CN107756992A - 高分子膜复合碳纤维皮革布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子膜复合碳纤维皮革布及其制备方法，属于皮革领域。所述高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：高分子膜、混合树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种。本发明提供的高分子膜复合碳纤维皮革布中高分子膜与碳纤维皮革布不易分离，反复折叠不断丝、不脱丝，且具有防水、耐湿热老化、耐盐雾老化、耐酸碱腐蚀老化和耐高低温老化等的功能。
Description
技术领域
本发明涉及皮革领域，特别是指一种高分子膜复合碳纤维皮革布及其制备方法。
背景技术
皮革是我们日常生活中常用的材料，人们穿戴的皮衣、皮鞋以及箱包、沙发、座椅等一系列皮革制品都会使用到皮革。皮革按照制造方法分为真皮、再生皮、人造革。碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片材(预浸布)等，碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固，该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料，可构成完整的性能卓越的碳纤维布片材增强体系，适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。
传统的碳纤维皮革布是在薄膜上涂覆胶层，使胶层与碳纤维布相结合，从而使薄膜与碳纤维布复合在一起。这种传统的碳纤维皮革布的碳纤维与膜的结合并不紧密，极易发生分离，并且性能较为单一，适用范围较窄。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种反复折叠不断丝、不脱丝，且具有防水、耐磨的高分子膜复合碳纤维皮革布及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一方面，提供一种高分子膜复合碳纤维皮革布，由高分子膜和碳纤维布经树脂混合胶粘合而成；所述树脂混合胶为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种；
所述丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物为丙烯酸丁酯和丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为0.5-1.5％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时得到，其中丙烯酸丁酯的质量分数为30～80％。
优选的，所述树脂混合胶为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物以质量比1:1:2比例混合。
优选的，所述树脂混合胶中均匀混合有纳米二氧化硅微球分散液，所述纳米二氧化硅微球分散液占总树脂混合胶的重量百分比为3％-5％。
优选的，所述纳米二氧化硅微球分散液为将纳米二氧化硅微球按照一定比例分散在环氧树脂中，所述纳米二氧化硅微球占环氧树脂的质量百分比为5-25％；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，官能度为2-3。
优选的，所述高分子膜为热塑性聚氨酯膜或聚酰胺纤维，所述碳纤维布包括经向纤维束和纬向纤维束，所述经向纤维束和纬向纤维束呈十字型交错。
另一方面，本发明还提供上述高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，包括：
步骤1：将两卷高分子膜分别置于上层放布架和下层放布架，碳纤维布放入中层放布架；
步骤2：在碳纤维布经过辊之前在碳纤维布上层面均匀涂覆一层树脂混合胶；
步骤3：调整热压辊筒的温度以及压力，将依次置于放布架上的高分子膜、碳纤维布及高分子膜同时经过两组对压加热辊筒，挤压成型；
步骤4：出压辊之后，经冷风机处理，并连接到收卷台即得高分子膜复合碳纤维皮革布。
其中，所述步骤1中，高分子膜的厚度为0.5-2mm；碳纤维布的厚度为0.3-1mm。
其中，所述步骤2中，树脂混合胶的厚度为0.05-0.1mm。
其中，所述步骤3中，热压辊筒的温度为100-120℃，压力为5-20MPa。
其中，所述步骤4中，高分子膜复合碳纤维皮革布的厚度为1-4mm。
本发明具有以下有益效果：
上述方案中，树脂混合胶对碳纤维布具有良好的浸润性能和优异的粘结性能，可将碳纤维布与高分子膜粘结牢固，不易分离；由于碳纤维布具有抗拉伸、抗压强度高、厚度薄等物理性能好的特点，将碳纤维布粘结在高分子膜上，生产出的复合碳纤维皮革布图案和款式多样化、外表美观、柔韧性好、抗拉伸、抗压强度高、耐磨、能长时间防止使用过程中的形变，且具有防水性能。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有技术中碳纤维布与膜的结合并不紧密，极易发生分离的问题，提供一种高分子膜复合碳纤维皮革布及其制备方法。
实施例1
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：97％聚醚型聚氨酯、3％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅占双酚A型环氧树脂的质量比为20％)。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法包括：
步骤1：将两卷厚度为1mm的热塑性聚氨酯膜分别置于上层放布架和下层放布架，厚度为0.5mm的碳纤维布放入中层放布架；
步骤2：在碳纤维布经过辊之前在碳纤维布上层面均匀涂覆一层厚度为0.05mm的树脂混合胶；
步骤3：调整热压辊筒的温度110℃、压力5Mpa，将依次置于放布架上的高分子膜、碳纤维布及高分子膜同时经过两组对压加热辊筒，挤压成型；
步骤4：出压辊之后，经冷风机处理，并连接到收卷台即得高分子膜复合碳纤维皮革布。
实施例2
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：96％聚酯型聚氨酯、4％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅与环氧树脂的质量比为10％)。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
实施例3
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：95％丙烯酸丁酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、5％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅与环氧树脂的质量比为15％)。
丙烯酸丁酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法为：将30％丙烯酸丁酯和70％的丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为0.5％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时即得。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
实施例4
