CN104294603A - 一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，贝壳在氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合的溶液中，利用超声波除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并干燥后，粉碎制成贝壳生物质填料；添加有机硅表面改性剂，在高速混合机中混合，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；按照质量份数将85-95份的水性聚氨酯，10-30份的改性贝壳生物质填料，5-10份的水性成孔剂，1-4份的水性稳泡剂，1-4份水性交联剂，1-5水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。本发明的有益效果是利用了废弃贝壳作为环保纺织涂层粘合剂。
Description
技术领域
本发明属于纺织涂层粘合剂制备技术领域，涉及一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法。
背景技术
海洋渔业加工过程中仅利用了贝壳的肉质，然而占总质量60％以上的外壳则被当作固体废弃物丢弃或填埋，据统计我国从1990年至2010年累计产出9595.74万吨废弃贝壳，不仅浪费了宝贵的可再生贝壳资源，还造成环境负担。如何资源化利用可再生的贝壳资源，变废为宝，提高资源利用率，提高渔业附加价值，是迫切亟待解决的问题。
贝壳的主要成分为碳酸钙，占到总质量的95％以上，将贝壳生物质填料作为热塑性/热固性高分子的碳酸钙填料替代品的相关研究为贝壳的资源化利用开辟了新的方向。如能将贝壳生物质填料应用于水性聚氨酯纺织涂层材料，具有以下优势：具备规模化利用大宗的贝壳资源的市场需求；可避免传统碳酸钙制备因采矿引起的植被破坏及高能耗；贝壳是一种经过长时间进化、天然的有机-无机杂化材料，尤其是其珍珠层具有高强度、高韧性的特性，可赋予材料高性能；贝壳富含官能团及特殊的多层、多微孔结构，可通过结构修饰引入功能基团，赋予材料功能性，如透水汽性、阻燃性能、抗菌防霉性能等；生命起源于海洋，含有珍珠层、有机质及活性成分的贝壳与人体具有天然的亲和力,以其制备海洋生物纺织材料及制品，可提高纺织品的人体舒适度及其档次。因此，实现壳生物质填料填充聚氨酯复合材的高性能化，在纺织品的清洁化、功能化、高性能化、人体舒适性需求日益迫切的今天具有重要意义。
贝壳生物质填料实现聚氨酯复合材的高性能需解决贝壳粉体与聚氨酯基体的相容性及分散性。粉体于高分子基材的相容性及分散性与粉体的表面性能相关，通过相似相容的原理，利用贝壳富含的活性基团对贝壳粉体表面进行改性，使其获得与聚氨酯相似的表面性能，提高贝壳粉体与聚氨酯的界面相互用及界面相容性，从而提高贝壳生物质填料于聚氨酯基体材料的相容性及分散性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，解决了目前贝壳被当做废品处理，浪费资源的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：贝壳前处理及超细粉碎；贝壳在氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合的溶液中，利用超声波除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并80-120℃干燥后，粉碎至1000-2000目，制成贝壳生物质填料；
步骤2：贝壳生物质填料的表面改性；贝壳生物质填料中添加0.5-5％的有机硅表面改性剂，在高速混合机中混合5-20分钟，混合温度40-110℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
步骤3：按照质量份数将85-95份的水性聚氨酯，10-30份的改性贝壳生物质填料，5-10份的水性成孔剂，1-4份的水性稳泡剂，1-4份水性交联剂，1-5水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
进一步，所述氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合后含量为0.1-0.6mol/L。
进一步，所述超声波频率：15～40KHz。
进一步，所述微纳孔涂层胶的泡比在1:2至1:6之间。
本发明的有益效果是利用了废弃贝壳作为环保纺织涂层粘合剂。
附图说明
图1是本发明制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种基于改性贝壳生物质填料的环保纺织涂层粘合剂的制备方法。如图1所示，按照以下步骤进行：
步骤1：贝壳前处理及超细粉碎：贝壳在氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合后含量为0.1-0.6mol/L的溶液中，利用超声波除去贝壳表面污染物及角质层，超声波频率：15～40KHz，水洗并80-120℃干燥后，粉碎至1000-2000目，制成贝壳生物质填料；
步骤2：贝壳生物质填料的表面改性：贝壳生物质填料中添加0.5-5％的有机硅表面改性剂，在高速混合机中混合5-20分钟，混合温度40-110℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
