CN107571575A - 一种有机硅复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机硅复合材料，包括有机硅面层、有机硅粘接层和非织造布层；有机硅粘接层热贴合在非织造布层上，有机硅面层热贴合在有机硅粘接层上。该有机硅复合材料采用无溶剂技术，将有机硅通过热贴合的技术粘接在基材上，环保无污染，适用于多种行业，应用范围广泛；且产品的拉伸强度好，撕裂强度好，耐水解，耐热、耐寒，耐老化，弹性好，柔软度好，手感好，对人体皮肤有天然的适应性。该有机硅复合材料将提升人们的生活品质，使用硅复合材料产品是家人身体健康的保障，其优越的性能使得该产品作为PVC和PU制品的代替品成为了大势所趋。本发明还公开了一种有机硅复合材料的制备方法，流程少，操作简单，生产效率高。

Description

一种有机硅复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种有机硅复合材料及其制备方法。

背景技术

PU皮革就是聚氨酯成份的表皮。PU皮革适用于做箱包、服装、鞋、车辆和家具的装饰，它已日益得到市场的肯定，其应用范围之广，数量之大，品种之多，是传统的天然皮革无法满足的。PU革的合成工艺主要有干法生产工艺和湿法生产工艺。

但是，现有的PU皮革在生产过程中存在以下缺陷：

干法工艺过程主要产生的污染物包括：系统废水、喷淋系统产生含DMF废水和冷却系统外排废水；而湿法工艺过程主要产生的污染物包括：洗桶废水、DMF回收塔洗塔废水、凝固槽含DMF废水和冷却系统外排废水。干法工艺和湿法工艺产生的废水统称为PU革废水。由于PU革在基布浸渍、聚凝、喷淋、水洗等工序中使用了大量的有机化合物，废水中含有DMF(N，N—二甲基甲酰胺)、甲苯、丁酮、二甲胺等有机物，浓度高的喷淋废水COD浓度高达30000mg/L。产生的废水毒性较大，对人体、土壤、动植物生长均产生危害，其中毒性最大的物质是DMF。DMF化学性质稳定，化学式为HCON(CH₃)₂，可以通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内，具有一定的毒性。我国地面水中最高容许浓度推荐值为25mg/L。DMF具有很强的溶解能力，在室温下DMF可以与醚、醇、酯、酮、芳烃等以任意比例完全混溶。DMF具有良好的化学稳定性和热稳定性，在DMF分子的端部有两个甲基，甲基是一种憎水性基团，二甲基憎水性作用更强。通常微生物对有机物的降解都是从有机物分子的端部开始，微生物表面的水解酶先降解有机物所含的亲水性基团，使之转变成小分子后，再将其通过主动运输吸收进细胞内完成降解过程，因此DMF很难被微生物降解。

因此，PU革废水必须经过适当的处理，达到排放标准后才能排放。目前，国内外处理含合成革废水的主要方法有：生物法、物化法(吸附、萃取)、化学法(催化氧化、超临界水氧化、碱性水解)。无论采取哪种处理方法，都不可避免的耗费人力财力和物力，增加了成本。

因此，为了保护环境，也避免处理PU皮革废水的产生的经济负担和麻烦，有必要研发一种功能类似PU皮革的新材料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种有机硅复合材料，绿色环保、安全无毒无味；耐候性能优异；手感柔软丝滑、触感好，回弹性高；加工性能优越，应用范围广。

本发明的目的之二在于提供一种有机硅复合材料的制备方法，流程少，操作简单，生产效率高。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种有机硅复合材料，包括有机硅面层、有机硅粘接层和非织造布层；所述有机硅粘接层热贴合在所述非织造布层上，所述有机硅面层热贴合在所述有机硅粘接层上。

进一步地，所述有机硅面层的上表面设置有纹理。

进一步地，所述非织造布层包括从上到下的四层结构：第一主体纤维层、粘胶纤维层、低熔点纤维层和第二主体纤维层。

进一步地，所述第一主体纤维层和所述第二主体纤维层均为涤纶纤维层。

进一步地，在所述粘胶纤维层中，粘胶纤维的细度为1-2旦，长度为30-50mm。

进一步地，在所述低熔点纤维层中，低熔点纤维的细度为1.5-2.5旦，长度为40-60mm。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种有机硅复合材料的制备方法，包括：

机硅粘接层制作步骤：取非织造布，将第一有机硅树脂均匀涂覆于所述非织造布的上表面，然后烘干，得到有机硅粘接层；

有机硅面层制作步骤：取用于制作有机硅面层的有机硅薄膜，将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上，然后加热，使得所述有机硅粘接层和所述有机硅薄膜贴合，得到半成品；

