CN107627682B - 一种一体化硅橡胶复合布制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化硅橡胶复合布制备方法，包括，S1：提供一中间织物；S2：将所述中间织物浸渍于硅橡胶原液中；S3：计量经步骤S2处理后的中间织物中硅橡胶原液浸渍量，并依据预定计量标准去除多余的所述硅橡胶原液；S4：于经步骤S3处理后的中间织物的上、下表面各贴合一表面织物，形成织物复合层结构；S5：对所述织物复合层结构进行热压缩脱泡硬化处理，形成一体化硅橡胶复合布。依据上述方法能够实现织物硅橡胶层之间一体化结合，有效避免了现有硅橡胶复合布生产中由于有机粘合剂使用带来的环境污染问题，降低原料生产成本，并增强了复合层之间的结合力，提高了硅橡胶复合布的抗拉伸强度和抗脱层强度，进一步拓宽硅橡胶合布的工业应用范畴。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅橡胶复合布制备工艺领域，具体涉及一种一体化硅橡胶复合布制备方法。
背景技术
硅橡胶复合布，是一种由硅橡胶和各种织布材料复合而成新型复合材料，具有耐酸碱、耐磨、耐高低温性能、高绝缘性能等优点，被广泛应用于航天、化工、大型发电设备、机械、治金非金属膨胀节(补偿器)等领域。
目前市场上广泛使用的硅橡胶复合布，通常是在织物表面涂覆一层粘连剂，再通过加压设备合布而成。依据现有的制备工艺，在硅橡胶合布大规模的工业生产中，就需要使用大量的有机粘合剂，生产成本高，而且生产过程中有机物的残留和有毒气体的释放，对自然环境污染严重。此外，现有制备工艺中，织物与硅橡胶之间的结合只能在借助粘合剂在表面形成化学键连接，这种表面结合方式就会造成织物与硅橡胶之间坚固性不高，使用过程中容易脱落分离的问题，进一步限制了硅橡胶合布的工业适用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种制备工艺简单、生产原料环保的硅橡胶合布制备方法，利用硅橡胶的自身热硬化交联反应，使织物与硅橡胶在微观分子结构上实现一体化结合，从而得到抗拉伸强度高，适用范围更广的一体化硅橡胶复合布。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种一体化硅橡胶复合布制备方法，主要包括如下步骤：
S1：提供一中间织物；
S2：将所述中间织物浸渍于硅橡胶原液中；
S3：计量经步骤S2处理后的中间织物中硅橡胶原液浸渍量，并依据预定计量标准去除多余的所述硅橡胶原液；
S4：于经步骤S3处理后的中间织物的上、下表面各贴合一表面织物，形成织物复合层结构；
S5：对所述织物复合层结构进行热压脱气、热硬化处理，形成一体化的硅橡胶复合布。
依据上述制备方法，中间织物在浸渍适量的硅橡胶原液后，分别在中间织物的上、下表面各贴合一表面织物，使所述硅橡胶原液浸透中间织物和表面织物，形成织物复合层结构，再经热压脱泡，脱去所述织物复合层结构中的气泡，使所述硅橡胶原液更加充分地填充在中间织物和表面织物的空隙之中，并经进一步的加热处理，利用硅橡胶原液中的分子产生自硬化交联反应，完成织物与硅橡胶之间在微观分子结构上的一体化高度接合，从而增强硅橡胶合布中织物与硅橡胶之间的结合强度，进一步提高硅橡胶合布的抗拉伸和抗脱落性。
优选地，所述步骤S2中去除多余的硅橡胶原液是通过挤胶辊装置挤压以进行去除。所述挤压辊装置依据预先调试好的计量标准，对浸渍硅橡胶原液的中间织物施加固定强度的压力，从而去除中间织物中多余的硅橡胶原液，使预留下的适量的硅橡胶原液能够刚好浸透表面织物。通过挤胶辊防止织物中残留过多硅橡胶原液在后续热压处理时流入机械中造成原料浪费，同时避免过多硅橡胶聚合导致最终制得的硅橡胶合布中硅橡胶厚度过大，影响合布的使用性能。
优选地，所述硅橡胶原液是无溶剂硅橡胶的溶液。
优选地，所述硅橡胶原液的粘度为2,000cps至25,000cps之间，进一步优选粘度分布在3,000cps至15,000cps之间的硅橡胶原液。当硅橡胶原液的粘度超过25,000cps，则容易使含浸硅橡胶原液后的中间织物在传送过程中的阻力过大，降低生产效率，还容易造成硅橡胶对装置表面的粘附，造成原料的浪费。当硅橡胶原液粘度小于2,000cps时，则容易因硅橡胶原液粘度不够，难以将表面织物成功合布在中间织物表面。选用粘度2,000cps至25,000cps之间的硅橡胶原液，特别是粘度为3,000cps至15,000cps之间的硅橡胶原液，硅橡胶分子量小，粘度合适，便于加工成型，并有利于后期热压硬化后硅橡胶合布的柔软性保证。
优选地，所述步骤S4是通过合布装置同时在所述中间织物的上、下表面分别贴合上表面织物和下表面织物；在合布装置的挤压作用下，使所述上表面织物和所述下表面织物浸满所述中间织物中含浸的所述硅橡胶原液，形成织物复合层结构。当挤压的时候中间织物层上的硅橡胶原液向上下表面蔓延流动，使得三层结构的复合布整体浸渍满硅橡胶原液，如此的都浸满硅橡胶原液的复合布再经过后续进一步处理可形成一体化结构。
