一種碳纖維富氧絲針刺氈及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種碳纖維富氧絲針刺氈及其制備方法與應(yīng)用，屬于新型防腐、耐高 溫、阻燃、隔音及環(huán)保材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上經(jīng)常用的針刺氈，其由滌綸、芳綸纖維、PPS纖維、P84纖維、PTFE纖維 等材料制成。其中，芳綸纖維耐酸不耐堿，使用溫度為130度；芳綸纖維耐弱酸，干燥環(huán)境 下使用溫度190度；PPS纖維耐酸耐堿，使用溫度為190度，但不耐氧化；P84纖維具有良好 的耐酸堿性能，使用溫度為260度；PTFE纖維耐酸耐堿耐腐蝕，但其使用溫度不能高于260 度。以上所敘述的針刺氈產(chǎn)品，在應(yīng)用于垃圾焚化發(fā)電廠、水泥廠、火力發(fā)電廠、鋼鐵廠和燃 煤鍋爐、冶金、化工等行業(yè)，都只是部分指標(biāo)達(dá)實(shí)際應(yīng)用的要求，目前國(guó)內(nèi)沒有同時(shí)具備耐 酸堿、耐高溫、并且不燃燒、隔熱等特性的針刺氈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碳纖維富氧絲針刺氈，該碳纖維富氧絲針 刺氈具有耐酸堿、耐高溫、不燃燒、抗氧化等特性。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供該碳纖維富氧絲 針刺氈的制備方法與應(yīng)用。
[0004] 本發(fā)明所述技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] -種碳纖維富氧絲針刺氈，該碳纖維富氧絲針刺氈所用原料為碳纖維富氧絲，結(jié) 構(gòu)由初預(yù)層、高密層、熱封層構(gòu)成；所述初預(yù)層位于上表層，所述高密層位于中層，所述熱封 層位于下表層；所述針刺毯具有強(qiáng)力5~150N、延伸20~130mm、厚度0· 8~25mm、密度 0· 1 ~0· 3g/cm3及克重為 120 ~5000g/m2;
[0006] 其中，所述初預(yù)層為經(jīng)預(yù)針刺的單層網(wǎng)片，單層網(wǎng)片的碳纖維富氧絲網(wǎng)是由單錫 林單道夫成網(wǎng)，成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)闊樝蚺帕校?br>[0007] 所述高密層為復(fù)合層，該復(fù)合層由兩層或以上的碳纖維富氧絲單層網(wǎng)布組成，碳 纖維富氧絲單層網(wǎng)布是由單錫林雙道夫雙雜亂成網(wǎng)，成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)榻?jīng)向排 列；
[0008] 所述熱封層為經(jīng)過針刺壓光處理的碳纖維富氧絲主針面，該主針面由雙梳理雙道 夫雙雜亂制配而成，碳纖維富氧絲主針面經(jīng)過雙雜亂，對(duì)碳纖維富氧絲排序進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到 碳纖維富氧絲的經(jīng)、煒向交叉雜亂排序；
[0009] 所述碳纖維富氧絲的粗度為ID~2. 長(zhǎng)度51~65mm，卷曲數(shù)為5. 2個(gè)/25mm， 含油率為 〇. 064 % -0. 08 %。
[0010] 一種制備所述的碳纖維富氧絲針刺氈的方法，包括如下步驟：
[0011] (1)初預(yù)層、高密層、熱封層分別以下面的方法制備：
[0012] ①開松：將原料投放至開包機(jī)內(nèi)，經(jīng)過開包機(jī)初步開松進(jìn)入粗開松機(jī)；經(jīng)過粗開 松后，將粗開松的原料輸送到混棉倉內(nèi)，在混棉倉中進(jìn)行混合；混合后的原料進(jìn)入精開松 機(jī)，進(jìn)行進(jìn)一步開松；
[0013] ②針刺：將精開松好的原料送到棉箱內(nèi)，通過棉箱進(jìn)入梳理機(jī)的喂入羅拉，由喂入 羅拉進(jìn)入梳理機(jī)，通過梳理機(jī)成網(wǎng)進(jìn)入鋪網(wǎng)機(jī)，由鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所需的克重，通過底 簾將鋪好的纖維網(wǎng)，輸入進(jìn)入預(yù)刺機(jī)，然后再經(jīng)過主刺機(jī)和對(duì)刺機(jī)進(jìn)行復(fù)合生產(chǎn)；
[0014] (2)針刺氈成型：將初預(yù)層、高密層、熱封層通過主刺機(jī)和對(duì)刺機(jī)四道復(fù)合工藝， 達(dá)到需求的強(qiáng)力、延伸、厚度、密度及克重，經(jīng)過壓光燙熨處理最終成型。
