一種低voc的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特征在于,所述的麻纖維與聚丙烯的質(zhì)量比為麻纖維50%,聚丙烯50%,所述一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法包括機械改性方法、納米粘土改性方法、偶聯(lián)劑改性方法,改性后采用非織造結(jié)合熱壓成型工藝制備復(fù)合材料。所述機械改性方法為碾壓揉搓后的麻纖維與聚丙烯纖維混合,所述納米粘土改性方法為制備納米粘土懸浮液,所述偶聯(lián)劑改性方法為將制備的納米粘土懸浮液與制備的偶聯(lián)劑溶液混合,然后將納米粘土-偶聯(lián)劑水溶液噴淋到麻、聚丙烯混合纖維中,所述所噴淋的納米粘土-偶聯(lián)劑水溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%。
【專利說明】—種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國際能源的日益緊缺、能源價格的不斷攀升和環(huán)保壓力越來越大,各國政府對節(jié)能、環(huán)保技術(shù)的研究越來越重視、其中最重要的措施之一就是推廣輕量化、環(huán)境友好型材料的應(yīng)用。天然生物麻纖維復(fù)合材料是一種滿足節(jié)能、環(huán)保、可回收等要求的新材料。它可廣泛應(yīng)用與車輛、建筑、飛機和日常辦公用品等領(lǐng)域。天然生物麻纖維包括大麻、亞麻、劍麻等低成本生物材料。它不僅來源廣泛,且高強、高模且耐沖擊性強。然而,由于天然麻纖維增強復(fù)合材料因為V0C,尤其是甲醛、乙醛超標嚴重而在應(yīng)用中受到了影響,所以急需采用改性技術(shù)降低此類材料在使用過程中的VOC揮發(fā)量。
[0003]因此,現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,旨在解決降低復(fù)合材料的VOC(尤其是甲醛、乙醛)揮發(fā)量,增大麻纖維增強聚丙烯復(fù)合材料的使用范圍等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明在于提供一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,通過機械碾壓揉搓作用可以去除麻纖維表面的果膠、半纖維素等脆性、并能引發(fā)甲醛及乙醛等產(chǎn)生的纖維成分;納米粘土的片層狀結(jié)構(gòu)可以抑制VOC的揮發(fā);偶聯(lián)劑可以增強麻纖維與聚丙烯之間的界面粘合,進而可抑制VOC的產(chǎn)生及揮發(fā)。
【具體實施方式】
[0007]本發(fā)明提供一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確,以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0008]本發(fā)明一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法中所述的麻纖維與聚丙烯的質(zhì)量比為:麻纖維50%,聚丙烯50%。
[0009]本發(fā)明一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法包括機械改性方法、納米粘土改性方法、偶聯(lián)劑改性方法,改性后采用非織造結(jié)合熱壓成型工藝制備復(fù)合材料。所述機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法包括:碾壓揉搓后的麻纖維與聚丙烯纖維混合,制備納米粘土懸浮液,將制備的納米粘土懸浮液與制備的偶聯(lián)劑溶液混合,將納米粘土 -偶聯(lián)劑水溶液噴淋到麻、聚丙烯混合纖維中,所述所噴淋的納米粘土 -偶聯(lián)劑水溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%。[0010]所述麻纖維碾壓揉搓機械處理共分為四區(qū)對麻纖維進行碾壓揉搓處理,其中I區(qū)共4對壓輥,每個壓輥上有20個溝槽,I區(qū)長度為56.2cm ;其中2區(qū)共4對壓輥,每個壓輥上有22個溝槽,2區(qū)長度為56.2cm ;其中3區(qū)共2對壓輥,每個壓輥上有24個溝槽,3區(qū)長度為24.2cm ;其中4區(qū)共2對壓輥,每個羅拉上有24個溝槽,4區(qū)長度為24.2cm ;碾壓揉搓后的纖維開松后備用。所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種,所述麻纖維在進入I區(qū)碾壓揉搓之前加濕0-15 %,所述碾壓揉搓次數(shù)為1-3次,所述每對壓輥之間的壓力為700-1600N。
