專利名稱：高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維氈的制造工藝方法，尤其是一種耐高溫纖維針刺氈的工藝方法，屬于無(wú)紡織物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纖維針刺氈是一種用途廣泛的新型無(wú)紡過(guò)濾材料?，F(xiàn)有此類針刺氈普遍由纖維梳理、鋪疊成的多層氈網(wǎng)上反復(fù)針刺，使纖維互相聯(lián)結(jié)而成。
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，針刺氈的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在高溫凈化、隔熱、保溫等領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)有針刺氈、包括玻璃纖維針刺氈的耐溫、化學(xué)穩(wěn)定、防腐、吸附等性能的要求越來(lái)越高。已有產(chǎn)品由于材質(zhì)以及纖維自身結(jié)構(gòu)的限制，無(wú)法更好地滿足上述需要。
高硅氧纖維在1650℃以下不會(huì)熔化。其耐熱度達(dá)到1000～1100℃。當(dāng)溫度超過(guò)980℃后，由于析晶而使纖維變脆，但其物理形態(tài)隔熱性能變化不大，所以作為隔熱材料時(shí)，其使用溫度可達(dá)到1370℃。此外，高硅氧纖維具有良好的電絕緣性能和介電性能，化學(xué)穩(wěn)定性也很好，能耐除氫氟酸和磷酸以外的所有酸和中等強(qiáng)度堿的侵蝕，因此高溫除塵、高溫隔熱等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
據(jù)申請(qǐng)人了解，現(xiàn)階段高硅氧玻璃纖維氈的制作工藝未能突破傳統(tǒng)的框框，其主要工藝過(guò)程為原料———→酸瀝濾———→熱處理——→制氈——→高硅氧纖維氈。其中酸瀝濾是保證最終產(chǎn)品理化性能的關(guān)鍵性工序，其作用是除去玻璃纖維中的碳、水以及金屬氧化物等雜質(zhì)，從而保證制成后玻璃纖維氈具有理想的耐高溫性能以及電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。然而按照傳統(tǒng)工藝方法存在以下明顯弊端經(jīng)過(guò)酸瀝濾的原始纖維長(zhǎng)度和直徑都會(huì)收縮，纖維的脆性增強(qiáng)，強(qiáng)度下降，因此在針刺制氈時(shí)，纖維斷損嚴(yán)重，這一問(wèn)題長(zhǎng)期影響制氈質(zhì)量的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種碎纖維明顯減少、物理性能和化學(xué)穩(wěn)定性都得到了相應(yīng)提高的高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法。
為了達(dá)到以上目的，申請(qǐng)人通過(guò)分析研究感到只有打破原先的傳統(tǒng)工藝，采取先制氈、后瀝濾的工藝步驟，方能徹底避免酸瀝濾使纖維變脆而導(dǎo)致的碎纖維過(guò)多、影響制氈質(zhì)量的問(wèn)題。然而，原有工藝的酸瀝濾工序很容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谶M(jìn)行酸瀝濾時(shí)，玻璃纖維尚未切斷，長(zhǎng)絲纖維直接連續(xù)經(jīng)過(guò)酸槽即可；而如將酸瀝濾與制氈工序顛倒則由于制氈前高硅氧纖維已被切成短絲，無(wú)法象長(zhǎng)絲纖維那樣直接經(jīng)過(guò)酸槽。為了解決這一問(wèn)題，申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，摸索出如下切實(shí)可行的工藝方法，其步驟為1)、切絲送料——將玻璃纖維長(zhǎng)絲切短后開松，輸入給棉機(jī)，由給棉機(jī)按預(yù)定容量或重量送入梳理機(jī)；2)、梳理成網(wǎng)——梳理機(jī)在輸送帶上將高硅氧短切絲梳理成根根單絲形成薄氈網(wǎng)輸送出；3)、鋪疊成氈——鋪網(wǎng)機(jī)將薄氈網(wǎng)層層鋪疊達(dá)到預(yù)定厚度；4)、針刺制氈——針刺機(jī)對(duì)氈網(wǎng)進(jìn)行針刺，使纖維互相聯(lián)結(jié)，成為具有一定強(qiáng)度的玻璃纖維針刺氈；5)、酸瀝濾——將針刺后的高硅氧玻璃纖維氈加熱熱分相，再送入強(qiáng)酸槽中瀝濾；6)、清洗中和——用水清洗瀝濾后的高硅氧玻璃纖維氈，再通過(guò)中和溶液處理，干燥；7)、熱處理——將干燥后的高硅氧玻璃纖維氈通過(guò)熱處理爐加熱至500～650℃，將織物上的水分和碳除去；8)燒結(jié)處理——繼續(xù)升溫至800～1000℃，燒結(jié)。
實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明打破了常規(guī)，工藝步驟科學(xué)合理。采用本發(fā)明的上述工藝由于針刺制氈時(shí)的玻璃纖維脆性小、強(qiáng)度高，因此避免了酸瀝濾后針刺存在的纖維易斷碎問(wèn)題，制成后的高硅氧玻璃纖維針刺氈中SiO2含量可達(dá)96％以上，其強(qiáng)度增加，耐熱性及抗腐蝕性能提高。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一酸瀝濾前的工藝步驟示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例一針刺后的工藝步驟示意圖。
