CN106279825A - 一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材及其制备方法，组成原料按照重量份为：丁腈橡胶50‑60份、聚氨酯橡胶30‑40份、12‑羟基硬脂酸甲酯10‑15份、甲基丙烯酸镁8‑12份、乙烯基三丁酮肟基硅烷6‑10份、尼龙66短纤维20‑25份、聚己二酸丙二醇酯5‑10份、二甘醇二苯甲酸酯10‑16份。本发明本发明丁腈橡胶与聚氨酯橡胶复配具有优异的耐油性和良好的耐磨性、耐老化性和气密性，12‑羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁与乙烯基三丁酮肟基硅烷等助剂一起构成粘合体系，对橡胶与尼龙66短纤维的粘合起着重要作用，提高橡胶制品的硬度，添加的聚己二酸丙二醇酯与二甘醇二苯甲酸酯搭配，提高橡胶耐油性的同时增强橡胶的耐温性；对甲苯磺酰氨基脲、氟烃基硅油、4,4'‑氧代双苯磺酰肼，使制得的材料呈微发泡状态，泡孔结构变得更细密；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。

Description

一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材及其制备方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材及其制备方法。

背景技术

雾霾是雾和霾的混合物，早晚湿度大时，雾的成分多。白天湿度小时，霾占据主力，相对湿度在80%到90%之间。其中雾是自然天气现象，空气中水汽氤氲。虽然以灰尘作为凝结核，但总体无毒无害；霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质，空气相对湿度低于80%，颜色发黄。气体能直接进入并粘附在人体下呼吸道和肺叶中，对人体健康有伤害。雾霾天气的形成是主要是人为的环境污染，再加上气温低、风小等自然条件导致污染物不易扩散。

2014年1月4日，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。2014年2月，习近平在北京考察时指出：应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5，要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措，聚焦重点领域，严格指标考核，加强环境执法监管，认真进行责任追究。

活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭有着广泛的用途，为了提高活性炭的应用质量，需要对采用物理法生产的活性炭进行酸化处理，本发明选用粉碎后的活性炭，活性炭的颗粒细度≤ 0.5 毫米。

目前市场上用于空气净化、雾霾防治的活性炭材料，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将雾霾中的污染物与空气进行分离。活性炭由于具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此具有较强的吸附能力，适用于雾霾深度净化。为了使活性炭有效地发挥功能，要求活性炭具有适当的物性，提出了通过改良活性炭以提高各种特性的技术。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 及其制备方法。

本发明是采取以下技术方案来实现的：一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 ，它包括的组成原料为：丁腈橡胶50-60份、聚氨酯橡胶30-40份、12-羟基硬脂酸甲酯10-15份、甲基丙烯酸镁8-12份、乙烯基三丁酮肟基硅烷6-10份、尼龙66短纤维20-25份、聚己二酸丙二醇酯5-10份、二甘醇二苯甲酸酯10-16份、聚乳酸壳聚糖15-20重量份、纳米石墨烯10-15重量份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、活性炭50-70重量份、蒙脱石12-20重量份、纳米二氧化钛5-12重量份、二氧化硅3-7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-10重量份、羟丙基甲基纤维素6-12重量份、金属阳离子絮凝剂0.5-5.5重量份、硝酸镍4-8重量份、聚合氯化铝铁1-10重量份、雷尼镍8-12重量份、氧化锰1-5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5-10重量份、粘接剂2-8重量份。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。

本发明还提供一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物E；

6）将混合物E，倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、12-羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁、乙烯基三丁酮肟基硅烷、尼龙66短纤维、聚己二酸丙二醇酯、二甘醇二苯甲酸酯；降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物F；使混合物F温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

综上所述本发明具有以下有益效果：本发明本发明丁腈橡胶与聚氨酯橡胶复配具有优异的耐油性和良好的耐磨性、耐老化性和气密性，12-羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁与乙烯基三丁酮肟基硅烷等助剂一起构成粘合体系，对橡胶与尼龙66短纤维的粘合起着重要作用，提高橡胶制品的硬度，添加的聚己二酸丙二醇酯与二甘醇二苯甲酸酯搭配，提高橡胶耐油性的同时增强橡胶的耐温性；本发明提供高温煅烧制得用于防治雾霾的活性炭复合材料，专门针对雾霾中的有害污染物设计，其作用原理主要是通过物理吸附作用的方式将雾霾中的污染物与空气进行分离，本发明制备的活性炭复合材料具有巨大的比表面积及发达的空隙结构，因此具有较强的吸附能力，较好的触变性、热稳定性、可塑性、粘结性和干压强度高等特点，提高了活性炭净化效果，同时，本发明组分经过超声、煅烧等工艺处理后，并且加入的粘接剂可以使得到的粒料不会出现脱落成渣的情况，形成结构稳定的复合材料，无二次污染的优点，制备方法简单科学，适用于大范围推广。添加的岩煤矸石、导电云母粉、纳米导电石墨粉等增强剂可以提高抗热老化开裂性能，从而提高铸造效率，降低铸造成本；同时，本发明的制备工艺简单科学，适用于大范围推广。选择光催化剂和可降解聚乳酸壳聚糖制备过滤纤维膜，具有吸附气溶胶以及挥发性有机物的双重功能，具有可降解环保的优点，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 ， 它包括的组成原料为：丁腈橡胶50份、聚氨酯橡胶30份、12-羟基硬脂酸甲酯10份、甲基丙烯酸镁8份、乙烯基三丁酮肟基硅烷6份、尼龙66短纤维20份、聚己二酸丙二醇酯5份、二甘醇二苯甲酸酯10份、聚乳酸壳聚糖15重量份、纳米石墨烯10重量份、沥青基碳纤维粉末6份、非卤化有机次膦酸酯5份、六次甲基四胺8份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2份、导电云母粉0.3重量份、纳米导电石墨粉0.2重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8重量份、聚四氟乙烯纤维1重量份、活性炭50重量份、蒙脱石12重量份、纳米二氧化钛5重量份、二氧化硅3重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1重量份、羟丙基甲基纤维素6重量份、金属阳离子絮凝剂0.5重量份、硝酸镍4重量份、聚合氯化铝铁1重量份、雷尼镍8重量份、氧化锰1重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5重量份、粘接剂2重量份。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。