[0011]所述納米粘土改性方法,將麻、聚丙烯混合纖維質(zhì)量0.25-1%的納米粘土、納米粘土質(zhì)量50%的分散劑加入到混合纖維質(zhì)量5-15%的水中,先使用機械攪拌器在1000-1300rpm轉(zhuǎn)速下攪拌0.5_2h,隨后在1700_2000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌1.5_3h,制備出均勻分散的納米粘土懸浮溶液,其中,所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種,所述納米粘土是粒徑范圍在2-10 μ m的納米蒙脫土,所述分散劑是聚乙烯吡咯烷酮。
[0012]所述偶聯(lián)劑改性方法,取適量偶聯(lián)劑放入水中攪拌均勻,所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑中450、550、601、803的任意一種,所述偶聯(lián)劑水溶液的濃度為1_35 %,取適量偶聯(lián)劑水溶液噴淋到麻、聚丙烯混合纖維中,所述所噴淋的偶聯(lián)劑水溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%,所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種。
[0013]通過開松、梳理、針刺、熱壓成復(fù)合材料,所述熱壓溫度在200-22(TC之間,所述熱壓時間在l_3min間。
[0014]本發(fā)明公開了一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特點在于所選用的麻纖維為大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的一種,納米粘土為納米蒙脫土,硅烷偶聯(lián)劑為450、550、601、803的一種,樹脂為聚丙烯。本發(fā)明中碾壓揉搓機械處理方法、偶聯(lián)劑改性方法、納米粘土改性方法可以單獨使用,也可以兩兩聯(lián)合,或三者聯(lián)合使用,向麻、聚丙烯混合纖維中噴淋的懸浮液或溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%。本發(fā)明采用機械、納米、化學(xué)技術(shù)對麻纖維及聚丙烯纖維進行改性,降低了復(fù)合材料中VOC的產(chǎn)生量和揮發(fā)量,增大了麻纖維增強聚丙烯復(fù)合材料在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
[0015]實施例1
[0016]取50g大麻纖維與50g聚丙烯纖維經(jīng)開松、梳理、針刺、熱壓制成復(fù)合材料,熱壓溫度為200°C,熱壓時間為3min。檢測結(jié)果為甲醛為3.14mg/kg,乙醛為34.63mg/kg。
[0017]實施例2
[0018]取IOOg大麻纖維進行碾壓揉搓處理,纖維在進行第I區(qū)碾壓揉搓前加濕10g,纖維依次通過I區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)的碾壓揉搓,每對上下壓輥之間的壓力約為750N,揉搓I次后開松備用。取50g碾壓揉搓后的大麻纖維與50g聚丙烯纖維經(jīng)開松、梳理、針刺、熱壓制成復(fù)合材料,熱壓溫度為210°C,熱壓時間為2.5min。檢測結(jié)果為甲醒為3.21mg/kg,乙醒為31.66mg/kg。
[0019]實施例3
[0020]取一 70g大麻纖維進行碾壓揉搓處理,纖維在進行第I區(qū)碾壓揉搓前加濕7g,纖維依次通過I區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)的碾壓揉搓,每對上下壓輥之間的壓力約為750N,揉搓I次后開松備用。取0.25g納米蒙脫土,0.125g聚乙烯吡咯烷酮加入到15g水中,先用機械攪拌器在1350rpm下攪拌Ih,隨后在1700rpm攪拌2h,制備均勻分散的納米粘土懸浮液。將納米粘土懸浮液在開松環(huán)節(jié)通過噴淋方式噴灑到大麻纖維與聚丙烯纖維中,其中大麻纖維為50g,聚丙烯纖維為50g,隨后經(jīng)梳理、針刺、熱壓制成復(fù)合材料,其中熱壓溫度為215°C,熱壓時間為2min。檢測結(jié)果為甲醒為1.32mg/kg,乙醒為12.0Omg/kg。