[0015] 所述碳纖維富氧絲針刺氈在耐酸、耐堿、耐高溫、阻燃或隔音技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用， 比如防護(hù)服裝，高溫工作服、消防服、戰(zhàn)斗服、焊接服、防火手套、防火織帶等；阻燃裝飾材 料，阻燃耐熱窗簾和罩、床墊；（汽車、動(dòng)車、高鐵和飛機(jī)等）座椅保護(hù)層；阻燃耐熱用氈和外 套；家具的防護(hù)和防火；高溫過濾材料，鋼廠、電廠和水泥廠高溫氣/固濾料；汽車工業(yè)或航 天工業(yè)，防火、隔熱和隔音部件等。
[0016] 在針刺氈制作技術(shù)領(lǐng)域，所使用的原料越細(xì)，密度越均勻，克重也就越均勻，但是 相反的是原料越細(xì)，越不易開松，梳理機(jī)越不易梳理出毛網(wǎng)。由于碳纖維富氧絲油劑量較 少，致使碳纖維富氧絲較澀、脆、不耐折、強(qiáng)力低，從而在一般制備工藝情況下，碳纖維富氧 絲經(jīng)過梳理后成為短小甚至粉末的纖維碎片，造成不易成網(wǎng)或運(yùn)行過程中出現(xiàn)積棉、破網(wǎng) 現(xiàn)象，造成均勾度差。由于碳纖維富氧絲的粗度為ID~2. 5D，長(zhǎng)度51~65mm，卷曲數(shù)為 5. 2個(gè)/25mm，含油率為0. 064% -0. 08%，對(duì)生產(chǎn)工藝造成很大困難，造成不易梳理、不易抱 合。針刺過程中針刺頻率、針深都很關(guān)鍵，由于碳纖維富氧絲不耐折、強(qiáng)力低，所以針刺調(diào)整 不好會(huì)造成纖維損傷嚴(yán)重，抱合不好或不成氈。因此，無論是經(jīng)過梳理還是開松還是針刺， 各個(gè)工序都要考慮碳纖維富氧絲的強(qiáng)力損傷、長(zhǎng)度損傷，都要最大程度的降低設(shè)備對(duì)碳纖 維富氧絲的損害。
[0017] 本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈采用初預(yù)層位于上表層，高密層位于中層，熱 封層位于下表層的三層構(gòu)造，其中，初預(yù)層為經(jīng)預(yù)針刺的單層網(wǎng)片，單層網(wǎng)片的碳纖維富氧 絲網(wǎng)是由單錫林單道夫成網(wǎng)，成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)闊樝蚺帕校芘荚鰪?qiáng)該碳纖維富 氧絲針刺氈的煒向強(qiáng)度和平整度。高密層由兩層或以上的碳纖維富氧絲單層網(wǎng)布組成，碳 纖維富氧絲單層網(wǎng)布是由單錫林雙道夫雙雜亂成網(wǎng)，成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)榻?jīng)向排 列，能夠增強(qiáng)該碳纖維富氧絲針刺氈經(jīng)向強(qiáng)度和平整度，提高與其它層的抱和度。熱封層 為經(jīng)過針刺壓光處理的碳纖維富氧絲主針面，該碳纖維富氧絲主針面由雙梳理雙道夫雙雜 亂制配而成，碳纖維富氧絲主針面經(jīng)過雙雜亂，對(duì)碳纖維富氧絲排序進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到碳纖維 富氧絲的經(jīng)、煒向交叉雜亂排序，能夠更好的使經(jīng)煒向強(qiáng)力均勻，經(jīng)過壓光處理后，布面更 加平整。所使用的碳纖維富氧絲的粗度為ID~2. 5D，長(zhǎng)度51~65mm，卷曲數(shù)為5. 2個(gè) /25mm，含油率為0. 064% -0. 08%。通過這些技術(shù)點(diǎn)使得將碳纖維富氧絲做成針刺氈成為 可能，突破了目前現(xiàn)有技術(shù)的瓶頸，填補(bǔ)了針刺氈領(lǐng)域的技術(shù)空白。本發(fā)明所述的碳纖維富 氧絲針刺氈經(jīng)過針刺、復(fù)合、壓光等工序進(jìn)行加工制作，使碳纖維富氧絲針刺氈具有特定的 強(qiáng)力5~150N、延伸20~130mm、厚度0· 8~25mm、密度0· 1~0· 3g/cm3及克重為120~ 5000g/m2,使本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈具有其它纖維織物針刺氈所不能的功能特 性，匯集了多種纖維針刺氈的特性，將耐酸堿、耐高溫、不燃燒、抗氧化、隔音等特性集于一 身，適合各種環(huán)境條件下使用，具有廣泛的用途，并可做多種后處理方式，來迎合工況環(huán)境 的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但只是用于幫助理解本發(fā) 明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明，不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
