加捻而成的纱线，大体可以分为制造用纱和其他工业用纱，应用领域有：缠绕制取各种耐高温、耐超低温、耐化学腐蚀、耐高压的管道、储罐、气瓶，编织各种方格布、土工布用作建筑的修补和加固，还可用作防弹防护材料、防火材料布等等，在实际制作过程中，为保证玄武岩合成制品具有更好的使用性能，还会对玄武岩合成制品的表面进行涂层，如专利文献CN203888292U（一种具有耐火功能的面料，2014.10.22），在实际操作过程中，对涂层使用的浆料要求如下：

1）能提高玄武岩纤维制品的多种性能，如：提高其气密性、防水性、耐温性、抗化学性、防辐射等等；

2）浆料具有良好的延展性，能均匀的涂覆在玄武岩纤维制品的表面；

3）浆料的组成物中无有害物质的挥发，使用环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玄武岩纤维防火布的制备方法，使用涂层浆料对玄武岩纤维原丝制作而成的玄武岩纤维布进行表面涂层，制备得到的玄武岩纤维防火布不仅具有优良的耐低温和耐高温性能，而且还具有低容量、低导热、抗热震、耐化学腐蚀、拉伸强度和弹性模量高等优点，应用领域广泛，可用于制造化工、冶金、军工领域等的通风防火和防护用品，如消防头盔、护颈织物等，还可适用于避火消防服、隔火帘、防火毯、防火包、电焊防火布围墙等。

本发明通过下述技术方案实现：一种玄武岩纤维防火布的制备方法，包括如下步骤：

A：使用连续玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱；

B：将玄武岩纤维细纱编织成玄武岩纤维布；

C：在玄武岩纤维布表层涂覆涂层浆料，制成玄武岩纤维防火布。

本发明涉及的表面涂层是对玄武岩纤维布进行的耐高温和无毒害的涂层处理，处理后得到的玄武岩纤维防火布为不燃材料，并满足在1000℃火焰下作用不变形、不爆炸，耐火持续时间在1h以上，也可在潮湿、蒸汽、烟雾、含化学气体的环境中起到防护作用。

进一步的，在所述的步骤A中，由连续玄武岩纤维原丝加捻制成的玄武岩纤维细纱的单根直径为7.5～8.2μm，在本发明中，由玄武岩纤维细纱编织制得的玄武岩纤维防火布有平纹布、缎纹布等形式。

本发明涉及的涂层浆料能够提高玄武岩纤维布的表面性能、力学性能和复合材料性能等，在所述的步骤C中，涂覆使用的涂层浆料包含下述组分：成膜剂3～4.5%、润滑剂0.2～0.7%、抗静电剂0.1～0.3%、偶联剂0.2～0.7%。

所述涂层浆料的制备步骤如下：

a：将成膜剂、润滑剂、抗静电剂与用水混合制成浓度为60～72%的乳液；

b：用pH值为3～4的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为（20～40）：（1～2.5）；

c：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得涂层浆料。

进一步的，所述涂层浆料的固含量控制在4.2～7.5%。

所述的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.15～0.75μm，浓度控制在45～52%，配制简单，可接触压成型，适宜大规模应用，且无低分子挥发物产生，使用环保、安全。

进一步的，所述的偶联剂包括KH550偶联剂、KH570偶联剂、KH350偶联剂中的一种或多种。

本发明涉及的润滑剂具有良好的润滑效果，所述的润滑剂是使用水配制而成的浓度为50～60%的混合液，所述的润滑剂为脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸中的一种或两种以上组成的混合物。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明涉及的涂层浆料对玄武岩纤维布进行表层处理后得到的玄武岩纤维防火布，该玄武岩纤维防火布满足在1000℃火焰下作用不变形、不爆炸，耐火持续时间在1h以上，也可在潮湿、蒸汽、烟雾、含化学气体的环境中起到防护作用，应用领域广泛。

（2）本发明涉及的成膜剂是由环氧树脂为基料，与乳化剂缩合反应后制备得到聚合乳液，该聚合乳液粒径适中，与其他助剂结合后，表现出来良好的铺展性，能够提高玄武岩纤维的表面性能、力学性能以及复合材料性能，适用性强，使用环保、安全。

（3）本发明使用偶联剂的目的是做增粘剂使用，即可避免浸润剂体系中粒子集结及聚合物极具稠化，还可提高有机聚合物对强补填料的湿润性，通常情况下，使用的偶联剂在涂层浆料中所占的百分含量为8～15%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例提出了一种玄武岩纤维防火布的制备方法，包括如下步骤：

A：使用连续玄武岩纤维原丝加捻制成单根直径为7.5μm的玄武岩纤维细纱；

B：将玄武岩纤维细纱编织成玄武岩纤维布；

实施例2：

本实施例涉及的玄武岩纤维防火布的制备方法，包括如下步骤：

A：使用连续玄武岩纤维原丝加捻制成单根直径为8.2μm的玄武岩纤维细纱；

B：将玄武岩纤维细纱编织成玄武岩纤维布；

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上对涂层浆料进行了限定，在本实施例涉及的步骤C中，涂覆使用的涂层浆料包含下述组分：成膜剂3%、润滑剂0.2%、抗静电剂0.1%、偶联剂0.2%。

