CN109879636A - 一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维衬垫产品制作技术领域，特别是涉及一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，包括以下步骤：选用硅酸铝纤维，提纯后加水制成纤维浆料后匀浆，再采用专用的蛭石投料装置将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，匀浆分散，初步过滤，采用专用的衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，再施胶，微波烘干，即得膨胀型隔热支撑衬垫。本发明方法制备的衬垫相比基础型的膨胀型衬垫，产品高低温支撑力表现更加优秀且抗吹蚀能力强；在隔热效果，密封空隙，抗吹蚀等方面有更加优异的表现。

Description

一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法

技术领域

本发明涉及纤维衬垫产品制作技术领域，特别是涉及一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法。

背景技术

目前，中国已经成为世界上最大的汽车生产和销售国家，汽车行业成为支柱行业之一；在整个汽车产业链上，有非常多的配套生产服务的公司。而且，随着国家环保法规越来越严格，对汽车生产整体提出了很高的技术要求；特别是在发动机和排气处理方面，需要更先进的技术，更经济环保的材料，更合理的废弃处理方案。但是目前，国内的整体汽车制造和零部件制造还是落后于国外发达国家的技术，国内的公司实力也参差不齐，差别很大；在三元催化器支撑衬垫这块，国内也主要是被三家美资和日资公司垄断。国内的一些其他小公司技术实力与他们差距非常大。

虽然这种陶瓷纤维衬垫只是其中一个很小的零部件，但是它在后处理系统中的作用却是非常重要的。主要作用包括对载体提供支撑力，气密作用，隔热，隔音等。所以，对这种零部件的技术要求是很高的。

现有的膨胀型衬垫产品，高低温支撑力表现较为薄弱，抗吹蚀能力较弱，隔热效果不甚理想，缝隙的密封性能方面也较为欠缺。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，可以完全解决上述技术问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，包括以下步骤：

(1)选择喷吹或甩丝工艺成型的耐温1260℃以上的硅酸铝纤维，所述的硅酸铝纤维的纤维含量≥48％，并采用锥形除渣器对纤维进行提纯，直至硅酸铝纤维的渣球含量为25-35％(质量百分比)，再加入水，制成纤维含量在0.5～2％的浆料；选用此类原料，可以保证产品的防火耐温性能；除渣步骤保证了产品使用的是低渣球含量的陶瓷纤维，降低了产品的导热系数，同时提升了产品的耐久性能。

(2)匀浆：

采用蛭石投料装置，将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:1～3，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为60～800r/min，匀浆5～30min；在保证纤维分散的同时避免过高的剪切力对纤维的长度造成较高的破坏，有效地保证了纤维制成成品后产品的拉伸强度及耐久性能。

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用丙烯酸类有机胶黏剂，所述的施胶剂的固含量为30～60％，丙烯酸类有机胶黏剂为硅丙乳液，弹性乳液以及纯丙乳液中的任意一种或多种。使用合适的丙烯酸类有机胶黏剂，并严格控制胶黏剂的添加量，保证了产品具有较低的烧失量及优异的抗弯折性能。真空抽滤的真空度为0.01～0.09Mpa。施胶的厚度为4～10mm。

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用微波烘干，烘干的温度为50～ 200℃，微波的功率为3～20KW，最后裁切成所需的尺寸即得膨胀型隔热支撑衬垫。使用微波烘干工艺，并严格控制微波功率及产品烘干温度，提升了产品的柔软度和抗弯折性能。

其中，步骤(2)中所述的蛭石投料装置，包括主箱体，所述的主箱体底端为投料口，投料口上部处设有定量辊，定量辊两端与主箱体活动连接，定量辊圆周面设有均匀分布的凹孔，主箱体对应定量辊处设有两个塞片，塞片对称分布在定量辊上部的两侧处，塞片前端延伸至定量辊圆周面处，主箱体侧边设有驱动定量辊转动的驱动机构。

