CN113186645A - 一种脱模透气毡及其制备方法和应用 - Google Patents

一种脱模透气毡及其制备方法和应用 Download PDF

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CN113186645A CN202110470484.6A CN202110470484A CN113186645A CN 113186645 A CN113186645 A CN 113186645A CN 202110470484 A CN202110470484 A CN 202110470484A CN 113186645 A CN113186645 A CN 113186645A
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Abstract

本发明提供一种脱模透气毡及其制备方法和应用；所述脱模透气毡的制备方法包括：将聚丙烯纤维依次经过开松、梳理、针刺，得到所述初始透气毡；最后将得到的初始透气毡进行单面烫平，得到所述脱模透气毡；进行单面烫平后得到的脱模透气毡表面更为平整光滑，应用时可以有效防止表面的聚丙烯纤维脱落，同时还可以阻止胶水的溢出，具有重要的研究价值。

Description

一种脱模透气毡及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于透气毡技术领域，具体涉及一种脱模透气毡及其制备方法和应用。
背景技术
为了使得贴膜面与复合材料不兼容，一般会贴膜面上设置一些真空辅助材料来达到这个效果，透气毡便是其中一种热压罐成型复合材料用真空辅助材料之一。目前，大多数透气毡存在两个方面的缺点，一方面，透气性性能不佳、经常会发生掉毛的现象容易粘在透气毡附着的产品的表面上，造成产品报废；另一个方面，由于透气毡本身的特性，容易吸收树脂，这样就会造成复合材料缺胶，从而导致复合材料强度降低。
如何解决上述两个问题成为目前透气毡领域研究的热点问题。CN103741373A公开了一种热压罐成型复合材料用耐高温高压高透气性透气毡，由5～50％聚酯短纤、40～95％改性聚酯短纤以及0～10％防掉毛短纤混纺而成。该发明得到的透气毡使用性能好，常温透气性能优良，热压罐使用时的导气能力突出，可保证复合材料制件的密实成型，最高使用温度可达230℃，承受压力可达0.8MPa。该发明的制备方法工艺简单，成本较低，原料大多可在市场购买，常规针刺设备即可生产，设备投入小。但是这种透气毡在使用时仍然存在掉毛以及渗胶的现象产生。
CN204844997U公开了一种单面离型透气毡，包括采用针刺的工艺将尼龙或聚酯的短纤纺成的透气毡体，所述透气毡体与产品接触的表面上复合有一四氟乙烯薄膜，所述四氟乙烯薄膜内具有多个微孔。该实用新型的有益效果在于：在透气毡与产品接触的表面复合一具有微孔的四氟乙烯薄膜，这样透气毡上的毛屑便不会掉落到产品表面上，防止产品因透气毡的毛屑而造成的产品报废的情况，另外，具有微孔的四氟乙烯薄膜可以达到透气但不透树脂的目的，透气毡不会直接与产品含有树脂的部分接触，那么就不会将树脂吸到透气毡中，保证了产品安全，而且，在一些树脂含量要求低的产品制造中可以省去隔离薄膜，直接采用四氟乙烯薄膜作为隔离薄膜，同样效果显著。CN205553447U公开了一种新型结构的单面离型透气毡，包括隔离层、第一粘接层、四氟乙烯薄膜层、第二粘接层、金属网层、第三粘接层和由聚酯短纤、涤纶短纤和PE纤维混纺而成的透气毡本体，所述隔离层通过第一粘接层粘接在四氟乙烯薄膜层的上侧，所述金属网层通过第二粘接层粘接在四氟乙烯薄膜层的下侧，所述透气毡本体通过第三粘接层粘接在金属网层的下侧。该实用新型设计合理、结构简单、能够有效的避免透气毡上的毛屑掉落在复合材料的上，提高了复合材料的质量，还能够有效的防止透气毡直接与复合材料接触，避免透气毡吸收树脂的情况。但是，上述两种结构的透气毡由于与四氟乙烯薄膜复合，导致透气性能大幅度下降，影响了其使用性能，且四氟乙烯成本高，加工工艺复杂。
因此，开发一种制备方法，制备得到纤维不易脱落且具有透气不透胶效果的脱模透气毡，是目前急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脱模透气毡及其制备方法和应用；所述脱模透气毡的制备方法包括：将聚丙烯纤维依次经过开松、梳理、针刺，得到所述初始透气毡；最后将得到的初始透气毡进行单面烫平，得到所述脱模透气毡，进行单面烫平后得到的脱模透气毡表面更为平整光滑，应用时可以有效防止表面的聚丙烯纤维脱落，还可以同时阻止胶黏剂的溢出，且易与制件进行分离，具有重要的研究价值。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种脱模透气毡的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚丙烯纤维经过开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过胸锡林、中道夫、主锡林和后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过预刺针机、第一上针刺机、第一下针刺机、第二上针刺机和第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡进行单面烫平，得到所述脱模透气毡。
本发明提供的脱模透气毡的制备方法包括将聚丙烯纤维经过开松机开松、依次经过胸锡林、中道夫、主锡林和后道夫进行梳理、依次通过预刺针机、第一上针刺机、第一下针刺机、第二上针刺机和第二下针刺机进行针刺处理以及进行单面烫平的步骤，成功的到了透气不透胶的脱模透气毡；所述经过单面烫平后得到的脱模透气毡单面光滑平整，其表面的聚丙烯纤维经过烫平后粘接到一起，但保留了纤维的中空结构，小分子气体可通过，大分子的树脂会堵塞中空孔隙，从而实现了透气不透胶的功能，且粘结到一起的纤维在使用时不容易脱落且可以有效防止溢胶现象的发生，进而有效避免了脱落浮毛造成成品损毁的隐患，光滑的聚丙烯表面更易与制件表面分离，大大地提高其使用效率，节约了使用成本。