实施例4：

本实施例在实施例2的基础上对涂层浆料进行了限定，在本实施例涉及的步骤C中，涂覆使用的涂层浆料包含下述组分：成膜剂4.5%、润滑剂0.7%、抗静电剂0.3%、偶联剂0.7%。

实施例5：

本实施例在实施例3的基础上提出了涂层浆料的制备过程，步骤如下：

a：将成膜剂、润滑剂、抗静电剂与用水混合制成浓度为60%的乳液；

b：用pH值为3的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为20：1；

c：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得固含量为4.2%的涂层浆料。

实施例6：

本实施例在实施例4的基础上提出了涂层浆料的制备过程，步骤如下：

a：将成膜剂、润滑剂、抗静电剂与用水混合制成浓度为72%的乳液；

b：用pH值为4的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为40：2.5；

c：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得固含量为7.5%的涂层浆料。

实施例7：

本实施例与实施例5的区别在于：本实施例涉及的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.15μm，浓度控制在45%。

实施例8：

本实施例与实施例6的区别在于：本实施例涉及的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.75μm，浓度控制在52%。

实施例9：

本实施例与实施例7的区别在于：本实施例涉及的偶联剂为质量比为1：1：1的KH550偶联剂、KH570偶联剂和KH350偶联剂组成，本实施例使用的偶联剂在涂层浆料中所占的百分含量为15%。

本实施例涉及的润滑剂是使用水配制而成的浓度为50%的混合液，润滑剂为脂肪酸酰胺。

实施例10：

本实施例与实施例7的区别在于：本实施例涉及的偶联剂为KH550偶联剂，本实施例使用的偶联剂在涂层浆料中所占的百分含量为8%。

本实施例涉及的润滑剂是使用水配制而成的浓度为60%的混合液，润滑剂为质量比为1：2：1：1的脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸组成的混合物。

实施例11：

本实施例的玄武岩纤维防火布是采用连续玄武岩纤维原丝经加捻制成7.6μm的玄武岩纤维细纱后，再经编织制得玄武岩纤维布后经表面涂层而制得，其中，表面涂层使用的涂层浆料包含下述组分：

成膜剂3.5%，由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，聚合乳液的粒径为0.35μm，浓度控制在48%；

润滑剂0.5%，使用水配制而成的浓度为55%的混合液，润滑剂为质量比为1：3的合成酯和羧酸组成的混合物；

抗静电剂0.22%；

偶联剂0.64%，包括质量比为3：2的KH550偶联剂和KH570偶联剂；

上述涂层浆料的配制方法如下：

B：用pH值为3.7的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为30：1.3；

C：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得固含量为5.8%的涂层浆料。

实施例12：

本实施例的玄武岩纤维防火布是采用连续玄武岩纤维原丝经加捻制成7.9μm的玄武岩纤维细纱后，再经编织制得玄武岩纤维布后经表面涂层而制得，其中，表面涂层使用的涂层浆料包含下述组分：

成膜剂3.8%，由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.45μm，浓度控制在47%；

润滑剂0.4%，使用水配制而成的浓度为50～60%的混合液，润滑剂为合成酯；

抗静电剂0.25%；

偶联剂0.65%，选用KH570偶联剂；

上述涂层浆料的配制方法如下：

A：将成膜剂、润滑剂、抗静电剂与用水混合制成浓度为67%的乳液；

B：用pH值为3.2的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为33：1.6；

C：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得固含量为5.1%的涂层浆料。

实施例13：

本实施例的玄武岩纤维防火布是采用连续玄武岩纤维原丝经加捻制成7.7μm的玄武岩纤维细纱后，再经编织制得玄武岩纤维布后经表面涂层而制得，其中，表面涂层使用的涂层浆料包含下述组分：

成膜剂4.3%，由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.41μm，浓度控制在50%；

润滑剂0.62%，使用水配制而成的浓度为50～60%的混合液，润滑剂选用质量比为2：3：1的脂肪酸酰胺、聚酯和羧酸组成的混合物；

抗静电剂0.18%；

偶联剂0.36%，选用KH350偶联剂；

上述涂层浆料的配制方法如下：

A：将成膜剂、润滑剂、抗静电剂与用水混合制成浓度为62%的乳液；

B：用pH值为3的水对偶联剂进行水解，控制水与偶联剂的按质量比为35：1.7；

C：将步骤A和B制得的物料混合并搅拌均匀后，制得固含量为6.8%的涂层浆料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

A：使用连续玄武岩纤维原丝加捻制成玄武岩纤维细纱；

B：将玄武岩纤维细纱编织成玄武岩纤维布；

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：在所述的步骤A中，由连续玄武岩纤维原丝加捻制成的玄武岩纤维细纱的单根直径为7.5～8.2μm。

3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：在所述的步骤C中，涂覆使用的涂层浆料包含下述组分：成膜剂3～4.5%、润滑剂0.2～0.7%、抗静电剂0.1～0.3%、偶联剂0.2～0.7%。

4.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：所述涂层浆料的制备步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：所述涂层浆料的固含量控制在4.2～7.5%。

6.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：所述的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液，所述聚合乳液的粒径为0.15～0.75μm，浓度控制在45～52%。

7.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：所述的偶联剂包括KH550偶联剂、KH570偶联剂、KH350偶联剂中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维防火布的制备方法，其特征在于：所述的润滑剂是使用水配制而成的浓度为50～60%的混合液，所述的润滑剂为脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸中的一种或两种以上组成的混合物。