其中，所述中间织物、所述上表面织物以及所述下表面织物均选用针织物，选为涤纶材质的织物，更优选100％涤纶材质的织物。所述针织物都是以纬纱顺次横向编织形成线圈相互串套连结而成的，具有极好的延伸性和弾性,透气性，并且在相同抗撕裂强度要求下，所述针织物的用量要求比机织物用量少50％克重，进一步降低了原料成本。相比现有玻璃纤维织物材质而言，涤纶的柔韧性和抗撕裂性能更好，并且涤纶属于典型的可再生环保面料，可再生性强。因此，优选涤纶作为织物成分不仅使制得的硅橡胶复合布的弹性、透气性和柔韧性更好，还更利于环保。
优选地，所述步骤S5中利用脱泡热压辊对所述织物复合层结构进行滚压脱气，并在滚压脱气的过程中在烘道内受热发生热硬化自交联反应，从而固化形成一体化的硅橡胶复合布。
优选地，所述步骤S5中热硬化处理的温度为150℃～200℃，热硬化处理的时间控制在2分钟至10分钟之间。申请人经反复对比实验发现，当热硬化温度超过200℃，且加热时间少于2分钟时，则会导致硅橡胶液体硬化反应过度，使最终制得的硅橡胶复合布过于硬化甚至出现老化现象，大大降低其柔软性，限制硅橡胶复合布的使用性能。当热硬化温度低于150℃且反应时间超过10分钟时，则会导致硅橡胶原液中分子结构自交联程度低，导致最后制得的硅橡胶复合布硬度不够，难以成型，耐摩擦和耐酸碱性能降低。优选地，热硬化处理温度为160℃至180℃，处理时间为6至8分钟，使浸渍硅橡胶原液的织物复合层在烘道内的热交联反应前期过程中，有足够的时间经热压缩辊充分滚压脱气，让硅橡胶原液充分浸渍到织物中，再逐渐受热完成硅橡胶热交联，形成充分一体化高度结合的硅橡胶复合布。
进一步，依据本发明所述的一体化硅橡胶发热体制备方法，可用于硅橡胶复合布发热体的制备，其中所述中间织物为具有发热功能的织物结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明方法中，利用硅橡胶原液的热硬化交联反应，完成织物与硅橡胶之间一体化结合，取代现有合布制备工艺中有机粘合剂的使用，降低原料生产成本。
2.依据本发明方法制备的硅橡胶复合布，硅橡胶与织布之间实现在微观分子结构上的一体化结合，相比现有硅橡胶合布只能依靠粘合剂在织布表面结合而言，依据本发明方法制备的一体化高接合的硅橡胶合布，在保持较好柔软性和耐磨耐酸碱腐蚀性能下，有效提高了抗拉伸强度和抗脱落强性能，进一步拓宽了硅橡胶复合布的适用领域。
3.本发明所述制备方法中，所用织物和硅橡胶原液均为环保材料，无需添加其他有机物质，增强了硅橡胶复合布生产工艺的环境友好性，更加符合可持续发展战略要求。
4.本发明所述制备方法，进一步简化硅橡胶复合布的制备工艺步骤，提高了生产效率。
附图说明：
图1为本发明所述制备方法流程示意图。
图2为本发明方法中所用的硅橡胶复合布制备装置示意图。
其中，A-上表面织物，B-中间织物，C-下表面织物，D-硅橡胶原液，1-导向辊，2-浸渍辊，3-浸渍槽，4-挤胶辊，5-合布辊，6-脱气热压缩辊，7-烘道，8-牵引装置。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
采用如图2所示的装置制备复合布，提供一涤纶材质针织物作为中间织物(B)，该中间织物(B)经导向辊(1)，被传送进入装满硅橡胶原液的浸渍槽(3)内，在浸渍辊(2)滚压作用下，使该中间织物充分浸渍到粘度为2,000cps至25,000cps之间的硅橡胶原液中，浸渍足量硅橡胶原液后，中间织物(B)离开浸渍槽(3)被传送进入挤胶辊(4)间隙中，经挤胶辊(4)上下挤压除去多余的硅橡胶原液，使中间织物(B)中含浸的硅橡胶原液含量控制在50g/m2-300g/m2范围内；再将经挤胶辊(2)挤压后的中间织物(B)传送进入合布装置中，分别向中间织物的上、下表面提供一100％涤纶材质针织物的表面织物的上表面织物(A)和下表面织物(D)，并在合布辊(5)的碾压作用下，使中间织物(B)中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物(A和C)，形成织物复合层结构；该织物复合层结构再被输送到烘道(7)内，经设置在烘道内部的脱气热压缩辊(6)挤压脱气，让硅橡胶原液更充分地填充到织物复合层的空隙中，并控制牵引装置(8)的传送速度，让该织物复合层浸渍的硅橡胶原液在150℃～200℃的烘道(7)内持续受热2-10分钟过程中发生热硬化自交联反应，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
实施例2