敞口式结构的主箱体敞口，便于投放蛭石物料，兼有储料功能，定量辊转动，蛭石在重力作用下落入凹孔中，塞片一方面避免蛭石直接落入定量辊下侧，另一方面起到刮板的作用，控制凹孔内蛭石的量，凹孔转离塞片后从投料口落出，实现均匀定量的加料，设备处于非运行状态时，投料口处于封闭状态，不会落料。

进一步的，所述的主箱体底部还设有底座，主箱体与底座通过螺钉连接，主箱体由扩口部、扩口部下部的缩口部构成，缩口部宽度小于扩口部宽度，缩口部、扩口部间设有锥面过渡部，所述的投料口为缩口部底端口，定量辊设置在缩口部，所述的底座与过渡部下部及缩口部处配合。

进一步的，所述的塞片水平设置，塞片前端为直角结构，塞片前端底端与定量辊周面相切。

进一步的，所述的塞片水平设置，塞片前端为与定量辊周面配合的圆弧结构。

进一步的，所述的投料口为长方形。

进一步的，所述的定量辊设置在主箱体中间向下1/2处。

进一步的，所述的定量辊轴心设有辊轴，辊轴延伸至主箱体两侧外部，辊轴对应处通过轴承与主箱体活动配合，所述的驱动机构为电机，电机输出轴通过带轮传动机构与辊轴一端连接传动。

进一步的，所述的投料口处设有可开合的闸门。(同中国专利CN 206520101 U)

步骤(3)中采用的衬垫成型箱，包括敞口的主箱体、主箱体底部的充气箱，所述的充气箱设置在主箱体内部后端底侧，充气箱顶端面设有向上的鼓泡孔，充气箱后侧设有进气口，主箱体后端设有进浆口，主箱体内部前端底侧设有匀浆辊，匀浆辊两端与箱体活动连接，匀浆辊设有搅拌叶，主箱体外部设有驱动匀浆辊转动的驱动装置，充气箱前端靠近匀浆辊处为配合匀浆辊的弧形结构，主箱体内部后侧设有竖直稳流挡板，稳流挡板底端与充气箱底端连接，主箱体内部前侧设有竖直出料挡板，出料挡板底端延伸至匀浆辊前侧圆周面处，出料挡板底部前侧设有向前凸起的构造板，构造板底端面为向上的斜面，构造板底端面与主箱体前侧底端形成出浆口，对应的主箱体前侧底端为向上的斜面，出浆口处设有导流板，导流板通过其轴心的导流轴与主箱体活动连接，主箱体一侧边设有调节杆，调节杆与导流轴连接，浆液由进浆口进入，蛭石由主箱体上部加入，充气箱鼓泡孔鼓泡对蛭石、桨叶进行搅拌，达到均匀混合，温流挡板的设置使浆液在箱体内壁流速恒定，匀浆辊转动，产生动力，使浆液流动并具有离心力由出浆口射出，通过调整导流板的角度方向，改变流向，射出的浆液输送至成型网，达到成型效果，同时匀浆辊具有搅拌的作用，避免蛭石沉淀，使蛭石物料在衬垫中起到均匀分散，提高了产品的质量。

进一步的，所述的匀浆辊由两端的固定圆盘、辊轴构成，辊轴设置在固定圆盘轴心，辊轴两端与主箱体通过轴承配合，所述的搅拌叶设置在两固定圆盘间且呈圆周状均匀分布，搅拌叶两端与固定圆盘连接，所述的出料挡板底部后侧设有向后拱起的配合板，配合板底部为与匀浆辊配合的圆弧形滚筒构造，所述的驱动装置为驱动电机，驱动电机通过带轮传动机构连接滚轴传动，配合板滚筒构造、充气箱弧形结构使匀浆辊处形成环形的离心机腔体，加强匀浆辊转动时对混合桨叶的离心作用，促使混合桨叶更好的由出浆口射出，便于控制产品的厚度及蛭石在产品中的纵向分布量。

进一步的，所述的出料挡板与主箱体内部侧壁活动配合，主箱体内壁对应处设有滑槽，出料挡板左右两端与滑槽滑动配合，出料挡板顶部设有调节螺杆，主箱体上设有调节手柄，调节螺杆与调节手柄螺纹配合，调节出料挡板高度能够控制出浆口的大小，配合调整导流板的角度能够控制混合浆液的流速、方向、成型液位形态，从而控制蛭石的纵向截面分布，提高产品的质量。

