CN107354548A - 一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，包括如下步骤：（1）原丝处理、（2）酸液沥滤处理、（3）水洗处理、（4）烘干定型处理。本发明对高硅氧玻璃纤维纱的制备工艺进行了合理的改进处理，有效降低了工艺整体的复杂度和制造成本，同时又提升了成品玻璃纤维纱的强度、耐温性等使用性能，综合品质好，推广价值高。
Description
技术领域
本发明属于消防设备领域，具体涉及一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法。
背景技术
灭火毯又称消防被、灭火被、防火毯、消防毯、阻燃毯、逃生毯，其按照用途可分为：家庭用灭火毯、工业用灭火毯等。在火灾发生时，灭火毯能有效的对人体或物品进行隔离，大大降低了高温带来的危害，为火灾的救援和逃生争取了大量的时间，也是现有家庭中常见的消防备用品之一。灭火毯按照其制备的材质又可分为纯棉灭火毯、石棉灭火毯、高硅氧玻璃纤维灭火毯、碳素纤维灭火毯、陶瓷纤维灭火毯等。其中高硅氧玻璃纤维灭火毯主要由高硅氧玻璃纤维纱制成，其具有优异的耐温、耐烧蚀等性能，而被广泛应用，是灭火毯中比重较大的种类之一。高硅氧玻璃纤维纱的现有制备工艺多是先对高硅氧玻璃纤维原纱进行酸液沥滤处理，期间加热保持酸液达到一定温度（95℃左右），沥滤完成后再进行水洗干燥处理即可。此工艺在起始酸沥滤速度过快，容易引起反应产物 B2O3、Na2O 等在溶液中的浓度局部的过饱和而析出，从而导致产品强度下降的问题，对此申请号为：201210360048.4公开了一种高强高硅氧玻璃纤维纱的生产工艺，其对高硅氧玻璃纤维原纱先经过低温、稀酸的预沥滤，再经过正常的酸沥滤和水洗工艺，有效提升了成品产品的强度，但无论是现有技术还是上述方法，酸液的加热温度较高，其产生的腐蚀性较大，不利于生产加工环境的控制，且上述方式中的高温可带来纤维组织的膨胀，利于Na+等金属离子的析出，从而提高了SiO2等成分的含量，进而改善了纤维的耐温等品质，但高温会带来纤维组织松散、刻蚀严重的问题，进而又导致了整体强度下降的问题。而提升高硅氧玻璃纤维纱的强度性能对于灭火毯使用品质的提升具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）原丝处理：
将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺制成玻璃纤维原纱，然后将玻璃纤维原纱卷绕在纱框上制成纱卷备用；
（2）酸液沥滤处理：
将步骤（1）制备的纱卷放入到密闭罐内，向密闭罐内注入盐酸溶液将纱卷浸没，然后将密闭罐内压力增至0.6~0.7MPa，同时在密闭罐内设置电极，向盐酸溶液中施加交流电处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为55~65℃，共同处理2~3h后将纱卷取出备用；
（3）水洗处理：
将步骤（2）处理后的纱卷放入到温水中，不断搅拌清洗处理，40~50min后将纱卷取出放入常温水中，不断搅拌清洗处理，25~30min后将纱卷取出备用；
（4）烘干定型处理：
将步骤（3）处理后的纱卷放入干燥室内进行烘干处理，期间控制烘干的温度为120~130℃，处理30~40min后再将其取出放入热定型炉中进行热定型处理，加热保持温度为680~740℃，处理1~2h后取出即得成品。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为8~11%。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中的电流密度控制为3~5 A/m2。
进一步的，步骤（3）中所述的温水的温度为45~50℃。
进一步的，步骤（3）中所述的常温水的温度为22~24℃。
进一步的，步骤（4）中所述的烘干处理时控制空气相对湿度为30~35%，所述的热定型处理时控制空气相对湿度为55~60%。
现有方法中用于制备高硅氧玻璃纤维纱的常见原纱成分为三元钠硼硅酸盐玻璃纤维，在处理过程中需要对其进行酸液沥滤处理，主要是将三元系统玻璃成分的其它氧化物迁移进酸液中，只留下SiO2的含量，为了达到此目的通常将酸液的温度加热至90℃以上，但其又会不可避免的损害玻璃纤维结构，影响强度等性能，本发明在大量实践的基础上，对酸液沥滤处理进行了针对性的改进处理，其中将酸浸时的环境压力进行提升，促使了酸液对玻璃纤维内部的侵入酸解，同时在外力的作用下对玻璃纤维的结构破坏程度大大减小，同时还对酸液施加了交流电处理，交流电加快促进了溶液中的离子流动，一方面提升了酸液的沥滤效果，另一方面又能促使玻璃纤维内的Na+等离子的析出，从而提升了SiO2的含量，进而提高了成品整体的使用品质，在增压和交流电的配合使用下，避免了对酸液的过度加热，不仅能提升了作业的安全性，又改善了成品纤维的使用品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对高硅氧玻璃纤维纱的制备工艺进行了合理的改进处理，有效降低了工艺整体的复杂度和制造成本，同时又提升了成品玻璃纤维纱的强度、耐温性等使用性能，综合品质好，推广价值高。
