CN117552185A - 一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布及其制造方法。所述耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；步骤(2)将风干后的玻纤浸泡在氧化石墨烯溶胶中，随后取出置于干燥箱中干燥，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，得到氧化石墨烯负载玻纤；步骤(3)将氧化石墨烯负载玻纤、涤纶纤维与棉纤维进行混合，制成复合纤维布。本发明制备出的复合纤维布具有耐冷热、阻燃、有韧性和耐腐蚀的性能，有很广泛的应用前景。

Description

一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布及其制造方法
技术领域
本发明属于复合纤维布技术领域，具体涉及一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布及其制造方法。
背景技术
复合纤维布是由不同纤维材料组成，可以充分发挥各种纤维的优点，提高整体强度和耐磨性，从而使复合纤维布具有较高的抗拉强度和耐用性，相较于传统单一的纤维布，复合纤维布由于材料的组合和结构的优化，可以在保持强度和耐用性的同时，减轻重量，提高舒适度，适用于多种应用领域，但由于玻纤存在脆性高，韧性差的原因，导致含有玻纤的复合纤维布容易在受到较大的拉伸或冲击力时容易断裂，影响复合纤维布的使用寿命。
目前较多的耐冷热阻燃的材料制备是通过改性玻纤进行的，专利CN 103849023 A公开了一种玻纤增强和高阻燃改性的聚乙烯复合材料，该方法通过使用硅烷偶联剂处理玻纤，使其变成无碱玻纤，再通过添加含溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯为主阻燃剂，三氧化二锑为辅阻燃剂制成一种阻燃复合材料，该材料具有良好的阻燃效果、良好的流动性以及优良的电气性能，但是，其韧性、阻燃效果和耐冷热效果仍有改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布及其制造方法，用于解决现有技术中复合纤维布韧性、阻燃效果和耐冷热效果不佳的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的玻纤浸泡在氧化石墨烯溶胶中，随后取出置于干燥箱中干燥，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，得到氧化石墨烯负载玻纤；
以上过程中，将氧化石墨烯负载至涂覆一层含氟有机硅涂层料的玻纤上，氧化石墨烯具有高强度和高韧性，可以通过与玻纤的界面相互作用，阻止裂纹的扩展，降低玻纤的脆性，氧化石墨烯的层状结构可以在纤维中形成桥梁效应，增加纤维的弯曲和变形能力，提高纤维的韧性和拉升性能，减少脆性断裂；氧化石墨烯具有的优异的化学稳定性和屏障性能可以使其形成物理屏障，阻止腐蚀介质的渗透，提高玻纤的耐腐蚀性能。
步骤(3)将氧化石墨烯负载玻纤、涤纶纤维与棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
优选地，所述含氟有机硅涂层料的制备方法，包括以下步骤：
P1：在干燥的烧杯中，加入苯酚水溶液和正硅酸乙酯，将两者混合均匀后，加入催化剂，加热搅拌，待反应结束后，通过蒸馏的方式提取出反应物，对蒸馏后的反应物进行纯化和干燥，得到纯净的反应物；
P2：将端羟基含氟聚硅氧烷放入搅拌机容器中，冷凝管以下进上出的方式连接于搅拌机容器，开启冷却装置，调整搅拌机的转速和时间，在高速搅拌状态下缓慢加入甲基氟硅油，然后分次加入溶剂，继续搅拌，搅拌至均匀状态后，停止搅拌，得到混合料；
P3：将混合料放入研磨机研磨，研磨结束后再次倒入搅拌机容器，将P1中纯净的反应物与乙醇混合后加入搅拌机容器，二月硅酸二丁基锡直接加入至搅拌机容器中，调整搅拌机的转速和时间，搅拌结束后静置，随后，得到含氟有机硅涂层料。
以上过程中，苯酚与正硅酸乙酯在氢氟酸作为催化剂的条件下反应，将苯环引入至硅原子上，形成苯酚基硅酸乙酯，随后以端羟基含氟聚硅氧烷为主要成膜物，苯酚基硅酸乙酯为固化剂，成膜物中的羟基与固化剂中的乙氧基发生交联反应，在催化剂二月硅酸二丁基锡的作用下形成致密的网状结构，含氟有机硅涂层料的合成反应式如下：
该涂层结构中含有硅原子、氟原子以及苯环结构，硅原子具有较高的熔点和热稳定性，能够在高温下保持涂层结构的稳定性，同时，形成的涂层具有很低的热传导系数，可以有效降低热量在玻纤内部的传递速度，从而减缓纤维的升温速率，从而提高玻纤的耐热性能；氟原子和苯环结构的存在可以增加玻纤的阻燃性能，苯环结构具有良好的稳定性和抗氧化性能，可以增加化合物的耐老化性能，使其在长期使用过程中不易发生分解和劣化，氟离子具有较高的电负性，能够与其他元素形成强烈的化学键，从而提高化合物的热稳定性和阻燃性能。