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：24％聚醚型聚氨酯、24％聚酯型聚氨酯、48％丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、4％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅与环氧树脂的质量比为5％)。
丙烯酸丁酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法为：将50％丙烯酸丁酯和50％的丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为1％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时即得。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
实施例5
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：32％聚醚型聚氨酯、64％丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、4％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅与环氧树脂的质量比为5％)。
丙烯酸丁酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法为：将50％丙烯酸丁酯和50％的丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为1％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时即得。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
实施例6
高分子膜复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂混合胶、碳纤维布；所述树脂混合胶由以下质量百分比组分组成：32％聚酯型聚氨酯、64％丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、4％纳米二氧化硅微球分散液(纳米二氧化硅与环氧树脂的质量比为5％)。
丙烯酸丁酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物的制备方法为：将50％丙烯酸丁酯和50％的丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为1％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时即得。
高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
由于篇幅所限，为了进一步说明本发明的有益效果，仅以实施例1为例，构建相关对比例。
对比例1
复合碳纤维皮革布，由以下组分组成：热塑性聚氨酯膜、树脂胶、碳纤维布；所述树脂胶为聚醚型聚氨酯。
复合碳纤维皮革布的制备方法与实施例1相同。
性能测定
测定上述实施例及对比例制备出的碳纤维皮革布的耐水湿热老化、盐雾老化、酸碱腐蚀老化、高低温老化性能指标，其中耐水性能测定参考标准GB/T1733-1993，湿热老化性能测定参考GB/T2573-2008、耐盐雾老化性能测定参考GB/T10125-1997、耐酸碱腐蚀老化性能测定参考GB/T11547-2008、高低温老化性能测定参考GB/T9979-2005，以上老化测试均实施500小时，相关数据见表1。
表1
测定上述实施例及对比例制备出的碳纤维皮革布的抗拉强度和伸长率，根据国家标准GB/T3354-1999《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》进行测定，相关数据见表2。
表2
由表1-2可知，本发明所提供的实施例制备出的高分子膜复合碳纤维皮革布具有较高的断裂强度(≥2000MPa)及伸长率(≥1.5％)，优选二种以上混配的树脂胶制备高分子膜复合碳纤维皮革布，满足市场要求质量，高分子膜与碳纤维皮革布不易分离，反复折叠不断丝、不脱丝，且具有防水、耐湿热老化、耐盐雾老化、耐酸碱腐蚀老化和耐高低温老化等的功能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高分子膜复合碳纤维皮革布，其特征在于，由高分子膜和碳纤维布经树脂混合胶粘合而成；所述树脂混合胶为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或多种；
所述丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物为丙烯酸丁酯和丙烯酸缩水甘油酯混合均匀后，加入质量分数为0.5-1.5％的过氧化二苯甲酰引发剂，在80℃聚合反应4小时得到，其中丙烯酸丁酯的质量分数为30～80％。
2.根据权利要求1所述的高分子膜复合碳纤维皮革布，其特征在于，所述树脂混合胶为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物以质量比1:1:2比例混合。
3.根据权利要求1或2所述的高分子膜复合碳纤维皮革布，其特征在于，所述树脂混合胶中还均匀混合有纳米二氧化硅微球分散液，所述纳米二氧化硅微球分散液占总树脂混合胶的重量百分比为3％-5％。
4.根据权利要求3所述的高分子膜复合碳纤维皮革布，其特征在于，所述纳米二氧化硅微球分散液为将纳米二氧化硅微球按照一定比例分散在环氧树脂中，所述纳米二氧化硅微球占环氧树脂的质量百分比为5-25％；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的高分子膜复合碳纤维皮革布，其特征在于，所述高分子膜为热塑性聚氨酯膜或聚酰胺纤维，所述碳纤维布包括经向纤维束和纬向纤维束，所述经向纤维束和纬向纤维束呈十字型交错。
6.权利要求1-5任一所述的高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：将两卷高分子膜分别置于上层放布架和下层放布架，碳纤维布放入中层放布架；
步骤2：在碳纤维布经过辊之前在碳纤维布上层面均匀涂覆一层树脂混合胶；
步骤3：调整热压辊筒的温度以及压力，将依次置于放布架上的高分子膜、碳纤维布及高分子膜同时经过两组对压加热辊筒，挤压成型；
步骤4：出压辊之后，经冷风机处理，并连接到收卷台即得高分子膜复合碳纤维皮革布。
7.根据权利要求6所述的高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，高分子膜的厚度为0.5-2mm；碳纤维布的厚度为0.3-1mm。
8.根据权利要求6所述的高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，树脂混合胶的厚度为0.05-0.1mm。
9.根据权利要求6所述的高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，热压辊筒的温度为100-120℃，压力为5-20MPa。
10.根据权利要求6所述的高分子膜复合碳纤维皮革布的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，高分子膜复合碳纤维皮革布的厚度为1-4mm。
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