优选地，步骤(1)所述聚丙烯纤维的长度为51～76mm，例如53mm、55mm、57mm、59mm、61mm、63mm、65mm、67mm、69mm、71mm、73mm或75mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述聚丙烯纤维的线密度为2.5～6D，例如2.7D、2.9D、3.5D、3.7D、3.9D、4.5D、4.7D、4.9D或5.5D，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述聚丙烯纤维通过熔体纺丝法制备得到。
优选地，所述步骤(1)所述开松机的转速为70～100rpm，例如73rpm、76rpm、79rpm、83rpm、86rpm、89rpm、90rpm、93rpm、96rpm或99rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述胸锡林的频率为35～50Hz，例如37Hz、39Hz、41Hz、43Hz、45Hz、47Hz或49Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述中道夫的频率为15～35Hz，例如17Hz、19Hz、21Hz、23Hz、25Hz、27Hz、29Hz、31Hz或33Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述主锡林的频率为35～50Hz，例如37Hz、39Hz、41Hz、43Hz、45Hz、47Hz或49Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述后道夫的频率为15～35Hz，例如17Hz、19Hz、21Hz、23Hz、25Hz、27Hz或29Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述预刺针机的频率为25～30Hz，例如25.5Hz、26Hz、26.5Hz、27Hz、27.5Hz、28Hz、28.5Hz、29Hz或29.5Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述第一上刺针机的频率为30～35Hz，例如30.5Hz、31Hz、31.5Hz、32Hz、32.5Hz、33Hz、33.5Hz、34Hz或34.5Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述第一下刺针机的频率为30～35Hz，例如30.5Hz、31Hz、31.5Hz、32Hz、32.5Hz、33Hz、33.5Hz、34Hz或34.5Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述第二上刺针机的频率为20～25Hz，例如20.5Hz、21Hz、21.5Hz、22Hz、22.5Hz、23Hz、23.5Hz、24Hz或24.5Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(A3)所述第二下刺针机的频率为20～25Hz，例如20.5Hz、21Hz、21.5Hz、22Hz、22.5Hz、23Hz、23.5Hz、24Hz或24.5Hz，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(4)所述单面烫平的温度为160～180℃，例如162℃、164℃、166℃、168℃、150℃、152℃、154℃、156℃或158℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述单面烫平的时间为3～40s，例如3s、5s、6s、7s、8s、10s、12s、14s、15s、16s、18s、20s、25s、30s、35s或38s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(4)所述单面烫平通过烫平机进行。
优选地，所述烫平机的速度为3～5m/min，例如3.2m/min、3.4m/min、3.6m/min、3.8m/min、4m/min、4.2m/min、4.4m/min、4.6m/min或4.8m/min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(4)所述单面烫平后透气毡的克重为100～400g/m2，例如130g/m2、150g/m2、180g/m2、230g/m2、260g/m2、3000g/m2、330g/m2、360g/m2或380g/m2，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将长度为51～76mm、线密度为2.5～6D、通过熔体纺丝法制备得到聚丙烯纤维经过转速为70～100rpm的开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过频率为35～50Hz的胸锡林、频率为15～35Hz的中道夫、频率为35～50Hz的主锡林和频率为15～35Hz的后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过频率为25～30Hz的预刺针机、频率为30～35Hz的第一上针刺机、频率为30～35Hz的第一下针刺机、频率为20～25Hz的第二上针刺机和频率为20～25Hz的第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡在温度为160～180℃下通过速度为3～5m/min、克重为100～400g/m2的烫平机单面烫平3～40s，得到所述脱模透气毡。
