CN104005112B - 除车内异味防霉变的车顶棚面料和聚合物织物的制备方法 - Google Patents
除车内异味防霉变的车顶棚面料和聚合物织物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种聚合物织物的制备方法和除车内异味防霉变的车顶棚面料，其聚合物织物层采用带倍半硅氧烷侧链的聚合物织布，侧链上的倍半硅氧烷改变了聚醚整体的溶解性，使其不溶解于水中，而且具有良好的机械强度的高分子量聚合物。由于聚合物骨架不溶于乙醚而溶于水，而聚合物侧链溶于乙醚而不溶于水，因此聚合物上的倍半硅氧烷官能团容易聚集在喷丝纺丝得到的聚合物纤维外层，而内层则由于包有部分水汽，在后续干燥工艺中脱水形成微孔间隙，由此得到的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。同时吸附层具有较好的除异味和除水效果，从而有效地保持车顶棚面料的干燥，去除车内异味，防止车顶棚面料腐烂霉变。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零配件技术领域，尤其涉及一种除车内异味防霉变的车顶棚面料和聚合物织物的制备方法。
背景技术
汽车作为现代生活中必不可少的一种代步工具，在近几年已经得到非常大的普及。然而汽车空间作为一种典型的封闭环境，时间一长，各种异味难以避免。现在一些大品牌汽车采用了一定的技术，使汽车内饰对异味的吸附性变差，有利于在通风的条件下排散异味。但这并不是一种好的方法，尤其是冬夏，车主一般会常闭车窗，保证车内温度的舒适。为了去除车内的异味，市面上推出了各式各样的车内空气清新剂，但是这些空气清新剂，无一例外都属于化工制品，品质良莠不齐，如若使用不合格的车内空气清新剂，不仅不能改善车内空气质量，甚至使异味更重，并且空气清新剂中的某些成分还有致癌作用。
同时，由于汽车内环境密闭，而且常不通风，因此汽车顶棚容易发生受潮霉变，影响美观和车内环境卫生，不利于乘车人的身体健康。尤其是潮湿地带的情况更为严重，车顶棚面料受潮腐蚀，由内腐烂最终脱落，很大程度上影响了车顶棚面料的使用寿命。即使是气候干燥的地域，在夏日气候炎热的时候，车内空调常开，也容易导致湿气聚积，尤其是车顶棚空调出气口附近，也容易受潮霉变。
现有技术中，车顶棚面料得到了广泛的报道，例如，申请号为201320270122.3的中国专利文献报道了一种汽车顶棚，其顶棚本体前端设置有遮阳板安装区，遮阳板安装区之间设置有顶灯安装区，顶棚本体后端两侧设置有拉手安装区；顶棚本体是由金属顶盖、第一玻纤层、热塑性聚氨酯泡沫层、第二玻纤层、聚丙烯蜂窝隔音保温层、面料层组成，金属顶盖内侧面紧密设置有第一玻纤层，第一玻纤层内侧面紧密设置有热塑性聚氨酯泡沫层，热塑性聚氨酯泡沫层内侧面紧密设置有第二玻纤层，第二玻纤层内侧面紧密设置有聚丙烯蜂窝隔音保温层，聚丙烯蜂窝隔音保温层下方紧密设置有面料层。该车顶棚面料尽管具有较好的保温隔音效果，但是其去除异味以及防霉变的效果较差。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种除车内异味防霉变的车顶棚面料，具有较好的除车内异味以及防霉变的效果；本发明要解决的技术问题还在于提供一种聚合物织物的制备方法，制备的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。
有鉴于此，本发明提供了一种聚合物织物的制备方法，包括以下步骤：
将倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷、双金属氰化物络合物和起始剂混合得到混合物，升温至80～90℃，搅拌10～24h后出料，真空脱去环氧丙烷单体，超声洗涤后干燥，得到聚合产物；
将所述聚合产物溶解于四氢呋喃中，在乙醚蒸汽和水汽的混合气氛中进行喷丝纺丝，编织后得到聚合物织物。
优选的，所述双金属氰化物络合物按照如下方法制备：
