专利名称：一种铝纤维表面毡及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种能高效传导电、热、电磁的铝纤维表面毡及其制备方法。
背景技术：
金属纤维是一种集多种特殊功能于一体的优良功能材料，是近30年来发展起来的重要工业材料。由金属纤维制成的多孔金属纤维毡制品在过滤材料、吸声材料、吸波材料等领域具有重要的用途。铝纤维由于重量轻、易回收，具有优良的抗电磁辐射能力，在吸声材料、吸波材料领域的应用日益受到重视。金属纤维毡作为良好的传导电、热、电磁材料，可以添加在塑料制品中使用，从而改善塑料的导热、导电和电磁干扰屏蔽能力。然而，由于普通的铝纤维毡厚度较大，均勻性较难以控制，与有机材料完全浸渍需要一定的时间响应，且使用时添加也有一定的局限性， 很难满足现代精密功能器件的要求，在一定程度上，制约了该材料的使用。所以，迫切需要发明一种均勻性好，表面质量高，薄且易于在塑料中添加的表面毡。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是要解决上述问题，发明一种铝纤维表面薄毡及其制备方法。本发明的目是通过以下技术方案实现的
本发明的铝纤维表面毡，所述材料是由短切铝纤维无规律地定位排列在有机基材上组合而成。所述铝纤维表面毡的面密度为30 g/m2-250g/m2，有机物质量百分比含量为6-8%。本发明的铝纤维表面毡的制备方法，所述方法包括以下步骤
(a)纤维短切；
(b)浆料制备；
(c)毡成型;
(d)浸渍有机物；
(e)干燥固化。纤维短切用切丝机将铝纤维短切成6_24mm长的短切丝，所用铝纤维可以是采用拉拔法制备的连续纤维，也可以是采用切削法和快速凝固法制备的中短纤维，纤维直径一般为20-100 μ m。短切纤维的长度与其直径、用途有关，一般长度为20mm。为了提高毡的密度和均勻性，可以添加长度小于12mm的纤维丝，为了增加毡的强度，可以添加长度为 24-36mm的纤维丝。浆料制备称量短切丝，然后加入搅拌罐中与水和化学助剂一起搅拌分散，制成均勻分散的特定浓度浆料。短切丝在浆料中的浓度为0.1-0. 5 (质量)％，浆料的粘度为 10-15CP，PH值为6-8，含气量为4-8%
所述化学助剂包括增稠剂和消泡剂。增稠剂的加入量以使料浆的粘度达到12-15CP 为准，消泡剂的加入量以使料浆中的含气量控制在4-8%为准。
所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述消泡剂为Agitar^95，均为市售产品。毡成型将浆料通过计量泵连续送入到上浆循环系统，浆料被进一步稀释并由网前箱泵送到流浆箱，纤维浆料在斜长网成型机上形成薄毡。浆料中的大部分水，经脱水箱自然脱水后进入白水池中循环使用，薄毡中多余水分经抽风机强制脱水后被送到浸渍机。浸渍有机物成型好的薄毡被引入到浸渍机，配制好的专用粘结剂由施胶网带上方的溢流施胶器流出，饱和地浸渍在铝纤维薄毡上，多余的粘结剂由抽吸箱除去，经分离罐分离后，重新回到粘结剂循环系统中。所述粘结剂根据用途不同为脲醛树脂、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、丙烯酸乳液、丙烯酸酯中的任一种与偶联剂KH650的混合液，偶联剂KH650的质量百分比含量为 1%-30%。干燥固化采用热风穿透对流烘干法，在热风循环的烘干固化炉内完成。烘干后的毡经检测后，经绕卷机卷成筒状。本发明所采用的方法是类似造纸的湿法成型技术。本发明的材料可以作为一种高效传导电、热、电磁层，加入玻璃增强塑料(即玻璃钢)中，用做卫星、地面雷达的天线，广播通讯的定向天线，电缆，航空和汽车的电磁干扰屏蔽元件以及特定雷达的吸波材料等。
图1为铝纤维表面毡的生产工艺流程图。 具体实施方案下面通过实施例做进一步说明 实施例1
在纯净水中加入增稠剂和消泡剂制成白水，使白水的粘度达到10CP，含气量控制在 8%。增稠剂为羟乙基纤维素，消泡剂为Agitar^95。取短切铝纤维的直径为20 μ m，长15mm。 将短切铝纤维和白水加入搅拌罐中搅拌均勻，浆料中短切铝纤维的浓度为0. 3%。将浆料通过计量泵连续送入到上浆循环系统，浆料被稀释10倍后，由网前箱泵送到流浆箱，纤维浆料在斜长网成型机上形成薄毡。浆料中的大部分水在网带上均勻脱水，薄毡中的多余水分经抽风机强制脱水后被送到浸渍机。成型好的薄毡被引入到浸渍机，配制好的专用粘结剂由施胶网带上方的溢流施胶器流出，饱和地浸渍在铝纤维薄毡上，多余的粘结剂由抽吸箱除去，经分离罐分离后，重新回到粘结剂循环系统中。最终产品中粘结剂的含量由控制抽吸箱的真空度来实现。所述粘结剂为聚醋酸乙烯酯与偶联剂KH650的混合液，其中聚醋酸乙烯酯含量为 85%, KH650偶联剂含量为15%。烘干采用热风穿透对流法，在热风循环的烘干固化炉内完成。烘干后的毡经检测后，经绕卷机卷成筒状。最终产品中粘结剂的含量为6%。实施例2