进一步的，稳流挡板前侧的充气箱箱体以坡面结构向其前部的弧线机构过渡，便于浆液的流动。

进一步的，所述的导流板为长条状，其截面为菱形。

进一步的，构造板底端面斜度与主箱体前侧底端斜面斜度一致，且导流板安装在主箱体前侧底端斜面向上1/3处。

进一步的，所述的搅拌叶为圆管状，减少磨损。

进一步的，所述的搅拌叶为弧形片状，弧形方向与匀浆辊转动方向一致。

进一步的，主箱体侧边对应调节杆处设有呈弧形分布的调节凹孔，调节杆设有与调节凹孔配合的定位凸起，便于调整导流板的角度。(同中国专利CN206359825U)。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，得到一种膨胀型隔热支撑衬垫，采用自主设计的衬垫成型箱及蛭石投料装置，保证了衬垫中蛭石在纤维中的均匀分散，有效地保证了产品具有稳定的单位面积质量及优异的综合性能表现。集合了很多优势资源，适应新环境。膨胀型隔热支撑衬垫产品，相比基础型的膨胀型衬垫，产品高低温支撑力表现更加优秀且抗吹蚀能力强；在隔热效果，密封空隙，抗吹蚀等方面有更加优异的表现。本发明方法制备的产品可以抗衡国外垄断企业，为国内市场提供更多的选择。

此方法制备的产品采用精选水洗高性能RCF纤维(即硅酸铝纤维)、有机粘合剂、蛭石，并根据应用条件优化了配方结构；纤维物理性能更好，纤维指数更高，使得膨胀型隔热支撑衬垫产品在相对较低的封装密度下提供充沛的支撑力；封装过程更轻松，大大降低封装过程中过压缩、封装后高温工况下衬垫提供的压力不均匀造成载体破碎的风险。

该方法制备的衬垫应用范围广，整体性价比高，可满足大部分汽、柴油排放系统基础型封装载体的需求，满足更高的环保排放法规要求。

附图说明

图1是本发明创造的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

(1)选择喷吹或甩丝工艺成型的耐温1260℃以上的硅酸铝纤维，硅酸铝纤维的纤维含量为48％，并采用锥形除渣器对纤维进行提纯，直至硅酸铝纤维的渣球含量为25％(质量百分比)，再加入水，制成纤维含量为1％的纤维浆料；

(2)匀浆：

采用蛭石投料装置，将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:3，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为60r/min，匀浆30min；

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用丙烯酸类有机胶黏剂，施胶剂的固含量为30％，丙烯酸类有机胶黏剂为硅丙乳液。真空抽滤的真空度为 0.01Mpa。施胶的厚度为10mm。

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用微波烘干，烘干的温度为50℃，微波的功率为3KW，最后裁切成所需的尺寸(650×150mm)即得膨胀型隔热支撑衬垫。

实施例2：

(1)选择喷吹或甩丝工艺成型的耐温1260℃以上的硅酸铝纤维，硅酸铝纤维的纤维含量为50％，并采用锥形除渣器对纤维进行提纯，直至硅酸铝纤维的渣球含量为35％(质量百分比)，再加入水制成纤维含量为0.5％的纤维浆料；

(2)匀浆：

采用蛭石投料装置，将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:1，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为800r/min，匀浆 5min；

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用丙烯酸类有机胶黏剂，所述的施胶剂的固含量为60％，丙烯酸类有机胶黏剂为弹性乳液和纯丙乳液按照质量比为1:1的混合物。真空抽滤的真空度为0.09Mpa。施胶的厚度为4mm。

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用微波烘干，烘干的温度为200℃，微波的功率为20KW，最后裁切成所需的尺寸(500×200mm)即得膨胀型隔热支撑衬垫。

