[发明专利]静电干法浸渍纤维毡的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性或者热固性纤维毡的制备方法，它是制备增强复合材料的新技术，涉及相关GMT产品及航海、航空、车船、集装箱、纺织、建筑装饰的制造领域。

背景技术

目前国内纺织行业大多采用饱和浸渍法。其工艺流程：成型的纤维毡输送进入装有粘合剂液的浸渍槽中，纤维毡在胶液中穿过后，通过轧辊或吸液装置除去多余的粘合剂，经烘燥系统使粘合剂受热塑化。产品中因含有难以回收的溶剂造成材料回收利用困难。

国外生产GMT(Glass mat reinforced thermoplastics，GMT)材料的玻璃纤维，由聚丙烯专用浸渍剂偶联剂等材料对玻纤表面处理后再生产GMT材料。它是在生产玻纤过程中，将聚丙烯熔融体直接将单根玻纤包覆住，此熔融浸渍玻纤的技术由国外专利控制。

国内利用撒粉工艺热粘结生产连续纤维毡。先铺设短纤毛坯毡再撒粉，利用粉末进行热粘结生产连续的玻纤毡。如长海集团采用撒粉法生产连续玻纤毡，撒粉工艺很难实现树脂粉末在毡体内的均匀混合，更做不到玻纤与树脂粉末界面之间是点的粘结而非面的粘结，它很难实现玻璃纤维毡经塑化烘焙直接生产GMT材料。

通过撒粉热粘结纤维毡的生产工艺中，不少粘结剂与树脂难以相容，导致材料模压成型时分层，因此在制作热塑性增强复合材料时，首先必须除去粘结剂或溶剂，这给工业化生产带来困难。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不需要粘结剂、浸渍均匀、玻璃纤维与树脂基体界面粘结性好且适用于工业化生产的静电干法浸渍纤维毡的制备方法。

本发明所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法是通过以下步骤来实现的：

(1)备料：人造无机纤维与合成纤维原丝，或者天然纤维与合成纤维原丝、热固性树脂粉末或热塑性树脂粉末、无纺布；

(2)将人造无机纤维与合成纤维原丝，或者天然纤维与合成纤维原丝混合交叉放置于纱架上，送入短切原丝毡生产机组的成型部中短切共混，短切长度在60～90mm，然后沉降铺网，形成蓬松的混杂均匀的毛坯毡；

(3)将热固性树脂或热塑性树脂粉末导入撒粉装置对毛坯毡表面按配方参数进行撒粉，使毛坯毡表面铺上一层均匀的树脂粉末；

(4)启动发电机通过静电发生器，对浸渍机的电极板通电形成强大的负高压静电场。通过生产现场控制电压和电流强度大小，电压在100KV时电流控制应小于500μA，调整上电极板至纤维毡的间距为≤100mm，加速树脂粉末穿刺纤维毡分布均匀的运动；

(5)当传送带载着表面粘满热塑性或者热固性树脂粉末的毛坯毡，经过浸渍机内上下电极板中间的负高压静电离子区域时，在电场对电荷的作用下，带负电荷的树脂粉末从上直下快速均匀地分散，向毛坯毡内部做穿透运动，在静电吸附力的作用下，粉末紧紧地吸附在毛坯毡内的纤维上，对纤维进行点的粘结与混合均匀地浸渍；

(6)根据两种不同的纤维丝的重量和热塑性树脂粉末的浸渍速率，毛坯毡进入浸渍机的浸渍时间为10～25s，毛坯毡的运行速度为2～10m/min；

(7)在浸渍好的毛坯毡界面和底部铺上无纺布，一起进行双面针刺加固，使毛坯毡本身的松散纤维互相咬合缠绕、联锁成型，形成具有纵横向比值差小、抗拉强度高的三维立体结构，即制得成品，针刺过程中针刺的频率为上下各50次/cm²，针刺深度上下各为3～18mm；

(8)经检验、切边、收卷生产出浸渍均匀的热塑性或者热固性纤维毡。

所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的纤维原丝选自天然纤维与人造无机纤维中的一种纤维再与合成纤维中的一种纤维共混，如：竹纤维、麻纤维或玻璃纤维、碳纤维中的一种与聚丙烯纤维(丙纶)、聚酯纤维、酚醛树脂纤维其中的一种纤维共混等。

所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的两种不同的纤维原丝直径为10～30μm。

所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的两种不同的纤维原丝，其中一种的纤维原丝的重量百分比为40％～60％，另一种纤维原丝的重量百分比相对应为60％～40％。

所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的热固性树脂或者热塑性树脂为酚醛树脂等热固性粉末和PP、PET、PA等热塑性树脂粉末。

所述的静电干法浸渍纤维毡的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的树脂粉末的粒径小于20μm。