CN103057239A - 一种废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料的制备方法，其特征在于以来源广泛的废旧涤棉织物为增强体、以熔点为120～140℃的低熔点涤纶为基体，废旧涤棉织物和低熔点涤纶以三明治结构进行铺层混合，其重量百分比为70～40∶30～60；然后将铺好层的废旧涤棉织物/低熔点涤纶先在热压机上进行预压，预压温度为常温～50℃，压力为5～8MPa，预压时间为1～5min，得到复合材料预制件。然后进行热压，热压温度比所选择的低熔点涤纶的热压温度高5～15℃，压力为6～12MPa，热压时间为5～20min。本发明所制备的复合材料具有较好的拉伸强度、弯曲强度，可作为建筑、家具、土木工程等领域的替代材料。本发明可使大量的废旧涤棉织物得到利用，可解决这些废旧织物带来的环境问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其是涉及一种基于废旧涤棉织物、低熔点涤纶的复合材料的制备方法，属复合材料制备技术领域。
背景技术
涤纶是第一大合成纤维，世界年产量约4900万吨，其中约有3900万吨涤纶用于纺织工业，而约有1200万吨涤纶纤维用于生产涤棉混纺织物。我国是人口大国也是纺织品生产、消费大国，每年纺织行业消耗棉、麻、化纤等各类纺织纤维原料达3500万吨。同时，据有关专家测算，每年在生产环节产生的纺织边角料和家庭废弃的纺织品合计超过2000万吨。废旧纺织品循环利用已经被写入《中国纺织工业“十二五”规划(2011-2015年)》中。做好废旧纺织品的综合利用，不仅可以节约日益减少的石油资源，还可减少环境污染。
目前，废旧纺织品的回收再利用方法主要有以下几种：①物理回收：对废旧纺织品进行初步的机械加工后，就可以被重新利用，或是得到一些初级原材料，此法利用有限，且附加值低；②能量回收：将废旧纺织品焚烧转化为热量，用于火力发电，如发明专利(CN101260335)介绍了用废弃衣物燃料代替煤，此法易造成环境污染；③化学回收：将废旧纺织品中的高分子聚合物解聚，得到单体，然后再利用这些单体制造新的化学纤维，如发明专利(CN1035515)介绍了对废旧涤棉织物中的涤纶进行解聚，再把低聚物与棉纤维进行分离，棉纤维经洗涤、干燥可用于造纸等工业，低聚物组分可直接用于合成聚酯产品，此法成本较高。上述几种方法都存在不足，废旧纺织品的高效利用课题还需要广泛研究。
以废旧涤棉织物本来的形态与热塑型聚合物如丙纶、聚乳酸、涤纶等制备层压复合材料，但由于丙纶、聚乳酸、普通涤纶的熔点较高，在制备复合材料热压过程中易对织物造成损伤，因此，采用低熔点涤纶作基质更合适。发明专利(CN101096134)涉及一种夹层结构纤维板的制造方法，其方法是利用亚麻纤维和低熔点涤纶为原料，将两种纤维按不同比例混合后梳理成网，并对纤网喷洒阻燃剂，然后将三重纤网铺叠制成夹层结构纤网，其中上下皮层纤网成分相同，中间芯层纤网低熔点涤纶比例小，最后将三层纤网连同装饰面料一起经热压制成夹层结构纤维板。
本发明提供了一种低成本的废旧涤棉织物、低熔点涤纶复合材料的制备方法。所制备复合材料可用于建筑、家具、土木工程等领域。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足及高成本，提供一种废旧涤棉纺织品资源化的方法。
本发明以低熔点涤纶材料为基体，以废旧的涤棉织物为骨架材料制备复合材料，该复合材料成型良好。涤棉织物中的普通涤纶熔点约为260℃，低熔点涤纶选择其熔点为120～140℃，低于丙纶、聚乳酸的熔点(约160℃)，高于沸水温度100℃，以提高其使用热稳定性。对涤棉织物与低熔点涤纶混合材料进行热压，采用高于低熔点涤纶的熔点且低于涤棉织物中普通涤纶的熔点的热压温度，在热压过程中，低熔点涤纶熔融流动，可浸润涤棉织物，涤棉织物中的普通涤纶组分处于其玻璃化温度(约90℃)以上，处于高弹态；同时，由于低熔点涤纶也保留了普通涤纶的部分特性，与普通涤纶具有良好的相容性和粘结性。降温冷却后，低熔点涤纶可将涤棉织物很好的黏结在一起，涤棉织物中的普通涤纶组分还保持纤维状，不仅可以增强复合材料，而且还可以提高与低熔点涤纶的界面粘结性。
本发明涤棉织物包括各种混纺比、各种颜色的涤棉机织物、涤棉针织物、涤棉非织造布等。低熔点涤纶熔点为120～140℃，可为长丝、短纤维、纱线，织物，非织造纤维网等。废旧涤棉织物和低熔点涤纶的重量百分比为70～40∶30～60。
本发明复合材料制备过程包括以下工艺步骤：
(1)洗涤：将废旧涤棉织物按照常规洗涤方法在水中洗涤干净；
(2)晾干：将洗好的涤棉织物在自然条件下晾干；
(3)铺层混合：将若干层废旧涤棉织物与低熔点涤纶进行铺层混合，低熔点涤纶分若干层，置于废旧涤棉织物中间，如同三明治结构，上、下两表面可选用涤棉织物或低熔点涤纶；