将氯化锌、水和叔丁醇混合得到第一混合溶液，快速搅拌所述第一混合溶液，滴入六氰钴酸钾-水-叔丁醇混合液，滴加时间为60～120min，继续反应60～120min，得到白色沉淀物，反应温度为45～55℃；
将所述白色沉淀物离心分离，利用叔丁醇和水的混合溶液洗涤，在45～55℃真空干燥5～10h，得到双金属氰化物络合物。
优选的，所述氯化锌与六氰钴酸钾的摩尔比为1∶1～1.2，所述第一混合溶液中氯化锌与水的用量比为1g/7～10mL；所述第一混合溶液中水与叔丁醇的体积比为3∶1。
优选的，所述倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷和起始剂的摩尔比为1∶5～25∶0.001～0.002，所述双金属氰化物络合物与所述混合物的质量比为200～300mg/kg。
优选的，所述起始剂为丙二醇、乙二醇，甘油三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖、二乙胺和二乙烯三胺中的一种或多种。
优选的，所述乙醚蒸汽和水汽的总压力为0.9～1.1MPa，乙醚蒸汽和水汽的分压比为500∶1～1.5；纺丝温度为25～35℃。
优选的，所述聚合产物的化学式如式1)所示：
其中，m、n为聚合度。
相应的，本发明还提供一种除车内异味防霉变的车顶棚面料，由下到上依次包括：聚合物织物层、网布层、吸附层和海绵层，所述聚合物织物按照以上技术方案制备。
优选的，所述吸附层为包裹了吸附剂的亚麻布包，吸附剂由重量比为1～5∶10～20∶50～80∶1～5的硅胶、硅藻土、活性炭和分子筛组成。
优选的，所述吸附层和海绵层的厚度各自独立为0.9～1.1cm。
本发明提供了一种除车内异味防霉变的车顶棚面料，其聚合物织物层采用带倍半硅氧烷侧链的聚合物织布，侧链上的倍半硅氧烷改变了聚醚整体的溶解性，使其不溶解于水中，而且具有良好的机械强度好的高分子量聚合物。由于聚合物骨架不溶于乙醚而溶于水，而聚合物侧链溶于乙醚而不溶于水，因此聚合物上的倍半硅氧烷官能团容易聚集在喷丝纺丝得到的聚合物纤维外层，而内层则由于包有部分水汽，在后续干燥工艺中脱水形成微孔间隙，由此得到的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。同时吸附层具有较好的除异味和除水效果，从而有效地保持车顶棚面料的干燥，去除车内异味，防止车顶棚面料腐烂霉变。本发明提供的车顶棚面料在保证车内环境整洁美观的同时，有效地改善车内空气质量，无需使用任何形式的空气清新剂，环保安全，吸附层成本低廉并且可以方便地进行更换。
相应的，本发明还提供一种聚合物织物的制备方法，包括以下步骤：将倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷、双金属氰化物络合物和起始剂混合得到混合物，升温至80～90℃，搅拌10～24h后出料，真空脱去环氧丙烷单体，超声洗涤后干燥，得到聚合产物；将所述聚合产物溶解于四氢呋喃中，在乙醚蒸汽和水汽的混合气氛中进行喷丝纺丝，编织后得到聚合物织物。由于聚合产物的侧链上的倍半硅氧烷改变了聚醚整体的溶解性，使其不溶解于水中，而且具有良好的机械强度好的高分子量聚合物。聚合物骨架不溶于乙醚而溶于水，而聚合物侧链溶于乙醚而不溶于水，因此聚合物上的倍半硅氧烷官能团容易聚集在喷丝纺丝得到的聚合物纤维外层，而内层则由于包有部分水汽，在后续干燥工艺中脱水形成微孔间隙，由此得到的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。
附图说明
图1为本发明提供的车顶棚面料的侧面剖视图；
图2为本发明实施例中带倍半硅氧烷侧链的聚合物溶液喷丝纺丝工序示意图；
图3为本发明实施例中喷丝头俯视图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种除车内异味防霉变的车顶棚面料，如图1所示，由下到上依次包括：聚合物织物层1、网布层2、吸附层3和海绵层4，其中，所述聚合物织物层优选按照如下方法制备，包括以下步骤：
将倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷、双金属氰化物络合物(DMC催化剂)和起始剂混合得到混合物，升温至80～90℃，搅拌10～24h后出料，真空脱去环氧丙烷单体，超声洗涤后干燥，得到聚合产物；将所述聚合产物溶解于四氢呋喃中，在乙醚蒸汽和水汽的混合气氛中进行喷丝纺丝，编织后得到聚合物织物。
其中，所述聚合产物的化学式优选如式1)所示：
其中，m、n为聚合度。
更优选的，所述聚合产物的合成路线如下，
具体的，所述双金属氰化物络合物按照如下方法制备：将氯化锌、水和叔丁醇混合得到第一混合溶液，快速搅拌所述第一混合溶液，滴入六氰钴酸钾-水-叔丁醇混合液，滴加时间为60～120min，继续反应60～120min，得到白色沉淀物，反应温度为45～55℃；将所述白色沉淀物离心分离，利用叔丁醇和水的混合溶液洗涤，在45～55℃真空干燥5～10h，得到双金属氰化物络合物。
优选的，所述氯化锌与六氰钴酸钾的摩尔比为1∶1～1.2，所述第一混合溶液中氯化锌与水的用量比为1g/7～10mL；所述第一混合溶液中水与叔丁醇的体积比为3∶1。
在聚合物织物的制备过程中，聚合反应在干燥充氮处理后的高压反应釜中进行，优选控制压力为9.9～10.1MPa。所述倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷和起始剂的摩尔比为1∶5～25∶0.001～0.002，优选为1∶10～20∶0.001～0.002，更优选为1∶10～15∶0.001～0.002。所述双金属氰化物络合物与所述混合物的质量比为200～300mg/kg。所述起始剂为丙二醇、乙二醇，甘油三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖、二乙胺和二乙烯三胺中的一种或多种。
本发明在乙醚蒸汽和水汽中进行喷丝纺丝，工序示意图如附图2所示；所述喷丝头整体为圆形，喷丝头俯视如附图3所示，每个喷丝头上有45～50个喷嘴，喷嘴口径为0.9～1.1mm；所述卷绕速率为200～500m/min；所述乙醚蒸汽和水汽的总压力为0.9～1.1MPa，乙醚蒸汽和水汽的分压比为500∶1～1.5；纺丝温度为25～35℃；喷丝纺丝过程中采用的纺丝溶液的浓度为25～35％重量份。
在上述制备过程中，由于聚合产物的侧链上的倍半硅氧烷改变了聚醚整体的溶解性，使其不溶解于水中，而且具有良好的机械强度好的高分子量聚合物。由于聚合物骨架不溶于乙醚而溶于水，而聚合物侧链溶于乙醚而不溶于水，因此聚合物上的倍半硅氧烷官能团容易聚集在喷丝纺丝得到的聚合物纤维外层，而内层则由于包有部分水汽，在后续干燥工艺中脱水形成微孔间隙，由此得到的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。
在本发明提供的车顶棚面料中，所述吸附层为包裹了吸附剂的亚麻布包，吸附剂由重量比为1～5∶10～20∶50～80∶1～5的硅胶、硅藻土、活性炭和分子筛组成。
所述吸附层和海绵层的厚度各自独立为0.9～1.1cm
其中吸附层3与网布层2、海绵层4之间用魔法贴贴合，其他层之间用防水胶粘合。
所述防水胶用量为按面料面积计算1～2L/m2，上胶方式为手工上胶，上胶后室温风干粘合。
从以上方案可以看出，本发明提供的除车内异味防霉变的车顶棚面料，其聚合物织物层采用带倍半硅氧烷侧链的聚合物织布，侧链上的倍半硅氧烷改变了聚醚整体的溶解性，使其不溶解于水中，而且具有良好的机械强度好的高分子量聚合物。由于聚合物骨架不溶于乙醚而溶于水，而聚合物侧链溶于乙醚而不溶于水，因此聚合物上的倍半硅氧烷官能团容易聚集在喷丝纺丝得到的聚合物纤维外层，而内层则由于包有部分水汽，在后续干燥工艺中脱水形成微孔间隙，由此得到的聚合物织物透气性好，而且吸水性极差。同时吸附层具有较好除异味和除水效果，从而有效地保持车顶棚面料的干燥，去除车内异味，防止车顶棚面料腐烂霉变。本发明提供的车顶棚面料在保证车内环境整洁美观的同时，有效地改善车内空气质量，无需使用任何形式的空气清新剂，环保安全，吸附层成本低廉并且可以方便地进行更换。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