提供一100％涤纶材质针织物作为中间织物，将该中间织物含浸到粘度为5,000cps的硅橡胶原液中，再用挤胶辊依照向含浸硅橡胶原液的中间织物施加固定压力，并挤压除去多余的硅橡胶原液，使中间织物中含浸的硅橡胶原液含量保持在预定的含浸标准含量控制在50g/m2-100g/m2范围内；之后将含浸适量硅橡胶原液的中间织物的上、下表面分别提供一100％涤纶材质针织物作为表面织物，在合布辊的碾压作用下，使中间织物中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物，形成织物复合层结构；再将该织物复合层结构输送到热压缩脱气烘道内，在脱气热压缩辊挤压作用下，除去该织物复合层中的气泡，使硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，并使脱气后的织物复合层在150℃的烘道内持续受热9分钟，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
实施例3
提供一100％涤纶材质针织物的中间织物，将该中间织物含浸到粘度为10,000cps的硅橡胶原液中，再用挤胶辊挤压中间织物施加固定去除多余的硅橡胶原液，使中间织物中含浸的硅橡胶原液含量控制100g/m2-150g/m2范围内；之后将含浸适量硅橡胶原液的中间织物的上、下表面分别100％涤纶材质针织物作为表面织物，并在合布辊的滚压作用下，使中间织物中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物，形成织物复合层结构；再将该织物复合层结构输送到热压缩脱泡装置中，在热压缩辊挤压作用下，除去该织物复合层中的气泡，硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，并使织物复合层热压脱气过程中在120℃的烘道持续受热6分钟，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
实施例43
提供一100％涤纶材质针织物的中间织物，将该中间织物含浸到粘度为5,000cps的硅橡胶原液中，再用挤胶辊挤压中间织物施加固定去除多余的硅橡胶原液，使中间织物中含浸的硅橡胶原液含量控制在150g/m2-200g/m2范围内；之后将含浸适量硅橡胶原液的中间织物的上、下表面分别100％涤纶材质针织物作为表面织物，并在合布辊的滚压作用下，使中间织物中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物，形成织物复合层结构；再将该织物复合层结构输送到热压缩脱泡装置中，在热压缩辊挤压作用下，除去该织物复合层中的气泡，硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，并在热压脱气过程中使该织物复合层中的硅橡胶原液在200℃的烘道(7)内持续受热2分钟，发生热硬化自交联反应，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
实施例5
提供一100％涤纶材质针织物作为中间织物，将该中间织物含浸到粘度为5,000cps的硅橡胶原液中，再用挤胶辊依照向含浸硅橡胶原液的中间织物施加固定压力，并挤压除去多余的硅橡胶原液，使中间织物中含浸的硅橡胶原液含量保持在预定的含浸标准含量控制在200g/m2-250g/m2范围内；之后将含浸适量硅橡胶原液的中间织物的上、下表面分别提供一100％涤纶材质针织物作为表面织物，在合布辊的碾压作用下，使中间织物中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物，形成织物复合层结构；再将该织物复合层结构输送到热压缩脱泡装置中，在热压缩辊挤压作用下，除去该织物复合层中的气泡，使硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，，使硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，并在热压脱气的过程中在180℃的烘道持续受热4分钟，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
实施例6
提供一100％涤纶材质针织物作为中间织物，将该中间织物含浸到粘度为5,000cps的硅橡胶原液中，再用滚胶辊依照向含浸硅橡胶原液的中间织物施加固定压力，并挤压除去多余的硅橡胶原液，使中间织物中含浸的硅橡胶原液含量保持在预定的含浸标准含量控制在250g/m2-300g/m2范围内；之后将含浸适量硅橡胶原液的中间织物的上、下表面分别提供一100％涤纶材质针织物作为表面织物，在合布辊的碾压作用下，使中间织物中含浸的硅橡胶原液浸透入表面织物，形成织物复合层结构；再将该织物复合层结构输送到热压缩脱泡装置中，在热压缩辊挤压作用下，除去该织物复合层中的气泡，使硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，使硅橡胶原液更充分地填充到织物空隙中，并在热压脱气的过程中在160℃的烘道持续受热5分钟，从而制得一体化高接合的硅橡胶复合布。
对比例1
通过设置相应的对比例，验证加热温度对硅橡胶复合布的性能影响。