(4)预压：将铺层混合的低熔点涤纶、涤棉织物材料在热压机上进行预压得到预制件，预压温度为常温～50℃，压力为5～8MPa，预压时间为1～5min；
(5)热压：将预制件在热压机上进行热压得到复合材料，热压温度比所选择的低熔点涤纶的热压温度高5～10℃，压力为6～12MPa，热压时间为5～20min；
(6)冷却：将热压后的材料在常温下自然冷却得到复合材料板材。
本发明所制备的废旧涤棉织物增强低熔点涤纶复合材料具有以下优点：(1)使用废旧的涤棉织物，资源再利用，有利于减少对环境的污染以及节省新原料；(2)由于所选用基质为热塑性高聚物，复合材料可回用；(3)热压温度低，可减少对涤棉织物的损伤，所制备的复合材料具有较好的拉伸强度、弯曲强度。所制备复合材料可作为建筑、家具、土木工程等领域的替代材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料制备方法实施例1
(1)洗涤：将废旧涤棉织物按照常规洗涤方法在水中洗涤干净；
(2)晾干：将洗好的涤棉织物在自然条件下晾干；
(3)铺层混合：低熔点涤纶熔点为120℃，废旧涤棉织物、低熔点涤纶重量百分比为50∶50。将若干层废旧涤棉织物与低熔点涤纶进行铺层混合，低熔点涤纶分若干层，置于废旧涤棉织物中间，如同三明治结构，上、下两表面选用低熔点涤纶；
(4)预压：将铺层混合的低熔点涤纶、涤棉织物材料在热压机上进行预压得到预制件，预压温度为常温，压力为6MPa，预压时间为5min；
(5)热压：将预制件在热压机上进行热压得到复合材料，热压温度为130℃，压力为8MPa，热压时间为10min；
(6)冷却：将热压后的材料在常温下自然冷却得到复合材料板材。
废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料制备方法实施例2
(1)洗涤：将废旧涤棉织物按照常规洗涤方法在水中洗涤干净；
(2)晾干：将洗好的涤棉织物在自然条件下晾干；
(3)铺层混合：低熔点涤纶熔点为130℃，废旧涤棉织物、低熔点涤纶重量百分比为60∶40。将若干层废旧涤棉织物与低熔点涤纶进行铺层混合，低熔点涤纶分若干层，置于废旧涤棉织物中间，如同三明治结构，上、下两表面选用涤棉织物；
(4)预压：将铺层混合的低熔点涤纶、涤棉织物材料在热压机上进行预压得到预制件，预压温度为常温，压力为8MPa，预压时间为3min；
(5)热压：将预制件在热压机上进行热压得到复合材料，热压温度为135℃，压力为6MPa，热压时间为15min；
(6)冷却：将热压后的材料在常温下自然冷却得到复合材料板材。
Claims (4)
1.一种源于废旧涤棉织物、低熔点涤纶的复合材料的制备方法，其特征在于，以来源广泛的废旧涤棉织物为增强体、以低熔点涤纶为基体制备复合材料，废旧涤棉织物和低熔点涤纶的重量百分比为70～40∶30～60。
2.如权利要求1所述的一种废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料的制备方法，其特征在于，所述废旧涤棉织物可以是各种混纺比、各种颜色的涤棉机织物、涤棉针织物、涤棉非织造布等。
3.如权利要求1所述的一种废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料的制备方法，其特征在于，所述低熔点涤纶的熔点为120～140℃的低熔点涤纶长丝、短纤维、纱线、织物、纤维网或非织造布等。
4.如权利要求1所述的一种废旧涤棉织物/低熔点涤纶复合材料的制备方法，其特征在于，制备具体步骤如下：
(1)洗涤：将废旧涤棉织物按照常规洗涤方法在水中洗涤干净；
(2)晾干：将洗好的涤棉织物在自然条件下晾干；
(3)铺层混合：将若干层废旧涤棉织物与低熔点涤纶进行铺层混合，低熔点涤纶分若干层，置于废旧涤棉织物中间，如同三明治结构，上、下两表面可选用涤棉织物或低熔点涤纶；
(4)预压：将铺层混合的低熔点涤纶、涤棉织物材料在热压机上进行预压得到预制件，预压温度为常温～50℃，压力为5～8MPa，预压时间为1～5min；
(5)热压：将预制件在热压机上进行热压得到复合材料，热压温度比所选择的低熔点涤纶的热压温度高5～15℃，压力为6～12MPa，热压时间为5～20min；
(6)冷却：将热压后的材料在常温下自然冷却得到复合材料板材。
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| 沈巨磊 等: "基于废弃混纺纤维循环利用的板材成型技术及其性能", 《纺织学报》 * |
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