优选地，所述P1中苯酚水溶液与正硅酸乙酯的体积比为1：0.8-1.1，苯酚水溶液的纯度为97％，正硅酸乙酯的纯度为99.5％，催化剂为纯度为95％的氢氟酸，加热温度为50-100℃，反应时长为2-3h；所述P2中端羟基含氟聚硅氧烷的粘度为10000-30000cp，搅拌机的转速为1000-2000rpm，搅拌时间为10-15min，甲基氟硅油的粘度为80-120cp，端羟基含氟聚硅氧烷与甲基氟硅油的摩尔比例为1：0.04-0.06，溶剂为体积分数为95vt％的乙醇，搅拌时间为5-15min；所述P3中P1中纯净的反应物与二月硅酸二丁基锡的用量比为1g：(10-20)mL，乙醇的体积分数为95vt％，搅拌机的转速为1500-2000rpm，搅拌时间为10-15min，静置时间为30-40min。
优选地，所述氧化石墨烯溶胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：取硝酸钠加入至高氯酸中，再分别加入天然鳞片石墨和高铁酸钾粉末，添加过程中进行搅拌，得到混合溶液，将去离子水加入至混合溶液中，待去离子水加入完全后，升温，搅拌；
S2：加入去离子水至S1的溶液中进行稀释，再逐滴滴入双氧水至溶液变为亮黄色并有气泡产生，超声处理后，静置，去除上清液，加入稀盐酸溶液，超声处理后，静置，再去除上清液，用去离子连续超声洗涤多次，直到静置后溶液不分层；
S3：将得到的溶液装入至透析袋中，随后没入去离子水作为透析液透析纯化，不断更换透析液至氧化石墨烯的pH至6.0左右，得到氧化石墨烯溶胶。
以上过程中，通过改进的Hummers法合成氧化石墨烯，先将石墨用强酸进行预处理，外力的作用促进强酸插入石墨层间，再经过强氧化剂的强氧化作用后，削弱了石墨层间的范德瓦尔斯力，进一步提高片层间距，同时在石墨片表面及边界部分引入了丰富的亲水性官能团，破坏了单层石墨的六元环碳-碳共轭结构得到氧化石墨，产物再经过剥离即可形成具有超强亲水性的氧化石墨烯。
优选地，所述S1中高氯酸的纯度为99.8％，硝酸钠、天然鳞片石墨与高锰酸钾粉末的质量比为1：(1.8-2.2)：(9.7-10.5)，加入天然鳞片石墨的过程中，搅拌时间为25-35min，加入过程中保持温度小于5℃；加入高锰酸钾粉末的过程中，搅拌时间为30-35min，加入过程中保持温度小于30℃，硝酸钠与去离子水的用量比为1g：(90-110)mL，加入去离子水过程中保持温度小于50℃，升温温度为(85-100)℃，搅拌时间为25-30min；所述S2中双氧水的浓度为30vt％，超声时间为10-20min，静置时间为20-30h，稀盐酸的体积分数为10vt％，超声时间为25-35min，静置时间为22-26h，超声洗涤次数为5-7次，静置时间为20-25h；所述S3中透析袋中透析膜的规格为MWO8000-14000。
优选地，所述步骤(2)中风干后的玻纤与氧化石墨烯溶胶的用量比为1g：(20-30)mL，浸泡时间为18-32min，干燥箱的温度为70-80℃，干燥时间为20-30min，马弗炉的升温速率为5-7℃/min，达到的设定温度为550-560℃，热处理时长为3-4h。
优选地，所述步骤(3)中玻纤、涤纶纤维与棉纤维的质量比例为1：(0.9-2.1)：(0.9-2.1)，热压温度为140-170℃，热压压力为6-12MPa，热压时间为8-12min。
采用所述的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明首先利用苯酚与正硅酸乙酯反应，形成具有苯环结构的苯酚基硅酸乙酯，随后将其作为固化剂，端羟基含氟聚硅氧烷作为主要成膜物，在催化剂二月硅酸二丁基锡的作用下形成涂层，该涂层的存在可以使玻纤具有耐冷热、阻燃的性能；氧化石墨烯的负载可以使玻纤的脆性降低、韧性增加以及耐腐蚀效果增强，从而可以提高复合纤维布的使用范围和使用寿命。
2.本发明以苯酚与正硅酸乙酯为原料，在氢氟酸存在的条件下，制备苯酚基硅酸乙酯，随后将其与端羟基含氟聚硅氧烷反应，在二月硅酸二丁基锡为催化剂的条件下，端羟基含氟聚硅氧烷中的羟基与苯酚基硅酸乙酯中的乙氧基发生交联反应，形成致密的网状结构，由于该涂层结构中有硅原子、氟原子和苯环的存在，使得玻纤具有良好的耐冷热、阻燃性能。
3.本发明通过使用改进的Hummers法合成氧化石墨烯，氧化石墨烯具有优异的强度和韧性，可以通过与玻纤的界面相互作用，阻止裂纹的扩展，降低玻纤的脆性，且氧化石墨烯的层状结构可以在纤维中形成桥梁效应，提高玻纤的韧性和拉伸性能，氧化石墨烯具有的化学稳定性和屏障性能可以阻止腐蚀介质的渗透，提高玻纤的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开一种含氟有机硅涂层料的制备方法，包括以下步骤：
P1：在干燥的烧杯中，加入1L纯度为97％的苯酚水溶液和0.9L纯度为99.5％的正硅酸乙酯，将两者混合均匀后，加入纯度为95％的氢氟酸作为催化剂，80℃加热搅拌2.5h，待反应结束后，通过蒸馏的方式提取出反应物，对蒸馏后的反应物进行纯化和干燥，得到纯净的反应物；