第二方面，本发明提供一种脱模透气毡，所述脱模透气毡通过如第一方面所述的制备方法制备得到。
优选地，所述脱模透气毡的厚度为500～3000μm，例如1000μm、1200μm、1400μm、1600μm、1800μm、2000μm、2200μm、2400μm、2600μm或2800μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第三方面，本发明提供一种如第二方面所述的脱模透气毡在真空层压成型中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的脱模透气毡通过对初始脱模透气毡进行单面烫平，使其表面的聚丙烯纤维经过烫平后可以粘接到一起，但保留了聚丙烯纤维的中空结构，从而实现了单向透气的功能，且粘结到一起的纤维在使用时不容易脱落且可以有效防止溢胶现象的发生，所述脱模透气毡的一个表面平整光滑，进而有效避免了脱落浮毛造成的成品损毁的隐患，大大地提高其使用效率，节约了使用成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种脱模透气毡的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将长度为60mm、线密度为4D、通过熔体纺丝法制备得到聚丙烯纤维经过转速为80rpm的开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过频率为40Hz的胸锡林、频率为20Hz的中道夫、频率为40Hz的主锡林和频率为20Hz的后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过频率为27Hz的预刺针机、频率为33Hz的第一上针刺机、频率为33Hz的第一下针刺机、频率为23Hz的第二上针刺机和频率为23Hz的第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡在温度为170℃下通过速度为4m/min、克重为250g/m2的烫平机单面烫平15s，得到所述脱模透气毡。
实施例2
一种脱模透气毡的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将长度为51mm、线密度为2.5D、通过熔体纺丝法制备得到聚丙烯纤维经过转速为70rpm的开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过频率为35Hz的胸锡林、频率为15Hz的中道夫、频率为35Hz的主锡林和频率为15Hz的后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过频率为25Hz的预刺针机、频率为30Hz的第一上针刺机、频率为30Hz的第一下针刺机、频率为20Hz的第二上针刺机和频率为20Hz的第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡在温度为160℃下通过速度为5m/min、克重为400g/m2的烫平机单面烫平30s，得到所述脱模透气毡。
实施例3
一种脱模透气毡的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将长度为76mm、线密度为6D、通过熔体纺丝法制备得到聚丙烯纤维经过转速为100rpm的开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过频率为50Hz的胸锡林、频率为35Hz的中道夫、频率为50Hz的主锡林和频率为35Hz的后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过频率为30Hz的预刺针机、频率为35Hz的第一上针刺机、频率为35Hz的第一下针刺机、频率为25Hz的第二上针刺机和频率为25Hz的第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡在温度为180℃下通过速度为3m/min、克重为100g/m2的烫平机单面烫平5s，得到所述脱模透气毡。
实施例4
一种脱模透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)单面烫平的温度为190℃，其他条件和步骤均与实施例1相同。
实施例5
一种脱模透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)单面烫平的温度为150℃，其他条件和步骤均与实施例1相同。
实施例6
一种脱模透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)单面烫平时间为10s，其他条件和步骤均与实施例1相同。
实施例7
一种脱模透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)单面烫平时间为5s，其他条件和步骤均与实施例1相同。
实施例8
一种脱模透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)单面烫平的速度为5m/min，其他条件和步骤均与实施例1相同。
对比例1
一种透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)不进行单面烫平，直接进行辊压，其他条件和步骤均与实施例1相同。
对比例2
一种透气毡的制备方法，其与实施例1的区别仅在于，步骤(4)不进行单面烫平，针刺后直接进行收卷，收卷后进烘箱，在120℃下热处理30min，其他条件和步骤均与实施例1相同。