步骤3：按照质量份数将85-95份的水性聚氨酯，10-30份的改性贝壳生物质填料，5-10份的水性成孔剂，1-4份的水性稳泡剂，1-4份水性交联剂，1-5水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成泡比在1:2至1:6之间的微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
本发明的优点：利用有机硅表面活性剂改性贝壳生物质填料，降低贝壳生物质填料的表面能，减小颗粒间粘附力，获得具有良好分散性及与聚氨酯基体良好相容性的改性贝壳生物质填料；工艺简单，材料水性环保，资源化利用废弃贝壳，变废为宝，节约成本。
下面列举具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：
(1)贝壳前处理及超细粉碎：贝壳在0.2mol/L的氢氧化钠碱性溶液中，在20KHz的超声作用下，除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并80℃干燥后，粉碎至1000目，制成贝壳生物质填料；
(2)贝壳生物质填料的表面改性：在贝壳生物质填料中添加占其重量1％的有机硅表面改性剂，混合物在高速混合机中混合10分钟，混合温度50℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
(3)将85份的水性聚氨酯，10份的改性贝壳生物质填料，5份的水性成孔剂，1份的水性稳泡剂，1份水性交联剂，1水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成泡比在1:2的微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
实施例2：
(1)贝壳前处理及超细粉碎：贝壳在0.3mol/L的氢氧化钾碱性溶液中，在30KHz的超声作用下，除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并100℃干燥后，粉碎至1500目，制成贝壳生物质填料；
(2)贝壳生物质填料的表面改性：在贝壳生物质填料中添加占其重量2％的有机硅表面改性剂，混合物在高速混合机中混合15分钟，混合温度100℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
(3)将90份的水性聚氨酯，20份的改性贝壳生物质填料，8份的水性成孔剂，3份的水性稳泡剂，2份水性交联剂，3水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成泡比在1:4的微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
实施例3：
(1)贝壳前处理及超细粉碎：贝壳在0.6mol/L的氢氧化钠和碳酸钠混合溶液中，在40KHz的超声作用下，除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并110℃干燥后，粉碎至2000目，制成贝壳生物质填料；
(2)贝壳生物质填料的表面改性：在贝壳生物质填料中添加占其重量5％的有机硅表面改性剂，混合物在高速混合机中混合20分钟，混合温度110℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
(3)将95份的水性聚氨酯，30份的改性贝壳生物质填料，10份的水性成孔剂，4份的水性稳泡剂，4份水性交联剂，5水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成泡比在1:6的微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
对上述三个实施例获得的环保纺织涂层粘合剂及其应用性能进行检测，检测结果如下表1所示。静水压的检测采用AATCC127-2008防水性：静水压试验；透湿量的检测采用ASTME96-2005氯化钙吸湿法。
表1
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：贝壳前处理及超细粉碎；贝壳在氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合的溶液中，利用超声波除去贝壳表面污染物及角质层，水洗并80-120℃干燥后，粉碎至1000-2000目，制成贝壳生物质填料；
步骤2：贝壳生物质填料的表面改性；贝壳生物质填料中添加0.5-5％的有机硅表面改性剂，在高速混合机中混合5-20分钟，混合温度40-110℃，使改性剂在贝壳生物质填料颗粒表面均匀附着，制成改性贝壳生物质填料；
步骤3：按照质量份数将85-95份的水性聚氨酯，10-30份的改性贝壳生物质填料，5-10份的水性成孔剂，1-4份的水性稳泡剂，1-4份水性交联剂，1-5水性增稠剂，剪切搅拌30分钟，再经机械发泡形成微纳孔涂层胶，微纳孔涂层胶就是制作成功的环保纺织涂层粘合剂。
2.按照权利要求1所述一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾三种之一或任意组合后含量为0.1-0.6mol/L。
3.按照权利要求1所述一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，其特征在于：所述超声波频率：15～40KHz。
4.按照权利要求1所述一种基于贝壳的环保纺织涂层粘合剂的制备方法，其特征在于：所述微纳孔涂层胶的泡比在1:2至1:6之间。
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