P2：将1mol粘度为10000-30000cp的端羟基含氟聚硅氧烷放入搅拌机容器中，冷凝管以下进上出的方式连接于搅拌机容器，开启冷却装置，调整搅拌机的转速为1500rpm，搅拌时间为10min，在高速搅拌状态下缓慢加入0.05mol粘度为80-120cp甲基氟硅油，然后分次加入95vt％的乙醇，继续搅拌10min，搅拌至均匀状态后，停止搅拌，得到混合料；
P3：将混合料放入研磨机研磨，研磨结束后再次倒入搅拌机容器，将1g P1中纯净的反应物与95vt％乙醇混合后加入搅拌机容器，20mL二月硅酸二丁基锡直接加入至搅拌机容器中，调整搅拌机的转速为1500rpm，时间为13min，搅拌结束后静置30min，随后，得到含氟有机硅涂层料。
实施例2
本实施例公开一种氧化石墨烯溶胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：取2.0g硝酸钠加入至纯度为99.8％的高氯酸中，再分别加入4.0g天然鳞片石墨和20.0g高铁酸钾粉末，添加天然鳞片石墨过程中的搅拌时间为30min，并保持温度小于5℃，添加高铁酸钾粉末过程中的搅拌时间为30min，并保持温度小于30℃，得到混合溶液，将200mL去离子水加入至混合溶液中，加去离子水过程中保持温度小于50℃，待去离子水加入完全后，升温至90℃，搅拌25min；
S2：加入去离子水至S1的溶液中进行稀释，再逐滴滴入浓度为30vt％的双氧水至溶液变为亮黄色并有气泡产生，超声处理20min后，静置24h，去除上清液，加入体积分数为10vt％的稀盐酸溶液，超声处理30min后，静置24h，再去除上清液，用去离子连续超声洗涤7次，直到静置24h后溶液不分层；
S3：将得到的溶液装入至透析袋(透析膜的规格为MWO8000-14000)中，随后没入去离子水作为透析液透析纯化，不断更换透析液至氧化石墨烯的pH至6.0左右，得到氧化石墨烯溶胶。
实施例3
本实施例公开一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的2g玻纤浸泡在50mL氧化石墨烯溶胶中，浸泡时间为25min，随后取出置于80℃干燥箱中干燥30min，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，达到的设定温度为550℃，热处理时长为3h，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将2g氧化石墨烯负载玻纤、3g涤纶纤维与3g棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，热压温度为150℃，热压压力为8MPa，热压时间为10min，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
实施例4
本实施例公开一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的2g玻纤浸泡在40mL氧化石墨烯溶胶中，浸泡时间为25min，随后取出置于80℃干燥箱中干燥30min，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，达到的设定温度为550℃，热处理时长为3h，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将2g氧化石墨烯负载玻纤、3g涤纶纤维与1.8g棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，热压温度为150℃，热压压力为8MPa，热压时间为10min，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
实施例5
本实施例公开一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的2g玻纤浸泡在60mL氧化石墨烯溶胶中，浸泡时间为25min，随后取出置于80℃干燥箱中干燥30min，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，达到的设定温度为550℃，热处理时长为3h，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将2g氧化石墨烯负载玻纤、4.2g涤纶纤维与3g棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，热压温度为150℃，热压压力为8MPa，热压时间为10min，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
实施例6
本实施例公开一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的2g玻纤浸泡在50mL氧化石墨烯溶胶中，浸泡时间为25min，随后取出置于80℃干燥箱中干燥30min，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，达到的设定温度为550℃，热处理时长为3h，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将2g氧化石墨烯负载玻纤玻纤、1.8g涤纶纤维与4.2g棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，热压温度为150℃，热压压力为8MPa，热压时间为10min，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
