CN108793774A - 一种阻水玻璃纱生产工艺及其专用生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阻水材料技术领域，特别涉及一种阻水玻璃纱生产工艺，步骤如下：备原材料、配置阻水溶液和胶液：原材料为玻璃纤维，阻水溶液包括水35份、丙烯酸5份、30%浓度的氢氧化钠水溶液2‑2.5份、交联剂0.1‑0.15份、引发剂0.1‑0.2份、助剂，胶液包括水150份、固含量50%的聚丙烯酸酯乳液10份；第一次浸轧；烘干；第二次浸轧；再次烘干；牵伸；收卷。烘干后的阻水溶液和胶液形成双层阻水结构，提高了阻水玻璃纱的吸水膨胀速度和密封阻水性能。多次烘干处理及温度控制，使阻水溶液及胶液内的各组分发生反应，提高了阻水玻璃纱的各项物理/化学性能。整套工艺流程易于控制，无需特种设备，生产成本较低。

Description

一种阻水玻璃纱生产工艺及其专用生产设备

技术领域

本发明涉及阻水材料技术领域，特别涉及一种阻水玻璃纱生产工艺及其专用生产设备。

背景技术

阻水玻璃纤维纱是一种新型的非金属光缆加强件，在光缆尤其是干式光缆中得到广泛应用。在通讯光缆敷设和布线的过程中，有时会受到水和湿气的影响，如果水及湿气侵入光缆内部，会严重影响到光缆传输讯号的质量。为解决上述问题，保证光缆的安全运行及延长使用寿命，目前通常采用以下几种方式防水挡潮：1、在光缆内部填充触变型油膏，该类材料均为油性材料，填充量大，成本高，而且难以清洁，容易污染环境，还会导致光缆的自重过重；2、在内外护套间采用热熔胶阻水环，这种方法工艺复杂繁琐，目前仅有少数厂家能够实现；3、采用干性膨胀粉阻水材料，这种方法工艺要求高、材料用量大，成本高，光缆的自重也大。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻水玻璃纱生产工艺及其专用生产设备，生产出的阻水玻璃纱具有吸水膨胀速度快，密封阻水性能好，成本低的特点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种阻水玻璃纱生产工艺，步骤如下：

S1.备原材料、配置阻水溶液和胶液：原材料为玻璃纤维，阻水溶液包括水35份、丙烯酸5份、30%浓度的氢氧化钠水溶液2-2.5份、交联剂0.1-0.15份、引发剂0.1-0.2份、助剂，胶液包括水150份、固含量50%的聚丙烯酸酯乳液10份；

S2.放丝架放出玻璃纤维；

S3.第一次浸轧：玻璃纤维浸入阻水溶液；

S4.第一次烘干：玻璃纤维依次经过140℃、130℃、115℃、120℃、130℃的温度烘干；

S5.第二次浸轧：玻璃纤维浸入胶液；

S6.第二次烘干：玻璃纤维依次经过130℃、120℃、115℃、130℃、140℃的温度烘干；

S7.第三次烘干：玻璃纤维依次经过140℃、130℃、115℃、120℃、130℃的温度烘干；

S8.牵伸：玻璃纤维通过辊轴牵引装置；

S9.收卷玻璃纤维。

通过采用上述技术方案，阻水溶液烘干后包裹玻璃纤维，胶液烘干后形成表面保护层，双层阻水结构提高了阻水玻璃纱的吸水膨胀速度和密封阻水性能。多次烘干处理及温度控制，使阻水溶液及胶液内的各组分发生反应，提高了阻水玻璃纱的各项物理/化学性能。整套工艺流程易于控制，无需特种设备，因此生产成本较低。

优选的，玻璃纤维运动速度为32-35 m/min。

通过采用上述技术方案，该速度可同时保证生产效率和烘干效果。

优选的，30%浓度的氢氧化钠水溶液中和度为60%-80%。

通过采用上述技术方案，可提高阻水玻璃纱的抗酸碱能力，提高其在恶劣环境中的使用寿命。

优选的，交联剂为丙烯酰胺或N,N-亚甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸羟乙酯。

通过采用上述技术方案，上述几种交联剂可促进高分子材料的改性，显著提高高分子材料的耐热性、光学性能和工艺加工性能等。

优选的，引发剂为硫酸钾或过硫酸铵。

通过采用上述技术方案，引发剂可引发各组分之间的氧化还原反应，可提高阻水玻璃纱的性能。

优选的，包括S4、S6、S7中用于烘干的热风烘燥机，热风烘燥机包括5组共15米长的烘箱，每组烘箱从上至下设有三层烘房。

通过采用上述技术方案，玻璃纤维三次烘干可依次从三层烘房通过，减少了设备投入，一套热风烘燥机即可完成三次烘干工序。

优选的，相邻烘箱连接处隔有隔热门板，隔热门板与烘箱结合处设有密封元件，热风烘燥机进出口处设有气封室，气封室内设有可随轨道移动的封板。

通过采用上述技术方案，提高了热风烘燥机的热能利用率，有效降低了生产加工成本。

优选的，每个烘房内均设有温度探头和酒精燃烧器。

通过采用上述技术方案，温度探头检测烘房温度，将信号传递至温控模块，信号与设定值比较后，温控模块发出电信号给燃烧器，通过控制燃烧器的火焰大小，控制输出的热量大小，从而达到温度自动控制的目的，且控制精度高。