在纯净水中加入增稠剂和消泡剂制成白水，使白水的粘度达到12CP，含气量控制在6%。增稠剂为羟乙基纤维素，消泡剂为Agitar^95。取短切铝纤维的直径为50 μ m，长20mm。 将短切铝纤维和白水加入搅拌罐中搅拌均勻，浆料中短切铝纤维的浓度为0. 1。所述粘结剂为聚乙烯醇与偶联剂KH650的混合液，其中聚乙烯醇含量为80%， KH650偶联剂含量为20%。毡成型、浸渍有机物、干燥固化过程与实施例1相同，只是所述粘结剂为聚乙烯醇与偶联剂KH650的混合液，其中聚乙烯醇含量为80%，KH650偶联剂含量为20%。最终产品中粘结剂的含量为7%。实施例3
在纯净水中加入增稠剂和消泡剂制成白水，使白水的粘度达到11CP，含气量控制在 7%。增稠剂为羟乙基纤维素，消泡剂为Agitar^95。取短切铝纤维的直径为100 μ m，长 18mm。将短切铝纤维和白水加入搅拌罐中搅拌均勻，浆料中短切铝纤维的浓度为0. 1%。所述粘结剂为丙烯酸乳液与偶联剂KH650的混合液，其中丙烯酸乳液含量为80%， KH650偶联剂含量为20%。毡成型、浸渍有机物、干燥固化过程与实施例1相同，只是所述粘结剂为丙烯酸乳液与偶联剂KH650的混合液，其中丙烯酸乳液含量为80%，KH650偶联剂含量为20%。最终产品中粘结剂的含量为6%。
权利要求
1.一种铝纤维表面毡，其特征在于所述材料是由短切铝纤维无规律地定位排列在有机基材上组合而成；所述铝纤维表面毡的面密度为30 g/m2-250g/m2，有机物质量百分比含量为6-8%。
2.权利要求1所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤(a)纤维短切；(b)浆料制备；(c)毡成型;(d)浸渍有机物；(e)干燥固化。
3.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述(a)步骤是用切丝机将铝纤维短切成6-24mm长的短切丝。
4.根据权利要求3所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于步骤(a)中，为了提高毡的密度和均勻性，可以添加长度小于12mm的纤维丝；为了增加毡的强度，可以添加长度为M-36mm的纤维丝。
5.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述(b)步骤包括 称量短切丝，然后加入搅拌罐中与水和化学助剂一起搅拌分散，制成均勻分散的特定浓度浆料；所述化学助剂包括增稠剂和消泡剂；增稠剂的加入量以使料浆的粘度达到12-15CP 为准，消泡剂的加入量以使料浆中的含气量控制在4-10%为准。
6.根据权利要求5所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述消泡剂为Agitar^95。
7.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述(c)步骤包括 将浆料通过计量泵连续送入到上浆循环系统，浆料被进一步稀释并由网前箱泵送到流浆箱，纤维浆料在斜长网成型机上形成薄毡；浆料中的大部分水，经脱水箱自然脱水后进入白水池中循环使用，薄毡中多余水分经抽风机强制脱水后被送到浸渍机。
8.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述(d)步骤包括 成型好的薄毡被引入到浸渍机，配制好的专用粘结剂由施胶网带上方的溢流施胶器流出， 饱和地浸渍在铝纤维薄毡上，多余的粘结剂由抽吸箱除去，经分离罐分离后，重新回到粘结剂循环系统中。
9.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述粘结剂根据用途不同为脲醛树脂、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、丙烯酸乳液、丙烯酸酯中的任一种与偶联剂KH650的混合液，偶联剂KH650的质量百分比含量为1%_30%。
10.根据权利要求2所述的铝纤维表面毡的制备方法，其特征在于所述(e)步骤采用热风穿透对流烘干法，在热风循环的烘干固化炉内完成；烘干后的毡经检测后，经绕卷机卷成筒状。
全文摘要
一种铝纤维表面毡及其制备方法，铝纤维表面毡由短切铝纤维无规律地定位排列在有机基材上组合而成，其面密度为30g/m2-250g/m2，有机物质量百分比含量为6-8%。具体的制备方法包括以下步骤(a)纤维短切；(b)浆料制备；(c)毡成型；(d)浸渍有机物；(e)干燥固化。本发明的材料具有高速传导电、热、电磁的性能，与一切普通树脂相溶，把它加入塑料中，可以用于静电耗散、电磁干扰、射频干扰屏蔽等器件。
文档编号D21J1/00GK102535259SQ201110448900
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者张俊红, 曹朝晖 申请人:洛阳理工学院