具体实施方式
实施例1
一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）原丝处理：
将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺制成玻璃纤维原纱，然后将玻璃纤维原纱卷绕在纱框上制成纱卷备用；
（2）酸液沥滤处理：
将步骤（1）制备的纱卷放入到密闭罐内，向密闭罐内注入盐酸溶液将纱卷浸没，然后将密闭罐内压力增至0.6MPa，同时在密闭罐内设置电极，向盐酸溶液中施加交流电处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为55℃，共同处理2h后将纱卷取出备用；
（3）水洗处理：
将步骤（2）处理后的纱卷放入到温水中，不断搅拌清洗处理，40min后将纱卷取出放入常温水中，不断搅拌清洗处理，25min后将纱卷取出备用；
（4）烘干定型处理：
将步骤（3）处理后的纱卷放入干燥室内进行烘干处理，期间控制烘干的温度为120℃，处理30min后再将其取出放入热定型炉中进行热定型处理，加热保持温度为680℃，处理1h后取出即得成品。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为8%。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中的电流密度控制为3 A/m2。
进一步的，步骤（3）中所述的温水的温度为45℃。
进一步的，步骤（3）中所述的常温水的温度为22℃。
进一步的，步骤（4）中所述的烘干处理时控制空气相对湿度为30~35%，所述的热定型处理时控制空气相对湿度为55~60%。
实施例2
一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）原丝处理：
将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺制成玻璃纤维原纱，然后将玻璃纤维原纱卷绕在纱框上制成纱卷备用；
（2）酸液沥滤处理：
将步骤（1）制备的纱卷放入到密闭罐内，向密闭罐内注入盐酸溶液将纱卷浸没，然后将密闭罐内压力增至0.65MPa，同时在密闭罐内设置电极，向盐酸溶液中施加交流电处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为60℃，共同处理2.5h后将纱卷取出备用；
（3）水洗处理：
将步骤（2）处理后的纱卷放入到温水中，不断搅拌清洗处理，45min后将纱卷取出放入常温水中，不断搅拌清洗处理，28min后将纱卷取出备用；
（4）烘干定型处理：
将步骤（3）处理后的纱卷放入干燥室内进行烘干处理，期间控制烘干的温度为125℃，处理35min后再将其取出放入热定型炉中进行热定型处理，加热保持温度为710℃，处理1.5h后取出即得成品。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为10%。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中的电流密度控制为4 A/m2。
进一步的，步骤（3）中所述的温水的温度为48℃。
进一步的，步骤（3）中所述的常温水的温度为23℃。
进一步的，步骤（4）中所述的烘干处理时控制空气相对湿度为30~35%，所述的热定型处理时控制空气相对湿度为55~60%。
实施例3
一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，包括如下步骤：
（1）原丝处理：
将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺制成玻璃纤维原纱，然后将玻璃纤维原纱卷绕在纱框上制成纱卷备用；
（2）酸液沥滤处理：
将步骤（1）制备的纱卷放入到密闭罐内，向密闭罐内注入盐酸溶液将纱卷浸没，然后将密闭罐内压力增至0.7MPa，同时在密闭罐内设置电极，向盐酸溶液中施加交流电处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为65℃，共同处理3h后将纱卷取出备用；
（3）水洗处理：
将步骤（2）处理后的纱卷放入到温水中，不断搅拌清洗处理，50min后将纱卷取出放入常温水中，不断搅拌清洗处理，30min后将纱卷取出备用；
（4）烘干定型处理：
将步骤（3）处理后的纱卷放入干燥室内进行烘干处理，期间控制烘干的温度为130℃，处理40min后再将其取出放入热定型炉中进行热定型处理，加热保持温度为740℃，处理2h后取出即得成品。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为11%。