实施例7
本实施例公开一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的2g玻纤浸泡在50mL氧化石墨烯溶胶中，浸泡时间为25min，随后取出置于80℃干燥箱中干燥30min，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，马弗炉的升温速率为5℃/min，达到的设定温度为550℃，热处理时长为3h，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将2g氧化石墨烯负载玻纤、4.2g涤纶纤维与1.8g棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，热压温度为150℃，热压压力为8MPa，热压时间为10min，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
对比例1
对比例1与实施例3相比，对比例1在制备含氟有机硅涂层料时，直接使用正硅酸乙酯为固化剂，未将苯酚与正硅酸乙酯反应，其他条件均不变。
对比例2
对比例2与实施例3相比，对比例2在制备氧化石墨烯溶胶时，直接使用Hummers法，未使用改进后的方法，其他条件均不变。
实验例
将实施例3-7和对比例1-2制备的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的性能进行测试。
一、耐冷热性能测试
将获得的改性玻纤复合纤维布使用去离子水进行清洗，60℃干燥2h后置于热膨胀系数测量仪(XRY-01，济南米莱仪器有限公司)中，测量复合纤维布在不同温度范围内的热膨胀系数，结果如表1所示：
表1
由表1测试结果可知，本发明实施例3-7制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布具有优异的耐冷热性能。由对比例1和实施例3-7对比可知，添加苯酚可以降提高复合纤维布的耐冷热性能；由对比例2和实施例3-7对比可知，改进后的氧化石墨烯溶胶的制备方法可以提高复合纤维布的耐冷热性能。
二、阻燃性能测试
将获得的改性玻纤复合纤维布使用去离子水进行清洗，60℃干燥2h后，使用火焰蔓延测试仪(ZY-6014I-VSB，东莞市中诺质检仪器设备公司)，测量纤维布在燃烧过程中火焰蔓延的速率，结果如表2所示：
表2
由表2测试结果可知，本发明实施例3-7制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布具有优异的阻燃性能。由对比例1和实施例3-7对比可知，添加苯酚可以降提高复合纤维布的阻燃性能；由对比例2和实施例3-7对比可知，改进后的氧化石墨烯溶胶的制备方法可以提高复合纤维布的阻燃性能。
三、韧性性能测试
将获得的改性玻纤复合纤维布使用去离子水进行清洗，60℃干燥2h后，使用拉伸试验机(WDW-1，上海松顿仪器制造有限公司)测量纤维布的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量，结果如表3所示：
表3
组别 拉伸强度/(MPa) 断裂伸长率/(％) 弹性模量/(MPa)
实施例3 7.6 43.2 7.1
实施例4 7.2 41.7 6.8
实施例5 7.0 40.1 6.5
实施例6 7.1 39.9 6.2
实施例7 6.8 39.5 6.1
对比例1 5.1 34.7 4.8
对比例2 5.0 33.1 4.6
由表3测试结果可知，本发明实施例3-7制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布具有优异的韧性性能。由对比例1和实施例3-7对比可知，添加苯酚可以降提高复合纤维布的韧性性能；由对比例2和实施例3-7对比可知，改进后的氧化石墨烯溶胶的制备方法可以提高复合纤维布的韧性性能。
四、耐腐蚀性能测试
将获得的改性玻纤复合纤维布使用去离子水进行清洗，60℃干燥2h后，将其浸泡在体积分数为70vt％的硫酸溶液中，2d后测量复合纤维布的质量，计算浸泡前后的质量损失率，结果如表4所示：
表4
由表4测试结果可知，本发明实施例3-7制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布具有优异的耐腐蚀性能。由对比例1和实施例3-7对比可知，添加苯酚可以降提高复合纤维布的耐腐蚀性能；由对比例2和实施例3-7对比可知，改进后的氧化石墨烯溶胶的制备方法可以提高复合纤维布的耐腐蚀性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)将含氟有机硅涂层料与玻纤混合均匀，置于无尘通风橱中使其风干；