[0019] 實(shí)施例1本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈的制備
[0020] 本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈，所用原料為碳纖維富氧絲，結(jié)構(gòu)由初預(yù)層、高 密層、熱封層構(gòu)成；所述初預(yù)層位于上表層，所述高密層位于中層，所述熱封層位于下表層； 所述碳纖維富氧絲針刺氈具有強(qiáng)力5N、延伸20mm、厚度0. 8mm、密度0.1 cm3及克重為120g/ m2;其中，所述初預(yù)層為經(jīng)預(yù)針刺的單層網(wǎng)片，單層網(wǎng)片的碳纖維富氧絲網(wǎng)是由單錫林單道 夫成網(wǎng)，成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)闊樝蚺帕?；所述高密層為?fù)合層，該復(fù)合層由兩層或以 上的碳纖維富氧絲單層網(wǎng)布組成，碳纖維富氧絲單層網(wǎng)布是由單錫林雙道夫雙雜亂成網(wǎng)， 成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)榻?jīng)向排列；所述熱封層為經(jīng)過針刺壓光處理的碳纖維富氧絲主 針面，該主針面由雙梳理雙道夫雙雜亂制配而成，碳纖維富氧絲主針面經(jīng)過雙雜亂，對(duì)碳纖 維富氧絲排序進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到碳纖維富氧絲的經(jīng)、煒向交叉雜亂排序；所述碳纖維富氧絲的 粗度為1D，長(zhǎng)度51mm，卷曲數(shù)為5. 2個(gè)/25mm，含油率為0· 064% 〇
[0021] 上述碳纖維富氧絲針刺氈的制備方法，包括如下步驟：
[0022] (1)初預(yù)層、高密層、熱封層分別以下面的方法制備：
[0023] ①開松：將原料投放至開包機(jī)內(nèi)，經(jīng)過開包機(jī)初步開松進(jìn)入粗開松機(jī)；經(jīng)過粗開 松后，將粗開松的原料輸送到混棉倉內(nèi)，在混棉倉中進(jìn)行混合；混合后的原料進(jìn)入精開松 機(jī)，進(jìn)行進(jìn)一步開松；
[0024] ②針刺：將精開松好的原料送到棉箱內(nèi)，通過棉箱進(jìn)入梳理機(jī)的喂入羅拉，由喂入 羅拉進(jìn)入梳理機(jī)，通過梳理機(jī)成網(wǎng)進(jìn)入鋪網(wǎng)機(jī)，由鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所需的克重，通過底 簾將鋪好的纖維網(wǎng)，輸入進(jìn)入預(yù)刺機(jī)，然后再經(jīng)過主刺機(jī)和對(duì)刺機(jī)進(jìn)行復(fù)合生產(chǎn)；
[0025] (2)針刺氈成型：將初預(yù)層、高密層、熱封層通過主刺機(jī)和對(duì)刺機(jī)四道復(fù)合工藝， 達(dá)到需求的強(qiáng)力、延伸、厚度、密度及克重，經(jīng)過壓光燙熨處理最終成型。
[0026] 實(shí)施例2本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈的制備
[0027] 本發(fā)明所述的碳纖維富氧絲針刺氈，所用原料為碳纖維富氧絲，結(jié)構(gòu)由初預(yù)層、高 密層、熱封層構(gòu)成；所述初預(yù)層位于上表層，所述高密層位于中層，所述熱封層位于下表層； 所述針刺氈具有強(qiáng)力150N、延伸130mm、厚度25mm、密度0. 3g/cm3及克重為5000g/m2;其中， 所述初預(yù)層為經(jīng)預(yù)針刺的單層網(wǎng)片，單層網(wǎng)片的碳纖維富氧絲網(wǎng)是由單錫林單道夫成網(wǎng)， 成網(wǎng)的碳纖維富氧絲排序?yàn)闊樝蚺帕?；所述高密層為?fù)合層，該復(fù)合層由兩層或以上的碳 纖維富氧絲單層網(wǎng)布組成，碳纖維富氧絲單層網(wǎng)布是由單錫林雙道夫雙雜亂成網(wǎng)，成網(wǎng)的 碳纖維富氧絲排序?yàn)榻?jīng)向排列；所述熱封層為經(jīng)過針刺壓光處理的碳纖維富氧絲主針面， 該主針面由雙梳理雙道夫雙雜亂制配而成，碳纖維富氧絲主針面經(jīng)過雙雜亂，對(duì)碳纖維富 氧絲排序進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到碳纖維富氧絲的經(jīng)、煒向交叉雜亂排序；所述碳纖維富氧絲的粗度 為2· 長(zhǎng)度65mm，卷曲數(shù)為5. 2個(gè)/25mm，含油率為0· 08%。
[0028] 上述碳纖維富氧絲針刺氈的制備方法，包括如下步驟：
[0029] (1)初預(yù)層、高密層、熱封層分別以下面的方法制備：
[00