性能测试：
(1)透胶及掉毛性测试：清洁一块1000×1000mm平台，中间铺一层800×800mm的脱模布，脱模布四周打密封胶带，脱模布上方铺10层600×600mm的玻纤预浸料，最上层表面喷涂红色着色剂，玻纤预浸料上方铺800×800mm的脱模透气毡，光面朝下，然后打真空袋，150℃、0.6MPa下保压8h，出罐，检查制件表面有无纤维，检查制件表面是否有缺陷，检查透气脱模布上表面是否有颜色。
(2)透气性测试：采用微量透气仪进行测试。
按照上述测试方法对实施例1～8和对比例1～2得到的透气毡进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003045180320000111
根据表1数据可以看出：
采用本发明提供的制备方法得到的脱模透气毡经过烫平后，经过透胶及掉毛性测试发现样品表面没有纤维、无缺陷缺，可实现透气不透胶性能，且具有脱模效果。
具体而言，实施例1～3、6-8得到的透气毡经过测试表面均无纤维、无缺陷且无颜色，透气率为1548～2118mm/s。
比较实施例1和对比例1可以发现，没有经过单面烫平步骤得到的透气毡，虽然透气效果很好，但是经过透胶及掉毛性测试发现透气毡表面会有颜色，且存在纤维和缺陷，证明其透胶且掉毛。
比较实施例1和对比例2得到的透气毡可以发现，没有经过单面烫平步骤，采用高温热处理得到的透气毡也存在透胶且掉毛现象。
进一步比较实施例1和实施例4-5可以发现，温度低于本发明设定的优选烫平温度得到透气毡(实施例5)透气效果很好，但是存在透胶且掉毛现象；温度高于本发明设定的优选烫平温度得到透气毡(实施例4)，不透胶且不掉毛，但是透气率较低。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种脱模透气毡及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种脱模透气毡的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚丙烯纤维经过开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过胸锡林、中道夫、主锡林和后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过预刺针机、第一上针刺机、第一下针刺机、第二上针刺机和第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡进行单面烫平，得到所述脱模透气毡。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚丙烯纤维的长度为51～76mm；
优选地，步骤(1)所述聚丙烯纤维的线密度为2.5～6D；
优选地，步骤(1)所述聚丙烯纤维通过熔体纺丝法制备得到。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)所述开松机的转速为70～100rpm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述胸锡林的频率为35～50Hz；
优选地，步骤(2)所述中道夫的频率为15～35Hz；
优选地，步骤(2)所述主锡林的频率为35～50Hz；
优选地，步骤(2)所述后道夫的频率为15～35Hz。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述预刺针机的频率为25～30Hz；
优选地，步骤(3)所述第一上刺针机的频率为30～35Hz；
优选地，步骤(3)所述第一下刺针机的频率为30～35Hz；
优选地，步骤(3)所述第二上刺针机的频率为20～25Hz；
优选地，步骤(3)所述第二下刺针机的频率为20～25Hz。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述单面烫平的温度为160～180℃；
优选地，所述单面烫平的时间为3～40s。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述单面烫平通过烫平机进行；
优选地，所述烫平机的速度为3～5m/min；
优选地，步骤(4)所述单面烫平后透气毡的克重为100～400g/m2。
8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将长度为51～76mm、线密度为2.5～6D、通过熔体纺丝法制备得到聚丙烯纤维经过转速为70～100rpm的开松机开松，得到束状纤维；
(2)将步骤(1)得到的束状纤维经过频率为35～50Hz的胸锡林、频率为15～35Hz的中道夫、频率为35～50Hz的主锡林和频率为15～35Hz的后道夫梳理，得到网状纤维；
(3)将步骤(2)得到的网状纤维通过频率为25～30Hz的预刺针机、频率为30～35Hz的第一上针刺机、频率为30～35Hz的第一下针刺机、频率为20～25Hz的第二上针刺机和频率为20～25Hz的第二下针刺机处理，得到所述初始透气毡；
(4)将步骤(3)得到的初始透气毡在温度为160～180℃下通过速度为3～5m/min、单面烫平3～40s，得到克重为100～400g/m2的所述脱模透气毡。
9.一种脱模透气毡，其特征在于，所述脱模透气毡通过如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到；
优选地，所述脱模透气毡的厚度为500～3000μm。
10.一种如权利要求9所述的脱模透气毡在真空层压成型中的应用。
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