步骤(2)将风干后的玻纤浸泡在氧化石墨烯溶胶中，随后取出置于干燥箱中干燥，干燥结束后，将玻纤放入马弗炉中进行热处理，得到氧化石墨烯负载玻纤；
步骤(3)将氧化石墨烯负载玻纤、涤纶纤维与棉纤维进行混合，将混合好的纤维置于开松机中，通过机械力和气流的作用，将纤维进行开松，使其更加松散，随后将开松后的纤维送入网成型机中，通过网带的运动和吸风装置的作用成型，将成型后的纤维网置于加固机中，通过热压的方式，使纤维网的纤维之间相互粘和，制成复合纤维布。
2.根据权利要求1所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述含氟有机硅涂层料的制备方法，包括以下步骤：
P1：在干燥的烧杯中，加入苯酚水溶液和正硅酸乙酯，将两者混合均匀后，加入催化剂，加热搅拌，待反应结束后，通过蒸馏的方式提取出反应物，对蒸馏后的反应物进行纯化和干燥，得到纯净的反应物；
P2：将端羟基含氟聚硅氧烷放入搅拌机容器中，冷凝管以下进上出的方式连接于搅拌机容器，开启冷却装置，调整搅拌机的转速和时间，在高速搅拌状态下缓慢加入甲基氟硅油，然后分次加入溶剂，继续搅拌，搅拌至均匀状态后，停止搅拌，得到混合料；
P3：将混合料放入研磨机研磨，研磨结束后再次倒入搅拌机容器，将P1中纯净的反应物与乙醇混合后加入搅拌机容器，二月硅酸二丁基锡直接加入至搅拌机容器中，调整搅拌机的转速和时间，搅拌结束后静置，随后，得到含氟有机硅涂层料。
3.根据权利要求2所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述P1中苯酚水溶液与正硅酸乙酯的体积比为1：0.8-1.1，苯酚水溶液的纯度为97％，正硅酸乙酯的纯度为99.5％，催化剂为纯度为95％的氢氟酸，加热温度为50-100℃，反应时长为2-3h；所述P2中端羟基含氟聚硅氧烷的粘度为10000-30000cp，搅拌机的转速为1000-2000rpm，搅拌时间为10-15min，甲基氟硅油的粘度为80-120cp，端羟基含氟聚硅氧烷与甲基氟硅油的摩尔比例为1：0.04-0.06，溶剂为体积分数为95vt％的乙醇，搅拌时间为5-15min；所述P3中P1中纯净的反应物与二月硅酸二丁基锡的用量比为1g：(10-20)mL，乙醇的体积分数为95vt％，搅拌机的转速为1500-2000rpm，搅拌时间为10-15min，静置时间为30-40min。
4.根据权利要求1所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：取硝酸钠加入至高氯酸中，再分别加入天然鳞片石墨和高铁酸钾粉末，添加过程中进行搅拌，得到混合溶液，将去离子水加入至混合溶液中，待去离子水加入完全后，升温，搅拌；
S2：加入去离子水至S1的溶液中进行稀释，再逐滴滴入双氧水至溶液变为亮黄色并有气泡产生，超声处理后，静置，去除上清液，加入稀盐酸溶液，超声处理后，静置，再去除上清液，用去离子连续超声洗涤多次，直到静置后溶液不分层；
S3：将得到的溶液装入至透析袋中，随后没入去离子水作为透析液透析纯化，不断更换透析液至氧化石墨烯的pH至6.0左右，得到氧化石墨烯溶胶。
5.根据权利要求4所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述S1中高氯酸的纯度为99.8％，硝酸钠、天然鳞片石墨与高锰酸钾粉末的质量比为1：(1.8-2.2)：(9.7-10.5)，加入天然鳞片石墨的过程中，搅拌时间为25-35min，加入过程中保持温度小于5℃；加入高锰酸钾粉末的过程中，搅拌时间为30-35min，加入过程中保持温度小于30℃，硝酸钠与去离子水的用量比为1g：(90-110)mL，加入去离子水过程中保持温度小于50℃，升温温度为(85-100)℃，搅拌时间为25-30min；所述S2中双氧水的浓度为30vt％，超声时间为10-20min，静置时间为20-30h，稀盐酸的体积分数为10vt％，超声时间为25-35min，静置时间为22-26h，超声洗涤次数为5-7次，静置时间为20-25h；所述S3中透析袋中透析膜的规格为MWO8000-14000。
6.根据权利要求1所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中风干后的玻纤与氧化石墨烯溶胶的用量比为1g：(20-30)mL，浸泡时间为18-32min，干燥箱的温度为70-80℃，干燥时间为20-30min，马弗炉的升温速率为5-7℃/min，达到的设定温度为550-560℃，热处理时长为3-4h。
7.根据权利要求1所述的一种耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中玻纤、涤纶纤维与棉纤维的质量比例为1：(0.9-2.1)：(0.9-2.1)，热压温度为140-170℃，热压压力为6-12MPa，热压时间为8-12min。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的耐冷热阻燃的改性玻纤复合纤维布。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4666765A (en) * 1985-10-02 1987-05-19 Caldwell James M Silicone coated fabric