冷却步骤：将所述半成品冷却至室温，得到所述有机硅复合材料。

进一步地，在所述机硅粘接层制作步骤中，将第一有机硅树脂放置在所述非织造布的上表面，通过刮刀把所述第一有机硅树脂均匀地刮涂于所述非织造布的上表面，然后放入140-160℃的烘箱中烘1-3min。

进一步地，在所述有机硅面层制作步骤中，取表面设置有纹理的离型纸，在所述离型纸的表面刮涂一层第二有机硅树脂，烘干后揭开所述离型纸，得到带有纹理的有机硅薄膜；然后将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上。

进一步地，在所述冷却步骤中，将所述半成品通过设置有冷却水的辊轮，使得所述半成品的温度降低。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所提供的有机硅复合材料，采用无溶剂技术，将有机硅通过热贴合的技术粘接在基材上，属于一种新型环保复合材料，适用于多种行业，如家具革，汽车革，服装面料，电子行业，户外用品，医疗用品等，应用范围广泛；并且，产品的拉伸强度好，撕裂强度好，耐水解，耐热、耐寒，耐老化，弹性好，柔软度好，手感好，对人体皮肤有天然的适应性(舒适度)。该有机硅复合材料将提升人们的生活品质，使用硅复合材料产品是家人身体健康的保障，其优越的性能使得该产品作为PVC和PU制品的代替品成为了大势所趋。

(2)本发明所提供的有机硅复合材料的制备方法，流程少，操作简单，生产效率高。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的有机硅复合材料的示意图。

图中：10、有机硅面层；20、有机硅粘接层；30、非织造布层；31、第一主体纤维层；32、粘胶纤维层；33、低熔点纤维层；34、第二主体纤维层。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，一种有机硅复合材料，包括有机硅面层10、有机硅粘接层20和非织造布层30；有机硅粘接层20热贴合在非织造布层30上，有机硅面层10热贴合在有机硅粘接层20上。

热贴合工艺通过外界的加热加压，利用热熔胶的热流动性和黏合性，使得热熔胶与基材、或者使得热熔胶上下两层的材料牢固地贴合在一起。热熔胶熔化成液态时，一部分胶会渗到织物内，与织物的纤维分子粘结，冷却后，就与织物牢固地融为一体了。因此，本发明所提供的有机硅复合材料结构稳定，整体性好，层与层之间不会出现分离脱落的现象。

作为进一步的实施方式，有机硅面层10的上表面设置有纹理。纹理的具体形状可以根据客户的需求进行定制，没有严格的规定，灵活性强。

作为进一步的实施方式，非织造布层30包括从上到下的四层结构：第一主体纤维层31、粘胶纤维层32、低熔点纤维层33和第二主体纤维层34。

非织造布是纺织行业的新兴产品，低熔点纤维在非织造布中起着物理粘合的作用。由于非织造布没有使用化学粘合剂，可以减少污染、降低成本。同时，使用低熔点纤维的非织造布，既可保持非织造布固有的网状结构，又比针刺法非织造布更加牢固，可以充分地发挥主体纤维的物理化学性能，从而拓宽非织造布的应用范围。低熔点纤维作为粘合用的纤维，能与主体纤维稳固地结合。

低熔点纤维可以通过市售渠道获取，例如选自韩国汇维仕公司生产的U11纤维；日本窒素公司开发成功的聚烯烃复合纤维；美国Eastmsn公司的Kodel410；美国DuPont公司的Dacron927\923\920；美国埃姆斯格里伦公司的K-150(熔点为145-155℃)、K-170(熔点为165-170℃)、K-190(熔点为185-190℃)；巴西Rhodia公司的Bidim等。

本发明所提供的非织造布层30包括了上述四层结构，在生产无纺布时由于温度比较高，低熔点纤维熔化、烘干出来冷却后可以起到定型基布的作用，防止基布尺寸变形，而第一主体纤维层31和第二主体纤维层34不会像低熔点纤维那样发生熔化，因此不会使得产品的表面手感变硬，表面还有很多细小的纤维，方便与有机硅粘接层20结合；粘胶纤维层32方便第一主体纤维层31与低熔点纤维层33的过渡层，使低熔点纤维层33不能传导到第一主体纤维层31上，并且，粘胶纤维层32能够使得第一主体纤维层31与低熔点纤维层33结合得更好一些，并起到吸湿排汗、增加透气的作用。

作为进一步的实施方式，第一主体纤维层31和第二主体纤维层34均为涤纶纤维层；低熔点纤维层33优选为低熔点涤纶纤维。

作为进一步的实施方式，在粘胶纤维层32中，粘胶纤维的细度为1-2旦，长度为30-50mm，更加优选地为，粘胶纤维的规格为1.5Daniel*38mm；在低熔点纤维层33中，低熔点纤维的细度为1.5-2.5旦，长度为40-60mm，更加优选地为，低熔点纤维的规格为2.0Daniel*51mm。