优选的，每组烘箱内均设有风机，一组烘箱内的三层烘房之间隔有风门，风机连接若干朝向玻璃纤维的喷嘴，若干喷嘴在玻璃纤维上方和下方交错排列。

通过采用上述技术方案，可使热气流产生特别的气垫效果，使阻水玻璃纱通过时产生平缓的漂浮效果，从而使阻水玻璃纱在定型过程中能够保持松弛，可有效改善成品手感，获得理想的定型效果，同时充分保证阻水玻璃纱烘燥的均匀性。

优选的，烘箱顶部设有排气装置，排气口处设有可调流量的气门，风机的出风口设有过滤装置。

通过采用上述技术方案，用户可根据需要调节气门，从而设定排气量，可合理排出烘箱内的湿气，有效提高烘燥效率及热能的利用率。过滤装置可确保从风机喷出气流的清洁度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.烘干后的阻水溶液和胶液形成双层阻水结构，提高了阻水玻璃纱的吸水膨胀速度和密封阻水性能。多次烘干处理及温度控制，使阻水溶液及胶液内的各组分发生反应，提高了阻水玻璃纱的各项物理/化学性能。整套工艺流程易于控制，无需特种设备，生产成本较低。

2. 温度探头检测烘房温度，将信号传递至温控模块，信号与设定值比较后，温控模块发出电信号给燃烧器，通过控制燃烧器的火焰大小，控制输出的热量大小，从而达到温度自动控制的目的，且控制精度高。

附图说明

图1是阻水玻璃纱生产工艺的专用生产设备的整体结构示意图；

图2是图1中A部放大图；

图3是图1中B部放大图。

图中，1、玻璃纤维；2、热风烘燥机；21、烘箱；3、隔热门板；4、排气装置；41、排气口；5、气封室；51、轨道；52、封板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例：一种阻水玻璃纱生产工艺，步骤如下：

第一步：备原材料，原材料为120卷玻璃纤维；配置阻水溶液，阻水溶液为35份水、5份丙烯酸、2-2.5份30%浓度的氢氧化钠水溶液（中和度控制在60%-80%）、0.1-0.15份交联剂（可选丙烯酰胺、N，N-亚甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯等）、0.1-0.2份引发剂（可选过硫酸钾、过硫酸铵等）的混合物，阻水溶液中根据实际情况添加柔软剂、增稠剂、粘合剂等助剂；配置胶液，胶液为10份聚丙烯酸酯乳液（陶氏B-959乳液，固含量50%）和150份纯水的混合物。

第二步：将120卷玻璃纤维挂在放丝架上，放丝架边缘为进丝架，放丝速度为32-35m/min。

第三步：第一次浸轧，进丝架将120根玻璃纤维呈梳齿状排开后通过浸轧装置，浸轧装置上的辊轴将玻璃纤维压入阻水溶液中，出液的玻璃纤维还需经过辊轴的压轧，然后进入热风烘燥机。

第四步：第一次烘干，热风烘燥机内沿其长度方向上设有五组燃烧机，从玻璃纤维进线端到出线端，五组燃烧机在热风烘燥机内产生的环境温度分别为140℃、130℃、115℃、120℃、130℃。

第五步：第二次浸轧，玻璃纤维从热风烘燥机出线后，通过另一组浸轧装置，浸轧装置上的辊轴将玻璃纤维压入胶液中，出液的玻璃纤维还需经过辊轴的压轧，然后通过辊轴的变向作用重新进入热风烘燥机。

第六步：第二次烘干，玻璃纤维在热风烘燥机中依次经过130℃、120℃、115℃、130℃、140℃的温度烘干。

第七步：第三次烘干，玻璃纤维到达热风烘燥机的进线端时，再次通过辊轴变向后进入热风烘燥机，在热风烘燥机中依次经过140℃、130℃、115℃、120℃、130℃的温度烘干。

第八步：牵伸，经过三次烘干的玻璃纤维进入由五根辊轴构成的辊轴牵引装置进行牵伸。

第九步：牵伸完毕后玻璃纤维收卷至收线架的工字轮上。

上述工艺流程通过阻水溶液烘干后包裹玻璃纤维，胶液烘干后形成表面保护层，双层阻水结构提高了阻水玻璃纱的吸水膨胀速度和密封阻水性能。多次烘干处理及温度控制，使阻水溶液及胶液内的各组分发生反应，提高了阻水玻璃纱的各项物理/化学性能。整套工艺流程易于控制，无需特种设备，因此生产成本较低。