对比例1-1：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将加热温度变化为300℃。
对比例1-2：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将加热温度变化为100℃。
经检测发现，相比实验例3制得的硅橡胶复合布而言，对比例1-1制得的硅橡胶复合布柔韧性大大降低，可接受的形变曲度减小；对比例1-2制得的硅橡胶合布的柔韧性高，但耐腐蚀和耐磨性能减弱。
对比例2
通过设置相应的对比例，验证加热时间对硅橡胶复合布的性能影响。
对比例2-1：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将加热时间变化为1分钟。
对比例2-2：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将加热时间变化为20分钟。
经检测发现，相比实验例3制得的硅橡胶复合布而言，对比例2-1制得的硅橡胶复合布柔韧性高，但耐腐蚀和耐磨差性能减弱；对比例1-2制得的硅橡胶合布的柔韧性大大降低，可接受的形变曲度减小。
对比例3
通过设置相应的对比例，验证硅橡胶粘度对硅橡胶复合布的性能影响。
对比例3-1：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将硅橡胶原液粘度变化为1,000cps。
对比例3-2：采用与实施例3相同的工艺方法及参数进行超疏水弹性复合膜的制备，只是将硅橡胶原液粘度变化为30,000cps。
经检测发现，相比实验例3制得的硅橡胶复合布而言，对比例1-1制备过程中硅橡胶复合布不易成型，产品耐腐蚀和耐磨性能减弱；对比例1-2制备过程中硅橡胶原液不易控制，且制得的硅橡胶复合布产品，不够柔韧，抗拉伸裂变性差。
Claims (11)
1.一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：提供一中间织物；
S2：将所述中间织物浸渍于硅橡胶原液中；
S3：计量经步骤 S2 处理后的中间织物中硅橡胶原液浸渍量，并依据预定计量标准去除多余的所述硅橡胶原液；利用挤胶辊装置计量所述硅橡胶原液浸渍量，并通过挤压去除多余的所述硅橡胶原液；
S4：于经步骤S3 处理后的中间织物的上、下表面各贴合一表面织物，形成织物复合层结构；通过利用一合布装置同时在所述中间织物的上、下表面分别合布一上表面织物和下表面织物，并在合布装置的挤压作用下，使所述上表面织物和所述下表面织物浸满所述中间织物中浸渍的硅橡胶原液，形成织物复合层结构；
S5：对所述织物复合层结构进行热压缩脱泡硬化处理，形成一体化的硅橡胶复合布。
2.根据权利要求 1 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述预定计量标准指50g/m2至 300g/m2数值范围。
3.根据权利要求 1 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述硅橡胶原液的粘度为 2,000cps至 25,000cps之间。
4.根据权利要求 3 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述硅橡胶原液的粘度为 3,000cps~15,000cps。
5.根据权利要求 1 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述中间织物、所述上表面织物以及所述下表面织物均为针织物。
6.根据权利要求 5 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述针织物是涤纶材质的针织物。
7.根据权利要求 1 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述硅橡胶原液为无溶剂的硅橡胶液体。
8.根据权利要求 1 或 3 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述步骤S5 中利用脱泡热压缩辊对所述织物复合层结构进行滚压脱气，并在烘道内对所述脱泡后的织物复合结构进行热硬化处理。
9.根据权利要求 8 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述步骤S5 中热硬化的温度为 150℃~200℃，热硬化的时间控制在 2分钟至 10 分钟之间。
10.根据权利要求 1-7 中任一项所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述中间织物为具有发热功能的织物结构。
11.根据权利要求 8 所述的一种一体化硅橡胶复合布制备方法，其特征在于，所述中间织物为具有发热功能的织物结构。
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