本发明实施例采用的倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷购自美国HybridPlatics公司，产品号EP0418。
实施例1
在快速搅拌的100mL氯化锌-水-叔丁醇(10g氯化锌，75mL水，25mL叔丁醇)混合溶液中，逐步滴入20mL六氰钴酸钾-水-叔丁醇混合液(24.5g六氰钴酸钾，15mL水，5mL叔丁醇)，大约100min滴加完毕，继续反应100min，控制反应过程温度在50℃；将反应生成白色沉淀物以离心方式(8000r/min)分离，分别用20mL叔丁醇-水混合溶液洗涤三次，在50℃真空干燥10h，即得白色块状DMC催化剂。
按摩尔投料比倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷∶环氧丙烷∶乙二醇＝1∶10∶0.001向干燥充氮处理后的高压反应釜中投料，按每千克投料添加250mg催化剂DMC，控制压力为10±0.1MPa，控制温度在85℃，搅拌反应16h后出料，真空脱去环氧丙烷单体，再以乙醚超声洗涤后干燥得到聚合产物，聚合物分子量以GPC测得为1～5MDa。
将带倍半硅氧烷侧链的聚合物溶解于四氢呋喃中，制得浓度30％(重量分数)的纺丝原液，将纺丝原液经过混合、过滤和脱泡后，按附图2的工序，设置卷绕速率为400m/min在1±0.1MPa的乙醚蒸汽和水汽中进行喷丝纺丝，所纺的丝在50℃下烘干，其中，乙醚蒸汽和水汽分压比为500∶1，温度为30℃。
以所纺得的新型聚合物丝针织得到车顶棚最外层所用的针织布面料。
实施例2
配制吸附剂，重量份比例如下硅胶∶硅藻土∶活性炭∶分子筛＝3∶15∶80∶5；将混合均匀的吸附剂填入亚麻布包中，填充完毕后将亚麻布包周边缝紧，最终异味吸附层厚度为1.05cm；将异味吸附层与海绵层和网布层用魔法贴贴合，海绵层厚度为1cm；然后将新型聚合物织布层用防水胶与网布层粘合，防水胶用量为按面料面积计算1L/m2，上胶方式为手工上胶，上胶后室温风干粘合。在室温下风干即可得到成品。所述防水胶购自上海苏澳化工有限公司，型号SA-1002。
将成品车顶棚面料组装于吉利汽车2013款1.5L手动精英型，然后往车内放入10mL甲醛，封闭车门车窗1h，再将甲醛取出，封闭车门车窗1h，然后车内空气中甲醛浓度为0.03mg/m3，符合中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》；而相同条件下，未组装本发明车顶棚面料的车型的车内空气中甲醛浓度为5.6mg/m3，大大超出了允许的标准。
实施例3
配制吸附剂，重量份比例如下硅胶∶硅藻土∶活性炭∶分子筛＝2∶20∶70∶5；将混合均匀的吸附剂填入亚麻布包中，填充完毕后将亚麻布包周边缝紧，最终异味吸附层厚度为1cm；将异味吸附层与海绵层和网布层用魔法贴贴合，海绵层厚度为1cm；然后将新型聚合物织布层用防水胶与网布层粘合，防水胶用量为按面料面积计算1L/m2，上胶方式为手工上胶，上胶后室温风干粘合。在室温下风干即可得到成品。所述防水胶购自上海苏澳化工有限公司，型号SA-1002。
将成品车顶棚面料组装于吉利汽车2013款1.5L手动精英型，然后往车内放入10mL甲醛，封闭车门车窗1h，再将甲醛取出，封闭车门车窗1h，然后车内空气中甲醛浓度为0.05mg/m3，符合中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》；而相同条件下，未组装本发明车顶棚面料的车型的车内空气中甲醛浓度为5.6mg/m3，大大超出了允许的标准。
实施例4
