CN109487434A - 一种基于碳纤维的吸音材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于碳纤维的吸音材料及其制备方法，吸音材料配方具体如下：以重量百分比计，包括碳纤维短切丝10‑40％，中空多孔碳纤维预氧丝30‑50％以及低熔点纤维20‑50％，将上述三种纤维经开松混合后，加工制成纤维网，加热融化低熔点部分，冷却，即得。本发明采用三种纤维混合的方式，通过对纤维性质、配比的优选，提供一种碳纤维可加工的制备方法，制备的吸音材料具有轻质、高强度、防霉防菌以及耐热等方面优良性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于碳纤维的吸音材料及其制备方法，属于吸音材料技术 领域。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对环境噪音的要求也越来越严格，吸音材料使 用量不断增大，使用场所越来越广，其中以棉纤维或玻璃纤维为主的吸音多孔 材料在汽车、建筑装饰等方面使用最为广泛，但是以棉纤维为主的吸音材料在 恶劣环境下的防霉防菌防腐性能较差，以玻璃纤维为的吸音材料又易引起皮肤 过敏，对人体健康有害，因此有必要研究一种性能更优越可适用于高低温、易 潮湿易腐蚀环境下的纤维类多孔材料，碳纤维不仅性能优越，又兼具纺织纤维 的柔软可加工性，作为新一代高性能纤维应用在吸音材料上，其前景不可小觑， 碳纤维短切丝本身为束状，质轻，滑爽、难分散，在斜帘输送结构上碳纤维无 法上帘，自身不具备成毡的生产条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以混合碳纤维制备轻质、高强 度、防霉防菌以及耐热的吸音材料及制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于碳纤维的吸音材料，以重量百分比计，包括碳纤维短切丝10-40％， 中空多孔碳纤维预氧丝30-50％以及低熔点纤维20-50％，将上述三种纤维经开松 混合后，加工制成纤维网，加热融化低熔点部分，冷却，即得。
进一步的，所述碳纤维短切丝长度为15～25mm，所述中空多孔碳纤维预氧 丝长度为38～55mm，所述低熔点纤维长度为38～55mm。
进一步的，所述碳纤维短切丝拉伸强度大于3500Mpa，电阻率为 1.0～1.6Ωcm，直径为7μm。
进一步的，所述中空多孔碳纤维预氧丝密度为1.4g/cm3，线密度为1～1.5g/m，强度为170～400MPa，极限氧指数为50～55。
进一步的，所述低熔点纤维细度为4～5旦，熔点为110～120℃，断裂伸长 率为40～50％。
一种基于碳纤维的吸音材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取如权利要求1-5任一项所述的三种纤维称重配比，混合，送入开松 机，经过开松混合后，定量打包；
(2)取定量混合纤维包，经开包机通过斜帘输送至精开松机，经精开松后， 送入棉箱；
(3)棉箱将纤维定量送入气流成网机制成纤维网；
(4)将纤维网送入烘箱，设定加热温度，使低熔点部分融化；
(5)将加热处理后的纤维网经冷却帘冷却定型；
(6)制成要求的吸音制品。
进一步的，步骤(1)以及步骤(2)中采用多级开松以提高混合效果。
本发明所达到的有益效果：本发明通过中空多孔碳纤维预氧丝以及低熔点 纤维与碳纤维充分混合，使碳纤维短切丝被碳纤维预氧丝及热塑型双组份低熔 点纤维包裹，使其能被带入上帘进行后续生产，有效改善了碳纤维材质可加工 性，针对单独使用碳纤维存在易导电可能导致在生产过程中损伤生产线中电气 设备的问题，通过混入不导电的碳纤维预氧丝来降低材料的导电性，使得生产 设备不受损伤，进而实现批量生产，进一步的改善了碳纤维的可加工性；通过 对三种材料性质的筛选，特别是纤维长度的选择，避免了纤维过短导致被吸风 吸走，过长可能缠绕机器的问题，更进一步改善了材料的可加工性，制成的吸 音材料结合了碳纤维与中空多孔碳纤维各自的优点，并通过三种纤维的组合改 善了各自加工存在的缺陷，制备的产品在降噪、强度、防霉防菌、耐热性方面 均有优良性能。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制 本发明的保护范围。
以下为三种纤维性能指标
①碳纤维短切丝技术指标：
碳含量：大于95％拉伸强度：3500MPa
