一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:38:38
技术领域
本发明涉及金属纤维毡技术领域，具体涉及一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡及其制备方法。
背景技术
市场上的纤维毡通常为单面涂层或者双面涂层的非金属纤维毡，具有保温、吸音降噪和防潮性，可以防止霉菌的滋生，还具有较高的防火性能等级、理想的强度性能。但非金属纤维毡容易松散掉渣，纳污差，不耐磨。
金属纤维毡具有渗透性能好、可再生、寿命长、高纳污量等优点，目前已广泛应用于气体过滤、污水处理和石油化工等过滤和分离领域。随着人们的需求不断提高，现有的金属纤维毡已经无法满足人们对耐高温高强度等性能的需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的提供了一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡及其制备方法。本发明提供的金属纤维毡具有耐高温、耐腐蚀、高强度、无毒、环保等特点，金属纤维毡可用于抛光、研磨、清洁、家居，还可用作高温密封、过滤、消声、催化剂载体和复合材料增强体，具有很好的商业前景。
本发明的一个目的在于保护一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的制备方法，步骤如下：
S1.将金属纤维牵断或切短，得到短金属纤维；
S2.将非金属纤维牵断或切短，得到短非金属纤维；
S3.将所述短金属纤维和所述短非金属纤维依次通过预开松机和开松机进行开松和梳理，得到纤维束和单纤维；
S4.将步骤S103得到的纤维束和单纤维通过喂料机进行混合，得到混合纤维；
S5.将混合纤维置于烧结模具中，采用压缩装置进行预压，抽真空后进行电阻烧结，得到烧结后的纤维毡；
S6.烧结后的纤维毡浸渍在涂层溶液中，进行电泳处理，烘干，制得所述的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡。
优选地，步骤S1中，所述的短金属纤维的长度为4cm-12cm；步骤S2中，所述的短非金属纤维的长度为4cm-12cm。
优选地，步骤S1中，所述的金属纤维至少包括钢丝棉、不锈钢纤维棉、桐棉和铝棉中的一种。
优选地，步骤S2中，所述的非金属纤维至少包括棉纤维、玻璃纤维、尼龙纤维、涤纶纤维和石墨烯纤维中的一种。
优选地，步骤S4中，所述的混合纤维中短金属纤维与短非金属纤维的重量比为1.2：1-1.5。
优选地，步骤S5中，所述的预压为在压力0.1MP-5MPa下进行预压5-8s。
优选地，步骤S5中，所述的电阻烧结为依次进行的初始烧结、稳定烧结和最终烧结；
所述的初始烧结为在电流密度3-4A/cm
所述的稳定烧结为在电流密度为10-20A/cm
所述的最终烧结为在电流密度和电压为0的条件下，最终烧结1-1.5min。
优选地，步骤S6中，所述的涂层溶液由如下体积份数的原料组分混合而成：二氧化硅纳米颗粒分散液40-45份、聚苯乙烯纳米颗粒分散液8-12份、水30-35份；所述的二氧化硅纳米颗粒分散液中二氧化硅纳米颗粒的粒径为60-80nm。
所述的聚苯乙烯纳米颗粒分散液中聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为250-450nm。
优选地，步骤S6中，所述的电泳处理为在电泳电压为65～85V，电泳温度为24-26℃下，进行电泳处理5-10min。
优选地，步骤S6中，所述的烘干为在300-350℃，保温45-55分钟。
本发明的另一个目的在于保护上述制备方法制得的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明提供的金属纤维毡具有耐高温、耐腐蚀、高强度、无毒、环保等特点，金属纤维毡可用于抛光、研磨、清洁、家居，还可用作高温密封、过滤、消声、催化剂载体和复合材料增强体，具有很好的商业前景。
(2)本发明提供的制备方法操作简单，技术稳定，制得的金属纤维毡性能优异，极具推广价值。
具体实施方式
下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
本实施例提供了一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的制备方法，步骤如下：
S1.将金属纤维牵断或切短，得到短金属纤维；
S2.将非金属纤维牵断或切短，得到短非金属纤维；
S3.将短金属纤维和短非金属纤维依次通过预开松机和开松机进行开松和梳理，得到纤维束和单纤维；
S4.将步骤S3得到的纤维束和单纤维通过喂料机进行混合，得到混合纤维；
S5.将混合纤维置于烧结模具中，采用压缩装置进行预压，抽真空后进行电阻烧结，得到烧结后的纤维毡；
S6.烧结后的纤维毡浸渍在涂层溶液中，进行电泳处理，烘干，制得所述的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡。
步骤S1中，短金属纤维的长度为8cm；步骤S2中，短非金属纤维的长度为8cm。
步骤S1中，金属纤维为钢丝棉。
步骤S2中，非金属纤维为石墨烯纤维。