实施例3：

(1)选择喷吹或甩丝工艺成型的耐温1260℃以上的硅酸铝纤维，硅酸铝纤维的纤维含量为52％，并采用锥形除渣器对纤维进行提纯，直至硅酸铝纤维的渣球含量为30％(质量百分比)，再加入水制成纤维含量为2％的纤维浆料；

(2)匀浆：

采用蛭石投料装置，将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:2，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为500r/min，匀浆 15min；

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用丙烯酸类有机胶黏剂，施胶剂的固含量为45％，丙烯酸类有机胶黏剂为硅丙乳液和纯丙乳液按照质量比为1:1 的混合物。真空抽滤的真空度为0.05Mpa。施胶的厚度为6mm。

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用微波烘干，烘干的温度为100℃，微波的功率为10KW，最后裁切成所需的尺寸(450×300mm)即得膨胀型隔热支撑衬垫。

对比例1：

(1)选择普通硅酸铝纤维，硅酸铝纤维的纤维含量为45％，加入水制成纤维含量为1％的纤维浆料；

(2)匀浆：

将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:2，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为800r/min，匀浆15min；

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用普通成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用硅丙乳液，施胶剂的固含量为 45％，真空抽滤的真空度为0.05Mpa。施胶的厚度为6mm。

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用烘箱烘干，烘干的温度为100℃，最后裁切成所需的尺寸(650×150mm)即得膨胀型隔热支撑衬垫。

将实施例1-3和对比例1最终得到的膨胀型隔热支撑衬垫经过检测，结果如下表所示：

由上表可见，通过本发明方法制备的膨胀型隔热支撑衬垫的产品高低温支撑力、抗吹蚀能力、隔热效果和密封空隙均呈现优异性能，而经过对比例1方法制备的膨胀型隔热支撑衬垫的支撑力和抗吹蚀能力远远低于实施例1-3的方法制备的产品，导热系数高于实施例1-3的方法制备的产品。

在同等条件下，通过本发明方法制备的产品，可以让车辆在行驶过程中陶瓷载体有更高的保持力和抗吹蚀能力，避免因长期振动等原因使三元催化器的催化效果失效，损坏车辆以及污染环境。

更低的导热系数会将发动机的热量保持在载体中，提高载体中贵金属的催化温度，提升催化效率。同时，也避免外层金属壳体温度过高，给三元催化周边的器件带来破坏。

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上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 (4)

1.一种膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择喷吹或甩丝工艺成型的耐温1260℃以上的硅酸铝纤维，所述的硅酸铝纤维的纤维含量≥48％，并采用锥形除渣器对纤维进行提纯，直至硅酸铝纤维的渣球含量为25-35％(质量百分比)，再加入水，制成纤维含量在0.5～2％的浆料；

(2)匀浆：

采用蛭石投料装置，将蛭石加入至硅酸铝纤维浆料中，其中蛭石和硅酸铝纤维的质量比为1:1～3，对混合浆料进行匀浆分散，匀浆速度为60～800r/min，匀浆5～30min；

(3)对步骤(2)得到的分散均匀的纤维蛭石混合浆液进行初步过滤去除大部分的水，采用衬垫成型箱的压辊对滤饼压榨定型，真空抽滤，抽滤的同时，对未进行抽滤的表面进行施胶处理，即，上表面抽滤时，对下表面进行施胶，下表面抽滤时，对上表面进行施胶，施胶剂采用丙烯酸类有机胶黏剂，所述的施胶剂的固含量为30～60％；

(4)将步骤(3)得到的施胶后的滤饼采用微波烘干，烘干的温度为50～200℃，微波的功率为3～20KW，最后裁切成所需的尺寸即得膨胀型隔热支撑衬垫。

2.根据权利要求1所述的膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，其特征在于，步骤(3)中所述的丙烯酸类有机胶黏剂为硅丙乳液，弹性乳液以及纯丙乳液中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，其特征在于，步骤(3)中所述的真空抽滤的真空度为0.01～0.09Mpa。

4.根据权利要求1所述的膨胀型隔热支撑衬垫的制作方法，其特征在于，步骤(3)中所述的施胶的厚度为4～10mm。