拉伸模量：228GPa密度：1.75g/cm3
电阻率：1.0～1.6Ωcm纤维直径：7μm
标准长度：15mm-25mm
②中空多孔碳纤维预氧丝技术指标：
密度：1.4g/cm3 线密度：1～1.5g/m
强度：170～400MPa 极限氧指数：50～55
纤维长度在38～55mm
③双组份低熔点纤维技术指标：
细度：4～5旦 长度：38～55mm
熔点：110～120℃ 断裂伸长率：40～50％
采用上述纤维进行配比制备吸音材料。
具体工艺流程如下：
1.将①碳纤维短切丝、②中空多孔碳纤维预氧丝、③粘接纤维按重量百分比 人工称重配比，每次总量5kg，手工搅拌。
2.将搅拌后的纤维混合体一并喂入齿条式开松机喂入帘，经过一级开松和二 级开松；
3.上述①②③三种纤维得到充分预混合后的纤维经打包机打包后存放备用， 每包重量定在100±10kg；
4.打开混合纤维包，将混合纤维松散喂入开包机，通过斜帘输送至精开松；
5.纤维再经过两级精开松后由管道送入棉箱；
6.棉箱将纤维定量喂出到气流成网机成纤维网；
7.纤维网进入烘箱，加热区设定温度200±10℃，使热塑型低熔点纤维熔化， 碳纤维与碳纤维被粘结成具有一定密度和厚度的碳纤维多孔材料毡；
8.材料经冷却帘冷却定型；
9.切断机将碳纤维毡裁切成相应尺寸的片材，产品称重；
10.用刀模将碳纤维毡模切成各种形状的吸音制品，检验包装。
具体的，以下为不同配比的实施例。
实施例一：碳纤维短切丝10％，中空多孔碳纤维预氧丝40％，粘接纤维50％；
实施例二：碳纤维短切丝30％，中空多孔碳纤维预氧丝30％，粘接纤维40％；
实施例三：碳纤维短切丝40％，中空多孔碳纤维预氧丝40％，粘接纤维20％；
以下为对应实施例的性能参数
表1实施例一制备碳纤维毡性能参数
表2实施例二制备碳纤维毡性能参数
表3实施例三制备碳纤维毡性能参数
从表1、表2、表3结果可以看出，采用本发明制备的碳纤维毡有效结合了 碳纤维的优势，在拉伸强度、防霉菌性能、降噪性能以及耐热性、阻燃性方面 均具有优良的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变 形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于碳纤维的吸音材料，其特征是，以重量百分比计，包括碳纤维短切丝10-40％，中空多孔碳纤维预氧丝30-50％以及低熔点纤维20-50％，将上述三种纤维经开松混合后，加工制成纤维网，加热融化低熔点部分，冷却，即得。
2.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维的吸音材料，其特征是，所述碳纤维短切丝长度为15～25mm，所述中空多孔碳纤维预氧丝长度为38～55mm，所述低熔点纤维长度为38～55mm。
3.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维的吸音材料，其特征是，所述碳纤维短切丝拉伸强度大于3500Mpa，电阻率为1.0～1.6Ωcm，直径为7μm。
4.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维的吸音材料，其特征是，所述中空多孔碳纤维预氧丝密度为1.4g/cm3，线密度为1～1.5g/m，强度为170～400MPa，极限氧指数为50～55。
5.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维的吸音材料，其特征是，所述低熔点纤维细度为4～5旦，熔点为110～120℃，断裂伸长率为40～50％。
6.一种基于碳纤维的吸音材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)取如权利要求1-5任一项所述的三种纤维称重配比，混合，送入开松机，经过开松混合后，定量打包；
(2)取定量混合纤维包，经开包机通过斜帘输送至精开松机，经精开松后，送入棉箱；
(3)棉箱将纤维定量送入气流成网机制成纤维网；
(4)将纤维网送入烘箱，设定加热温度，使低熔点部分融化；
(5)将加热处理后的纤维网经冷却帘冷却定型；
(6)制成要求的吸音制品。
7.根据权利要求6所述的一种基于碳纤维的吸音材料的制备方法，其特征是，步骤(1)以及步骤(2)中采用多级开松以提高混合效果。
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