进一步的，步骤（2）中所述的盐酸溶液中的电流密度控制为5 A/m2。
进一步的，步骤（3）中所述的温水的温度为50℃。
进一步的，步骤（3）中所述的常温水的温度为24℃。
进一步的，步骤（4）中所述的烘干处理时控制空气相对湿度为30~35%，所述的热定型处理时控制空气相对湿度为55~60%。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在步骤（2）酸液沥滤处理中不对密闭罐进行增压处理，保持密闭罐内的压力为常压（0.1MPa），除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（2）酸液沥滤处理中不对盐酸溶液中施加交流电处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在步骤（2）酸液沥滤处理中不对密闭罐进行增压处理，保持密闭罐内的压力为常压（0.1MPa），同时不对盐酸溶液中施加交流电处理，采用常规的方法对纱卷进行酸液沥滤处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为95±1℃，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选用三元钠硼硅酸盐玻璃纤维作为原丝纤维，其中SiO2含量为73%、B2O3含量为20%、Na2O含量为7%，上述含量均为重量百分比含量，然后分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3所述的方法进行处理制备（各组成品纱的规格完全相同），最后对各组制得的成品纤维纱进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
| SiO2含量（%） | 断裂强力（N） | 高温线收缩率（1000℃）（%） | |
| 实施例2 | ≥97.5 | 80.8 | 1.2 |
| 对比实施例1 | ≥92 | 58.6 | 3.5 |
| 对比实施例2 | ≥88 | 52.1 | 4.8 |
| 对比实施例3 | ≥95 | 66.6 | 2.8 |
由上表1可以看出，本发明处理方法对应制得的高硅氧玻璃纤维纱的综合品质有很好的提升，其在灭火毯中的使用价值和性能突出，极具市场竞争力。
Claims (6)
1.一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原丝处理：
将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺制成玻璃纤维原纱，然后将玻璃纤维原纱卷绕在纱框上制成纱卷备用；
（2）酸液沥滤处理：
将步骤（1）制备的纱卷放入到密闭罐内，向密闭罐内注入盐酸溶液将纱卷浸没，然后将密闭罐内压力增至0.6~0.7MPa，同时在密闭罐内设置电极，向盐酸溶液中施加交流电处理，期间加热保持盐酸溶液的温度为55~65℃，共同处理2~3h后将纱卷取出备用；
（3）水洗处理：
将步骤（2）处理后的纱卷放入到温水中，不断搅拌清洗处理，40~50min后将纱卷取出放入常温水中，不断搅拌清洗处理，25~30min后将纱卷取出备用；
（4）烘干定型处理：
将步骤（3）处理后的纱卷放入干燥室内进行烘干处理，期间控制烘干的温度为120~130℃，处理30~40min后再将其取出放入热定型炉中进行热定型处理，加热保持温度为680~740℃，处理1~2h后取出即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的盐酸溶液中盐酸的质量分数为8~11%。
3. 根据权利要求1所述的一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的盐酸溶液中的电流密度控制为3~5 A/m2。
4.根据权利要求1所述的一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的温水的温度为45~50℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的常温水的温度为22~24℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于灭火毯的高强高硅氧玻璃纤维纱的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的烘干处理时控制空气相对湿度为30~35%，所述的热定型处理时控制空气相对湿度为55~60%。
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- 2017-07-15 CN CN201710577494.3A patent/CN107354548A/zh active Pending
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