US5707734A (en) * 1995-06-02 1998-01-13 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Glass fibers having fumed silica coating
EP0860405A1 (de) * 1997-02-19 1998-08-26 LAUTERBURG & CIE AG Wetterfester, nicht brennbarer Stoff und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0866164A1 (en) * 1997-03-18 1998-09-23 Dow Corning Limited Silicone coated fabric
CN104118999A (zh) * 2014-08-08 2014-10-29 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维
CN109797485A (zh) * 2019-02-26 2019-05-24 安徽丹凤电子材料股份有限公司 一种耐高温耐腐蚀玻璃纤维电子布
CN111850832A (zh) * 2020-07-10 2020-10-30 杭州米娅纺织品有限公司 一种抗菌低阻熔喷无纺布及其制备方法
KR102183631B1 (ko) * 2019-07-02 2020-11-26 국방과학연구소 난연성 그래핀 기반 복합 섬유, 이의 제조 시스템 및 방법
CN112501916A (zh) * 2020-11-23 2021-03-16 罗华先 一种耐高温耐腐蚀玻璃纤维电子布及其制备方法
WO2023092787A1 (zh) * 2021-11-23 2023-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 玻璃纤维带表面改性方法和玻璃纤维带及其应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4666765A (en) * 1985-10-02 1987-05-19 Caldwell James M Silicone coated fabric
US5707734A (en) * 1995-06-02 1998-01-13 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Glass fibers having fumed silica coating
EP0860405A1 (de) * 1997-02-19 1998-08-26 LAUTERBURG & CIE AG Wetterfester, nicht brennbarer Stoff und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0866164A1 (en) * 1997-03-18 1998-09-23 Dow Corning Limited Silicone coated fabric
CN104118999A (zh) * 2014-08-08 2014-10-29 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种CVD石墨烯-SiC的玻璃纤维
CN109797485A (zh) * 2019-02-26 2019-05-24 安徽丹凤电子材料股份有限公司 一种耐高温耐腐蚀玻璃纤维电子布
KR102183631B1 (ko) * 2019-07-02 2020-11-26 국방과학연구소 난연성 그래핀 기반 복합 섬유, 이의 제조 시스템 및 방법
CN111850832A (zh) * 2020-07-10 2020-10-30 杭州米娅纺织品有限公司 一种抗菌低阻熔喷无纺布及其制备方法
CN112501916A (zh) * 2020-11-23 2021-03-16 罗华先 一种耐高温耐腐蚀玻璃纤维电子布及其制备方法
WO2023092787A1 (zh) * 2021-11-23 2023-06-01 中国科学院合肥物质科学研究院 玻璃纤维带表面改性方法和玻璃纤维带及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑振荣;赵晓明;鲁济龙;孙晓军;: "隔热耐烧蚀玻璃纤维织物的制备", 纺织学报, no. 03, 15 March 2014 (2014-03-15) *

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