旦(Daniel)是纤维细度的衡量单位。9000m长纤维重600克，该纤维称为600D的纤维。9000m长纱线重600克，该纱线称为600D的纱线。数字越大，纱线或纤维越粗。

作为进一步的实施方式，在非织造布层30中，上下四层结构没有严格的厚度要求，因为层与层之间的纤维是相互缠结在一起，每一层的厚度在0.1mm左右。

本发明所提供的有机硅复合材料，采用无溶剂技术，将有机硅通过热贴合的技术粘接在基材上，属于一种新型环保复合材料，适用于多种行业，如家具革，汽车革，服装面料，电子行业，户外用品，医疗用品等，应用范围广泛；并且，产品的拉伸强度好，撕裂强度好，耐水解，耐热、耐寒，耐老化，弹性好，柔软度好，手感好，对人体皮肤有天然的适应性(舒适度)。该有机硅复合材料将提升人们的生活品质，使用硅复合材料产品是家人身体健康的保障，其优越的性能使得该产品作为PVC和PU制品的代替品成为了大势所趋。

一种有机硅复合材料的制备方法，包括：

机硅粘接层制作步骤：取非织造布，将第一有机硅树脂均匀涂覆于所述非织造布的上表面，然后烘干，得到有机硅粘接层；

有机硅面层制作步骤：取用于制作有机硅面层的有机硅薄膜，将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上，然后加热，使得所述有机硅粘接层和所述有机硅薄膜贴合，得到半成品；

冷却步骤：将所述半成品冷却至室温，得到所述有机硅复合材料。

作为进一步的实施方式，在所述机硅粘接层制作步骤中，将第一有机硅树脂放置在所述非织造布的上表面，通过刮刀把所述第一有机硅树脂均匀地刮涂于所述非织造布的上表面，然后放入140-160℃的烘箱中烘1-3min。

作为进一步的实施方式，在所述有机硅面层制作步骤中，取表面设置有纹理的离型纸，在所述离型纸的表面刮涂一层第二有机硅树脂，烘干后揭开所述离型纸，得到带有纹理的有机硅薄膜；然后将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上。

作为进一步的实施方式，在冷却步骤中，将半成品通过设置有冷却水的辊轮，使得半成品的温度降低。

本发明所提供的有机硅复合材料的制备方法，流程少，操作简单，生产效率高。

以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。

实施例1：

一种有机硅复合材料，包括依次上下热贴合在一起的有机硅面层、有机硅粘接层和非织造布层；其中，有机硅面层上设置有纹理；非织造布层包括相互缠结在一起的四层结构：第一涤纶纤维层、粘胶纤维层、低熔点纤维层和第二涤纶纤维层，粘胶纤维的规格为1.5Daniel*38mm，低熔点纤维的规格为2.0Daniel*51mm。该有机硅复合材料按照以下制备方法制备而成：

机硅粘接层制作步骤：取非织造布，将第一有机硅树脂放置在非织造布的上表面，通过刮刀把第一有机硅树脂均匀地刮涂于非织造布的上表面，然后放入150℃的烘箱中烘2min；

有机硅面层制作步骤中，取表面设置有纹理的离型纸，在离型纸的表面刮涂一层第二有机硅树脂，烘干后揭开离型纸，得到带有纹理的有机硅薄膜；然后将有机硅薄膜贴覆在有机硅粘接层上，接着加热，使得有机硅粘接层和有机硅薄膜贴合，得到半成品；

冷却步骤：将半成品通过设置有冷却水的辊轮，使得半成品的温度降至室温，得到有机硅复合材料。

实施例2：

实施例2与实施例1的不同之处在于：粘胶纤维的规格为2.0Daniel*30mm，低熔点纤维的规格为2.5Daniel*45mm；在机硅粘接层制作步骤中，烘箱的温度为145℃，烘干时间为2.3min。

其它与具体实施例1相同。

实施例3：

实施例3与实施例1的不同之处在于：粘胶纤维的规格为1.8Daniel*50mm，低熔点纤维的规格为1.5Daniel*60mm；在机硅粘接层制作步骤中，烘箱的温度为155℃，烘干时间为1.8min。

其它与具体实施例1相同。

实施例4：

实施例4与实施例1的不同之处在于：粘胶纤维的规格为1.0Daniel*40mm，低熔点纤维的规格为2.2Daniel*55mm；在机硅粘接层制作步骤中，烘箱的温度为160℃，烘干时间为1min。