圖1中1是送料，2是梳理，3是鋪網(wǎng)，4是針刺；圖2中5是熱分相，6是酸瀝濾，7是水洗，8是熱處理，9是燒結(jié)具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的高硅氧纖維針刺氈工藝過(guò)程參見圖1和圖2，具體步驟為1)、切絲送料——將玻璃纖維長(zhǎng)絲切短成40～80毫米后開松，輸入給棉機(jī)，由給棉機(jī)按預(yù)定容量或重量送入梳理機(jī)；2)、梳理成網(wǎng)——梳理機(jī)在輸送帶上將高硅氧短切絲梳理成根根單絲形成薄氈網(wǎng)輸送出；3)、鋪疊成氈——鋪網(wǎng)機(jī)將薄氈網(wǎng)層層鋪疊達(dá)到預(yù)定厚度；4)、針刺制氈——針刺機(jī)對(duì)氈網(wǎng)進(jìn)行針刺，使纖維互相聯(lián)結(jié)，成為具有一定強(qiáng)度的玻璃纖維針刺氈；5)、酸瀝濾——在瀝濾前用耐酸不透水、不會(huì)阻止酸滲透的樹脂被復(fù)，具體作法是將甲醛樹脂分散在水或其他溶劑中，噴灑在玻璃纖維針刺氈上；再將針刺后的高硅氧玻璃纖維氈加熱熱分相，再送入10～15％的熱鹽酸槽中，溫度控制在70～90℃，時(shí)間為2～6小時(shí)；瀝濾過(guò)程中加入0.01％的膠體氧化硅溶液，以提高織物的抗拉強(qiáng)度；6)、清洗中和——用水清洗瀝濾后的高硅氧玻璃纖維氈，再通過(guò)含有0.1～10％Na2CO3、0.02～2％Na2SiO3的溶液中和處理，處理溫度控制在16～82℃，處理時(shí)間為1～10分鐘，干燥；7)、熱處理——將干燥后的高硅氧玻璃纖維氈通過(guò)熱處理爐加熱至500～650℃，將織物上的水分和碳除去，時(shí)間為1～8分鐘；8)燒結(jié)處理——繼續(xù)升溫至800～1000℃，燒結(jié)，時(shí)間為1～8分鐘。
實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)施例經(jīng)燒結(jié)后的高硅氧針刺氈中SiO2含量達(dá)96％以上，其耐熱溫度一般為900～1000℃，瞬間溫度可達(dá)1400℃，化學(xué)穩(wěn)定性很好，能耐氫氟酸和磷酸以外所有酸和中等強(qiáng)度的堿的侵蝕，還具有良好的電絕緣性和介電性能。由于高硅氧纖維的表面是多孔質(zhì)的，具有氣體、液體選擇性吸附的特性，因此作為過(guò)濾材料十分理想。
實(shí)施例二本實(shí)施例的高硅氧纖維針刺氈工藝方法與實(shí)施例一基本相同，主要不同之處是步驟5)中的強(qiáng)酸采用硫酸，被復(fù)的樹脂采用苯酚糖醛樹脂，將高硅氧纖維針刺氈浸漬其中。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于步驟為1)、切絲送料——將玻璃纖維長(zhǎng)絲切短后開松，輸入給棉機(jī)，由給棉機(jī)按預(yù)定容量或重量送入梳理機(jī)；2)、梳理成網(wǎng)——梳理機(jī)在輸送帶上將高硅氧短切絲梳理成根根單絲形成薄氈網(wǎng)輸送出；3)、鋪疊成氈——鋪網(wǎng)機(jī)將薄氈網(wǎng)層層鋪疊達(dá)到預(yù)定厚度；4)、針刺制氈——針刺機(jī)對(duì)氈網(wǎng)進(jìn)行針刺，使纖維互相聯(lián)結(jié)，成為具有—定強(qiáng)度的玻璃纖維針刺氈；5)、酸瀝濾——將針刺后的高硅氧玻璃纖維氈加熱熱分相，再送入強(qiáng)酸槽中瀝濾；6)、清洗中和一—用水清洗瀝濾后的高硅氧玻璃纖維氈，再通過(guò)含有中和溶液處理，干燥；7)、熱處理——將干燥后的高硅氧玻璃纖維氈通過(guò)熱處理爐加熱至500～650℃，將織物上的水分和碳除去；8)燒結(jié)處理——繼續(xù)升溫至800～1000℃，燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述步驟5)的酸瀝濾前用耐酸不透水、不會(huì)阻止酸滲透的樹脂進(jìn)行被復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述樹脂為甲醛樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述樹脂為苯酚糖醛樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述被復(fù)的方式為將樹脂分散在溶劑中后噴灑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述被復(fù)的方式為將樹脂分散在溶劑中后浸漬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述步驟5)中將針刺后的高硅氧玻璃纖維氈送入10～15％的熱鹽酸槽中，溫度控制在70～90℃，時(shí)間為2～6小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述酸瀝濾過(guò)程中加入0.01％的膠體氧化硅溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高硅氧玻璃纖維針刺氈工藝方法，其特征在于所述中和溶液為含有0.1～10％Na2CO3、0.02～2％Na2SiO3的溶液，處理溫度控制在16～82℃，處理時(shí)間為1～10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫纖維針刺氈的工藝方法，屬于除塵過(guò)濾、凈化、隔熱、保溫用無(wú)紡織物技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過(guò)切絲送料、梳理成網(wǎng)、鋪疊成氈、針刺制氈，而后酸瀝濾、清洗中和、熱處理、燒結(jié)處理等工藝步驟，制成SiO
文檔編號(hào)D04H17/00GK1515722SQ03131880
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者王小兵, 何朝遠(yuǎn), 朱平, 趙東坡, 楊慶華 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司