步骤S4中，混合纤维中短金属纤维与短非金属纤维的重量比为1.2：1.25。
步骤S5中，预压为在压力0.1MPa下进行预压8s。
步骤S5中，电阻烧结为依次进行的初始烧结、稳定烧结和最终烧结；
初始烧结为在电流密度3.5A/cm
稳定烧结为在电流密度为15A/cm
最终烧结为在电流密度和电压为0的条件下，最终烧结1.5min。
步骤S6中，涂层溶液由如下体积份数的原料组分混合而成：二氧化硅纳米颗粒分散液42.5份、聚苯乙烯纳米颗粒分散液10份、水32.5份；
二氧化硅纳米颗粒分散液中二氧化硅纳米颗粒的粒径为80nm。
聚苯乙烯纳米颗粒分散液中聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为320nm。
步骤S6中，电泳处理为在电泳电压为70V，电泳温度为25℃下，进行电泳处理8min。
步骤S6中，烘干为在330℃，保温50分钟。
实施例2
本实施例提供了一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的制备方法，步骤如下：
S1.将金属纤维牵断或切短，得到短金属纤维；
S2.将非金属纤维牵断或切短，得到短非金属纤维；
S3.将短金属纤维和短非金属纤维依次通过预开松机和开松机进行开松和梳理，得到纤维束和单纤维；
S4.将步骤S3得到的纤维束和单纤维通过喂料机进行混合，得到混合纤维；
S5.将混合纤维置于烧结模具中，采用压缩装置进行预压，抽真空后进行电阻烧结，得到烧结后的纤维毡；
S6.烧结后的纤维毡浸渍在涂层溶液中，进行电泳处理，烘干，制得所述的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡。
步骤S1中，短金属纤维的长度为4cm；步骤S2中，短非金属纤维的长度为4cm。
步骤S1中，金属纤维为铝棉。
步骤S2中，非金属纤维为尼龙纤维。
步骤S4中，混合纤维中短金属纤维与短非金属纤维的重量比为1.2：1.25。
步骤S5中，预压为在压力0.1MPa下进行预压8s。
步骤S5中，电阻烧结为依次进行的初始烧结、稳定烧结和最终烧结；
初始烧结为在电流密度3.5A/cm
稳定烧结为在电流密度为15A/cm
最终烧结为在电流密度和电压为0的条件下，最终烧结1.5min。
步骤S6中，涂层溶液由如下体积份数的原料组分混合而成：二氧化硅纳米颗粒分散液40份、聚苯乙烯纳米颗粒分散液8份、水30份；
二氧化硅纳米颗粒分散液中二氧化硅纳米颗粒的粒径为80nm。
聚苯乙烯纳米颗粒分散液中聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为320nm。
步骤S6中，电泳处理为在电泳电压为70V，电泳温度为25℃下，进行电泳处理8min。
步骤S6中，烘干为在330℃，保温50分钟。
实施例3
本实施例提供了一种耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的制备方法，步骤如下：
S1.将金属纤维牵断或切短，得到短金属纤维；
S2.将非金属纤维牵断或切短，得到短非金属纤维；
S3.将短金属纤维和短非金属纤维依次通过预开松机和开松机进行开松和梳理，得到纤维束和单纤维；
S4.将步骤S3得到的纤维束和单纤维通过喂料机进行混合，得到混合纤维；
S5.将混合纤维置于烧结模具中，采用压缩装置进行预压，抽真空后进行电阻烧结，得到烧结后的纤维毡；
S6.烧结后的纤维毡浸渍在涂层溶液中，进行电泳处理，烘干，制得所述的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡。
步骤S1中，短金属纤维的长度为12cm；步骤S2中，短非金属纤维的长度为12cm。
步骤S1中，金属纤维为不锈钢纤维棉。
步骤S2中，非金属纤维为涤纶纤维。
步骤S4中，混合纤维中短金属纤维与短非金属纤维的重量比为1.2：1.25。
步骤S5中，预压为在压力0.1MPa下进行预压8s。
步骤S5中，电阻烧结为依次进行的初始烧结、稳定烧结和最终烧结；
初始烧结为在电流密度3.5A/cm
稳定烧结为在电流密度为15A/cm
最终烧结为在电流密度和电压为0的条件下，最终烧结1.5min。
步骤S6中，涂层溶液由如下体积份数的原料组分混合而成：二氧化硅纳米颗粒分散液45份、聚苯乙烯纳米颗粒分散液12份、水35份；
二氧化硅纳米颗粒分散液中二氧化硅纳米颗粒的粒径为80nm。
聚苯乙烯纳米颗粒分散液中聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为320nm。
步骤S6中，电泳处理为在电泳电压为70V，电泳温度为25℃下，进行电泳处理8min。
步骤S6中，烘干为在330℃，保温50分钟。
试验例
测试实施例1-3制得的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的性能
(1)将实施例1-3制得的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡在浓度为25％H
(2)测试实施例1-3制得的耐腐蚀耐高温高强度金属纤维毡的纵向撕裂强力，结果见表1。
表1
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。