本发明还提供一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物E；

6）将混合物E，倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、12-羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁、乙烯基三丁酮肟基硅烷、尼龙66短纤维、聚己二酸丙二醇酯、二甘醇二苯甲酸酯；降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物F；使混合物F温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

实施例2一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 及其制备方法

一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 ， 它包括的组成原料为：丁腈橡胶60份、聚氨酯橡胶40份、12-羟基硬脂酸甲酯15份、甲基丙烯酸镁12份、乙烯基三丁酮肟基硅烷10份、尼龙66短纤维25份、聚己二酸丙二醇酯10份、二甘醇二苯甲酸酯16份、聚乳酸壳聚糖20重量份、纳米石墨烯15重量份、沥青基碳纤维粉末8份、非卤化有机次膦酸酯7份、六次甲基四胺10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷4份、导电云母粉0.5重量份、纳米导电石墨粉0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体1重量份、聚四氟乙烯纤维2重量份、活性炭70重量份、蒙脱石20重量份、纳米二氧化钛12重量份、二氧化硅7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、羟丙基甲基纤维素2重量份、金属阳离子絮凝剂5.5重量份、硝酸镍8重量份、聚合氯化铝铁10重量份、雷尼镍12重量份、氧化锰5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、粘接剂8重量份。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。

本发明还提供一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 的制备方法，由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物E；

6）将混合物E，倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、12-羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁、乙烯基三丁酮肟基硅烷、尼龙66短纤维、聚己二酸丙二醇酯、二甘醇二苯甲酸酯；降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物F；使混合物F温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。

实施例1-2制得的PVC板材的性能检测结果如下表所示：

以上所述是本发明的实施例，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (2)

1.一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 ，其特征在于，它包括的组成原料为：丁腈橡胶50-60份、聚氨酯橡胶30-40份、12-羟基硬脂酸甲酯10-15份、甲基丙烯酸镁8-12份、乙烯基三丁酮肟基硅烷6-10份、尼龙66短纤维20-25份、聚己二酸丙二醇酯5-10份、二甘醇二苯甲酸酯10-16份、聚乳酸壳聚糖15-20重量份、纳米石墨烯10-15重量份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、活性炭50-70重量份、蒙脱石12-20重量份、纳米二氧化钛5-12重量份、二氧化硅3-7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-10重量份、羟丙基甲基纤维素6-12重量份、金属阳离子絮凝剂0.5-5.5重量份、硝酸镍4-8重量份、聚合氯化铝铁1-10重量份、雷尼镍8-12重量份、氧化锰1-5重量份、低聚3- 氨丙基三乙氧基硅烷5-10重量份、粘接剂2-8重量份；所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种耐油环保纤维改性纳米建筑基材 的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：

1）将活性炭与蒙脱石、纳米二氧化钛、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，过100目筛，制得混合物A；

2）将羟丙基甲基纤维素、金属阳离子絮凝剂、硝酸镍、聚合氯化铝铁雷尼镍与氧化锰粉碎混合后，再加入其10倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度90-100℃，超声功率500W，超声时间40-50min；制得混合物B；

3）将其余组分粉碎混合后，再加入其8倍质量的蒸馏水，然后对其进行超声处理，超声处理条件为：温度70-80℃，超声功率450W，超声时间30-40min；制得混合物C；

4）将混合物A、B置入混合物C中，再对其进行超声处理，超声处理条件为：温度60℃，超声功率500W，超声时间75min；制得混合物D；

5）将混合物D置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物E；

6）将混合物E，倒入混炼机中混炼3-4min；调节混炼机温度至140-160℃，向混炼机中加入丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、12-羟基硬脂酸甲酯、甲基丙烯酸镁、乙烯基三丁酮肟基硅烷、尼龙66短纤维、聚己二酸丙二醇酯、二甘醇二苯甲酸酯；降低混炼机的转速，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得混合物F；使混合物F温降至70℃以下,然后进行卸砂、冷却，冷却后进行破碎处理，筛分后即可得到耐高温低膨胀材料。