[0021]實施例4
[0022]取0.25g納米蒙脫土,0.125g聚乙烯吡咯烷酮加入到15g水中,先用機械攪拌器在1350rpm下攪拌Ih,隨后在1700rpm攪拌2h,制備均勻分散的納米粘土懸浮液。將5g550偶聯(lián)劑添加到納米粘土懸浮液中并攪拌均勻。將20.375g納米粘土 -偶聯(lián)劑懸浮溶液噴淋到混合纖維中,隨后經(jīng)梳理、針刺、熱壓制成復(fù)合材料,其中熱壓溫度為220°C,熱壓時間為
1.5min。檢測結(jié)果為甲醒為0.59mg/kg,乙醒為15.50mg/kg。
[0023]應(yīng)當理解的是,本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進或變換,所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特征在于,所述的麻纖維與聚丙烯的質(zhì)量比為麻纖維50%,聚丙烯50%,所述一種低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法包括機械改性方法、納米粘土改性方法、偶聯(lián)劑改性方法,改性后采用非織造結(jié)合熱壓成型工藝制備復(fù)合材料。所述機械改性方法為碾壓揉搓后的麻纖維與聚丙烯纖維混合,所述納米粘土改性方法為制備納米粘土懸浮液,所述偶聯(lián)劑改性方法為將制備的納米粘土懸浮液與制備的偶聯(lián)劑溶液混合,然后將納米粘土 -偶聯(lián)劑水溶液噴淋到麻、聚丙烯混合纖維中,所述所噴淋的納米粘土-偶聯(lián)劑水溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特征在于,所述麻纖維碾壓揉搓機械處理共分為四區(qū)對麻纖維進行碾壓揉搓處理,其中1區(qū)共4對壓輥,每個壓輥上有20個溝槽,1區(qū)長度為56.2cm,其中2區(qū)共4對壓輥,每個壓輥上有22個溝槽,2區(qū)長度為56.2cm,其中3區(qū)共2對壓輥,每個壓輥上有24個溝槽,3區(qū)長度為24.2cm,其中4區(qū)共2對壓輥,每個羅拉上有24個溝槽,4區(qū)長度為24.2cm,碾壓揉搓后的纖維開松后備用,所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種,所述麻纖維在進入1區(qū)碾壓揉搓之前加濕0-15%,所述碾壓揉搓次數(shù)為1-3次,所述每對壓輥之間的壓力為700-1600N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特征在于,所述納米粘土改性方法,將麻、聚丙烯混合纖維質(zhì)量0.25-1%的納米粘土、納米粘土質(zhì)量50%的分散劑加入到混合纖維質(zhì)量5-15%的水中,先使用機械攪拌器在1000-1300rpm轉(zhuǎn)速下攪拌0.5-2h,隨后在1700-2000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌1.5_3h,制備出均勻分散的納米粘土懸浮溶液,其中,所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種,所述納米粘土是粒徑范圍在2-10 μ m的納米蒙脫土,所述分散劑是聚乙烯吡咯烷酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述低VOC的麻纖維機械、納米、化學(xué)結(jié)合的制備方法,其特征在于,所述偶聯(lián)劑改性方法,取適量偶聯(lián)劑放入水中攪拌均勻,所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑中450、550、601、803的任意一種,所述偶聯(lián)劑水溶液的濃度為1_35%,取適量偶聯(lián)劑水溶液噴淋到麻、聚丙烯混合纖維中,所述所噴淋的偶聯(lián)劑水溶液是麻、聚丙烯混合纖維的5-25%,所述麻纖維是大麻、亞麻、洋麻、黃麻中的任意一種。通過開松、梳理、針刺、熱壓成復(fù)合材料,所述熱壓溫度在200-220°C之間,所述熱壓時間在1-3min間。
【文檔編號】D04H1/4291GK103786350SQ201410010997
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】王春紅, 任子龍, 趙玲 申請人:長春博超汽車零部件股份有限公司