其它与具体实施例1相同。

实施例5：

实施例5与实施例1的不同之处在于：粘胶纤维的规格为1.3Daniel*42mm，低熔点纤维的规格为2.4Daniel*40mm；在机硅粘接层制作步骤中，烘箱的温度为140℃，烘干时间为3min。

其它与具体实施例1相同。

效果评价及性能检测

1、物理化学性能测试

A、耐候性：材料因受到阳光照射，温度变化，风吹雨淋等外界条件的影响，会出现褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化的现象。耐候性能是产品的质量的一个重要的指标。分别取实施例1-5的有机硅复合材料，在模拟自然气候的耐候试验箱内进行耐候性测定，测定的项目包括耐光性、耐盐雾性、耐湿热老化性(丛林实验)。

其中，耐光性是指产品在受光线照射后保持其原来光学性能(如颜色、光泽等)的能力；耐盐雾性是指产品抵抗大气中由含盐微小液滴所构成的弥散系统侵蚀的能力；耐湿热老化是指产品在湿和热的联合作用下，会发生物理机械性能的变化。

B、分别取实施例1-5的有机硅复合材料，对其耐水解性进行测试，耐水解指产品在水中比较稳定，不易被破坏的能力。

C、分别取实施例1-5的有机硅复合材料，对其耐磨性进行测试，耐磨性是指产品在规定摩擦条件下的磨损率或磨损指数。

D、分别取实施例1-5的有机硅复合材料，对其抗冷裂性进行测试；

E、分别取实施例1-5的有机硅复合材料，对其防污性进行测试；

F、分别取实施例1-5的有机硅复合材料，对其加工性能进行测试。

实施例1-5的有机硅复合材料在上述指标中的测试结果见下表1所示：

表1实施例1-5的有机硅复合材料的物理化学性能测试结果记录表

从表1中的数据可得，实施例1-5的有机硅复合材料耐光性、耐盐雾性、耐湿热老化性、耐水解性、耐磨性和抗冷裂性均取得了很好的测试结果，性能优异，经久耐用。并且，实施例1-5的有机硅复合材料在使用过程中，不会被其他物质所润湿造成沾污，因为实施例1-5的有机硅复合材料的表面张力极低，赋予了它易清洁、易打理的特性。此外，实施例1-5的有机硅复合材料具有优越的加工性能，易贴合、不易变形、褶皱小、易成型，充分满足皮革类应用产品的加工要求。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种有机硅复合材料，其特征在于，包括有机硅面层、有机硅粘接层和非织造布层；所述有机硅粘接层热贴合在所述非织造布层上，所述有机硅面层热贴合在所述有机硅粘接层上。

2.如权利要求1所述的有机硅复合材料，其特征在于，所述有机硅面层的上表面设置有纹理。

3.如权利要求1所述的有机硅复合材料，其特征在于，所述非织造布层包括从上到下的四层结构：第一主体纤维层、粘胶纤维层、低熔点纤维层和第二主体纤维层。

4.如权利要求3所述的有机硅复合材料，其特征在于，所述第一主体纤维层和所述第二主体纤维层均为涤纶纤维层。

5.如权利要求3所述的有机硅复合材料，其特征在于，在所述粘胶纤维层中，粘胶纤维的细度为1-2旦，长度为30-50mm。

6.如权利要求3所述的有机硅复合材料，其特征在于，在所述低熔点纤维层中，低熔点纤维的细度为1.5-2.5旦，长度为40-60mm。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的有机硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

机硅粘接层制作步骤：取非织造布，将第一有机硅树脂均匀涂覆于所述非织造布的上表面，然后烘干，得到有机硅粘接层；

有机硅面层制作步骤：取用于制作有机硅面层的有机硅薄膜，将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上，然后加热，使得所述有机硅粘接层和所述有机硅薄膜贴合，得到半成品；

冷却步骤：将所述半成品冷却至室温，得到所述有机硅复合材料。

8.如权利要求7所述的有机硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述机硅粘接层制作步骤中，将第一有机硅树脂放置在所述非织造布的上表面，通过刮刀把所述第一有机硅树脂均匀地刮涂于所述非织造布的上表面，然后放入140-160℃的烘箱中烘1-3min。

9.如权利要求7所述的有机硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述有机硅面层制作步骤中，取表面设置有纹理的离型纸，在所述离型纸的表面刮涂一层第二有机硅树脂，烘干后揭开所述离型纸，得到带有纹理的有机硅薄膜；然后将所述有机硅薄膜贴覆在所述有机硅粘接层上。

10.如权利要求7所述的有机硅复合材料的制备方法，其特征在于，在所述冷却步骤中，将所述半成品通过设置有冷却水的辊轮，使得所述半成品的温度降低。