[發(fā)明專利]一種用于快速成形超輕厚型纖維材料的成形器與方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710028546.8
• 申請(qǐng)日: 2007-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN101067281A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳克復(fù);劉德桃;李軍;楊仁黨;陳奇峰;莫立煥;田英姿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D06N7/00
• 分類號(hào): D06N7/00;C09K3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維材料成形器和方法，是一種成形超輕超厚型的纖維材料的裝置與方法，該纖維材料可用作建筑材料、緩沖包裝材料和過(guò)濾材料，還可加工用作更高附加值利用的炭化陶瓷材料。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和人們生活水平的普遍提高，具有輕質(zhì)高強(qiáng)的材料獲得了快速的發(fā)展并成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)，如國(guó)內(nèi)外一直致力于研究輕質(zhì)高強(qiáng)的建筑材料，以降低建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)的負(fù)荷和原料成本；再如可降解的緩沖包裝材料在世界各國(guó)禁止使用難降解的EPS發(fā)泡塑料后受到了空前的重視，對(duì)于緩沖包裝材料而言，不僅要求輕質(zhì)的特點(diǎn)，而且還要求具有很好的緩沖等性能和可降解性。因此當(dāng)前社會(huì)中人們?cè)谧非蟛牧蠌?qiáng)度的同時(shí)，更加注重材料的比重、環(huán)境友好性和外觀等，產(chǎn)品豐富多樣，覆蓋了很大部分的加工材料，特別是具有輕質(zhì)高強(qiáng)的可降解材料將會(huì)越來(lái)越受到人們的青睞。

我國(guó)在研究可降解的輕質(zhì)纖維材料與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)?shù)木嚯x，其中輕質(zhì)厚型的植物纖維材料的研究在我國(guó)還屬于起步階段。在國(guó)內(nèi)主要進(jìn)行了以下相關(guān)的研究：我國(guó)主要采用傳統(tǒng)的接觸式熱傳遞方法(即平壓法)生產(chǎn)輕質(zhì)植物纖維材料(密度為0.3-0.5g/cm³)材料的研究中，采用異氰酸酯或添加酚醛樹脂PF與AC發(fā)泡劑(6％偶氮二甲酰胺)進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，以填充刨花板材料中刨花的間隙，將刨花牢固地結(jié)合在一起。

我國(guó)采用接觸式熱傳遞方法進(jìn)行制造的材料具有許多還為解決的難題：(1)如該方法成形時(shí)間長(zhǎng)、能耗大、材料性能差異大和尚不能制造密度更低的材料；(2)另外多數(shù)采用的脲醛樹脂UF或酚醛樹脂PF在制造和使用中均存在嚴(yán)重的甲醛污染問(wèn)題。而且接觸式熱傳遞技術(shù)存在成形時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、材料性能較差和不能滿足較高厚度的材料成形要求，及其成形裝置復(fù)雜與占地面積大等問(wèn)題。

美國(guó)、日本等國(guó)家在進(jìn)行輕質(zhì)纖維材料進(jìn)行了廣泛的研究，主要采用接觸式熱傳遞技術(shù)和噴射蒸汽的平壓方法進(jìn)行制造。如日本研究者在對(duì)傳統(tǒng)的平壓機(jī)上進(jìn)行改進(jìn)加工的噴射蒸汽的裝置中，采用蒸汽噴射平壓成型的方法并添加發(fā)泡性酚醛樹脂(PF)、發(fā)泡性脲醛樹脂(UF)或膠粘型異氰酸酯制造出輕質(zhì)纖維材料，在膠粘劑內(nèi)通過(guò)添加化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)。國(guó)外采用的噴射蒸汽成形纖維材料的成形技術(shù)中，主要是在傳統(tǒng)的平壓機(jī)進(jìn)行改造加工和在纖維表面添加發(fā)泡型脲醛樹脂UF或酚醛樹脂PF等，但該種方法存在蒸汽損耗大、成形裝置復(fù)雜與占地面積大，以及存在污染物的產(chǎn)生等缺點(diǎn)。本發(fā)明采用發(fā)泡型MPU聚氨酯樹脂還沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)研究報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活塞式成形超輕超厚型的纖維材料的成形器，該裝置通過(guò)噴射高溫飽和蒸汽到纖維材料內(nèi)進(jìn)行傳熱、反應(yīng)，可制造超輕質(zhì)、厚型纖維材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述成形超輕超厚型的纖維材料的方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于快速成形超輕厚型纖維材料的成形器，其特征在于主筒體內(nèi)設(shè)有板上布滿大量的微型噴射孔的上篩板和下篩板，下篩板位于主筒體底部，主筒體與下錐體連通，下錐體上開有蒸汽噴入口；上篩板位于下篩板的上方，與連接件連接，連接件還與張緊螺桿連接，主筒體頂部設(shè)有上法蘭蓋板，用于封閉主筒體；張緊螺桿上端與轉(zhuǎn)動(dòng)手柄連接。

所述噴射孔直徑為3mm。

所述主筒體位于支座上，支座為弧形，中間為空腔。

一種快速成形超輕厚型纖維材料的方法：蒸汽從下錐體上開有的蒸汽噴入口經(jīng)由布滿噴射孔的下篩板進(jìn)入主筒體內(nèi)的上篩板和所述下篩板(7)之間，上篩板和所述下篩板之間混有發(fā)泡性樹脂的多孔纖維體，蒸汽在多孔纖維體內(nèi)滲透過(guò)程中加熱纖維體和樹脂，使之快速進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)，同時(shí)蒸汽中的部分H₂O分子與樹脂的活性基團(tuán)—NCO進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，制造超輕質(zhì)厚型的纖維材料。

該發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.采用噴射高溫壓力蒸汽的快速熱傳遞技術(shù)進(jìn)行制造超輕質(zhì)厚型的纖維材料，具有無(wú)污染、能耗少、裝備簡(jiǎn)單、快速成型等特點(diǎn)，制造相同厚度的纖維材料，其成型時(shí)間大約為傳統(tǒng)的接觸式熱模壓方法的1/10～1/5，屬于一次成型工序。

2.在該材料成形加入MPU-20型聚氨酯樹脂，既可與纖維表面的絕大多數(shù)活性基團(tuán)反應(yīng)以保證纖維間一定的結(jié)合強(qiáng)度，且其端基—NCO還可與滲透中的H₂O分子反應(yīng)生成數(shù)量的氣體以提高纖維間接觸強(qiáng)度，以達(dá)到多微孔的目標(biāo)。