配制吸附剂，重量份比例如下硅胶∶硅藻土∶活性炭∶分子筛＝1∶20∶80∶5；将混合均匀的吸附剂填入亚麻布包中，填充完毕后将亚麻布包周边缝紧，最终异味吸附层厚度为0.95cm；将异味吸附层与海绵层和网布层用魔法贴贴合，海绵层厚度为1cm；然后将新型聚合物织布层用防水胶与网布层粘合，防水胶用量为按面料面积计算1L/m2，上胶方式为手工上胶，上胶后室温风干粘合。在室温下风干即可得到成品。所述防水胶购自上海苏澳化工有限公司，型号SA-1002。
将成品车顶棚面料组装于吉利汽车2013款1.5L手动精英型，然后往车内放入10mL甲醛，封闭车门车窗1h，再将甲醛取出，封闭车门车窗1h，然后车内空气中甲醛浓度为0.04mg/m3，符合中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》；而相同条件下，未组装本发明车顶棚面料的车型的车内空气中甲醛浓度为5.6mg/m3，大大超出了允许的标准。
实施例5
随机选取一块本发明车顶棚面料，将其与一块普通购自吉利汽车4S店的车顶棚面料一起置于354±1℃，湿度为80±1％的环境中，自然放置3个月，可以发现，普通车顶棚面料中的海绵层已经明显霉变腐烂，而本发明车顶棚面料中的海绵层仍然完好无损。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种聚合物织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷、双金属氰化物络合物和起始剂混合得到混合物，升温至80～90℃，搅拌10～24h后出料，真空脱去环氧丙烷单体，超声洗涤后干燥，得到聚合产物；
将所述聚合产物溶解于四氢呋喃中，在乙醚蒸汽和水汽的混合气氛中进行喷丝纺丝，编织后得到聚合物织物，
所述起始剂为丙二醇、乙二醇，甘油三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖、二乙胺和二乙烯三胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双金属氰化物络合物按照如下方法制备：
将氯化锌、水和叔丁醇混合得到第一混合溶液，快速搅拌所述第一混合溶液，滴入六氰钴酸钾-水-叔丁醇混合液，滴加时间为60～120min，继续反应60～120min，得到白色沉淀物，反应温度为45～55℃；
将所述白色沉淀物离心分离，利用叔丁醇和水的混合溶液洗涤，在45～55℃真空干燥5～10h，得到双金属氰化物络合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氯化锌与六氰钴酸钾的摩尔比为1∶1～1.2，所述第一混合溶液中氯化锌与水的用量比为1g/7～10mL；所述第一混合溶液中水与叔丁醇的体积比为3∶1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述倍半硅氧烷衍生化的环氧丙烷、环氧丙烷和起始剂的摩尔比为1∶5～25∶0.001～0.002，所述双金属氰化物络合物与所述混合物的质量比为200～300mg/kg。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙醚蒸汽和水汽的总压力为0.9～1.1MPa，乙醚蒸汽和水汽的分压比为500∶1～1.5；纺丝温度为25～35℃。
6.一种除车内异味防霉变的车顶棚面料，其特征在于，由下到上依次包括：聚合物织物层、网布层、吸附层和海绵层，所述聚合物织物按照权利要求1～5任意一项所述的方法制备。
7.根据权利要求6所述的车顶棚面料，其特征在于，所述吸附层为包裹了吸附剂的亚麻布包，吸附剂由重量比为1～5∶10～20∶50～80∶1～5的硅胶、硅藻土、活性炭和分子筛组成。
8.根据权利要求6所述的车顶棚面料，其特征在于，所述吸附层和海绵层的厚度各自独立为0.9～1.1cm。
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