如图1所示，上述阻水玻璃纱生产工艺具有专用生产设备，包括用于第四步、第六步及第七步工艺中对玻璃纤维1进行烘干的热风烘燥机2。热风烘燥机2包括5组共15米长的烘箱21，相邻两组烘箱21之间隔有隔热门板3，隔热门板3与烘箱21结合处设有密封元件（密封条）。每组烘箱21包括从上至下如搭积木式搭接的三层相通的烘房，每个烘房内均设有温度探头和一套酒精燃烧器，温度探头检测烘房温度，将信号传递至温控模块，信号与设定值比较后，温控模块发出电信号给燃烧器，通过控制燃烧器的火焰大小，控制输出的热量大小，从而达到温度自动控制的目的，且控制精度高。

上述第四步工艺中，玻璃纤维1从左往右通过热风烘燥机2；上述第六步工艺中，玻璃纤维1从右往左返回并通过热风烘燥机2；上述第七步工艺中，玻璃纤维1再次从左往右通过热风烘燥机2。玻璃纤维1三次分别于三层烘房中通过热风烘燥机2。

每组烘箱21内均设有风机，风机的出风口装有可拆卸的过滤装置（如过滤网），过滤装置可确保从风机喷出气流的清洁度，而且方便拆洗。如图2所示，烘箱21顶部设有排气装置4，排气装置4的排气口41与烘箱21内部相通，排气口41处设有可调流量的气门，用户可根据需要调节气门，从而设定排气量，可合理排出烘箱21内的湿气，有效提高烘燥效率及热能的利用率。

一组烘箱21内的三层烘房之间隔有风门，气流可在三层烘房内循环，风机连接若干朝向玻璃纤维1喷气的喷嘴，若干喷嘴在玻璃纤维1上方和下方交错排列，可使热气流产生特别的气垫效果，使玻璃纤维1通过时产生平缓的漂浮效果，从而使阻水玻璃纱在定型过程中能够保持松弛，可有效改善成品手感，获得理想的定型效果，同时充分保证阻水玻璃纱烘燥的均匀性。

结合图2与图3，热风烘燥机2进出口处设有气封室5，气封室5内设有可沿轨道51移动的封板52，可提高保温效果，提高了热风烘燥机2的热能利用率，有效降低了生产加工成本。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种阻水玻璃纱生产工艺，其特征在于，步骤如下：

S1.备原材料、配置阻水溶液和胶液：原材料为玻璃纤维，阻水溶液包括水35份、丙烯酸5份、30%浓度的氢氧化钠水溶液2-2.5份、交联剂0.1-0.15份、引发剂0.1-0.2份、助剂，胶液包括水150份、固含量50%的聚丙烯酸酯乳液10份；

S2.放丝架放出玻璃纤维；

S3.第一次浸轧：玻璃纤维浸入阻水溶液；

S4.第一次烘干：玻璃纤维依次经过140℃、130℃、115℃、120℃、130℃的温度烘干；

S5.第二次浸轧：玻璃纤维浸入胶液；

S6.第二次烘干：玻璃纤维依次经过130℃、120℃、115℃、130℃、140℃的温度烘干；

S7.第三次烘干：玻璃纤维依次经过140℃、130℃、115℃、120℃、130℃的温度烘干；

S8.牵伸：玻璃纤维通过辊轴牵引装置；

S9.收卷玻璃纤维。

2.根据权利要求1所述的一种阻水玻璃纱生产工艺，其特征在于：玻璃纤维运动速度为32-35 m/min。

3.根据权利要求1所述的一种阻水玻璃纱生产工艺，其特征在于：30%浓度的氢氧化钠水溶液中和度为60%-80%。

4.根据权利要求1所述的一种阻水玻璃纱生产工艺，其特征在于：交联剂为丙烯酰胺或N,N-亚甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸羟乙酯。

5.根据权利要求1所述的一种阻水玻璃纱生产工艺，其特征在于：引发剂为硫酸钾或过硫酸铵。

6.根据权利要求1-5任一项所述的阻水玻璃纱生产工艺的专用生产设备，其特征在于：包括S4、S6、S7中用于烘干的热风烘燥机（2），热风烘燥机（2）包括5组共15米长的烘箱（21），每组烘箱（21）从上至下设有三层烘房。

7.根据权利要求6所述的专用生产设备，其特征在于：相邻烘箱（21）连接处隔有隔热门板（3），隔热门板（3）与烘箱（21）结合处设有密封元件，热风烘燥机（2）进出口处设有气封室（5），气封室（5）内设有可随轨道（51）移动的封板（52）。

8.根据权利要求6所述的专用生产设备，其特征在于：每个烘房内均设有温度探头和酒精燃烧器。

9.根据权利要求6所述的专用生产设备，其特征在于：每组烘箱（21）内均设有风机，一组烘箱（21）内的三层烘房之间隔有风门，风机连接若干朝向玻璃纤维（1）的喷嘴，若干喷嘴在玻璃纤维（1）上方和下方交错排列。

10.根据权利要求9所述的专用生产设备，其特征在于：烘箱（21）顶部设有排气装置（4），排气口（41）处设有可调流量的气门，风机的出风口设有过滤装置。