CN107985155A - 一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法 - Google Patents

一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，属于脚垫制备技术领域。本发明利用竹纤维通过发酵微腐形成多孔结构，并在竹纤维表面覆盖一层磁性的四氧化三铁，能够引在含有抗菌乳液的自制橡胶表面，定向垂直排布制备得到高抗菌防滑的汽车脚垫，使其竹纤维具有粘性，由于竹子中含有天然的杀菌成分“竹琨”，使其具有抗菌的特性，提高汽车脚垫的抗菌性、防滑性和防污性；本发明由纳米氧化锌和异噻唑啉酮混合制成自制抗菌乳液，将汽车脚垫坯体浸泡在自制抗菌乳液中，形成了一层抗菌防污保护层，达到杀菌的目的，此外纳米氧化锌还具有光催化能力和清洁能力，有效的抑制细菌等微生物的大量繁殖以及达到防污效果，具有广泛的应用前景。

Description

一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法
技术领域
本发明公开了一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，属于脚垫制备技术领域。
背景技术
汽车脚垫是集吸水、吸尘、去污、隔音、保护主机毯五大主要功能为一体的一种环保汽车内饰零部件。汽车脚垫属于内部装饰品，保护车里车外的洁净，起到美观舒适点缀的作用。选购汽车脚垫需要考虑是否防滑、安全。其次，汽车脚垫材质分很多种，每种材质也有好坏之分，劣质的汽车脚垫不仅起不到汽车脚垫的效果，可能还会对车内空气带来污染。
汽车脚垫吸水、吸尘、去污可以有效防止鞋底残留的水分、赃物造成与离合器、制动器和油门间的滑动，避免安全隐患，降低内饰被污染和损坏的可能性，毕竟清洗脚垫比清洗内饰更方便、更经济。厚实的底材可以阻止底盘噪音和轮胎噪音，提高驾驶舒适性。绒面类汽车脚垫还可以将剩余的噪音和车内音响回音等彻底吸附干净，保护听觉不受损伤。
汽车脚垫按材质分类：化纤脚垫、亚麻脚垫、PVC脚垫、橡胶脚垫、呢绒脚垫、皮革脚垫、丝圈脚垫。化纤脚垫：优点：汽车厂唯一选用原装配套材质脚垫，缺点：较难打理，时间久了会脏。亚麻脚垫：优点是价格便宜。缺点是：摸上去比较软，清洗后容易起毛，而且清洗几次之后会变形，导致脚踩上去脚垫表面深陷下去，影响舒适性，为避免滑动建议经常更换。pvc脚垫（或称塑料脚垫）：优点：是容易清洗。缺点：冬天容易变硬，会滑动，部分产品原材料质量不可控，味道重。橡胶脚垫：橡胶脚垫跟塑料脚垫一样，清洗都很方便。橡胶质地脚垫在温度变化比较大的情况下不那么容易变形，冬夏使用都适宜。
目前大部分的汽车脚垫都存在抗菌性较差、防污效果不好以及防滑效果也不好，不易于汽车上的使用的缺陷。因此，发明一种抗菌性能好且防滑的汽车脚垫对脚垫制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见汽车脚垫存在抗菌性低、防污效果不好以及防滑效果差的缺陷，提供了一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取100～120g竹片放入沸水中煮炼后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥后，得到改性竹纤维，将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌，得到改性竹纤维；
（2）将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中混炼，得到自制硫化混合胶；
（3）称取20～30g 纳米氧化锌和 30～40g异噻唑啉酮混合置于带有100～120mL蒸馏水的烧杯中搅拌，再向烧杯中加入10～12g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌，得到自制抗菌乳液；
（4）按重量份数计，分别称取20～30份自制硫化混合胶、4～6份炭黑、3～5份二硫化钼、1～3份二氯化硫和10～12份去离子水混合置于搅拌机中搅拌反应，得到混合浆料，将混合浆料倒入模具中，并置于挤压机中挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入16～20份自制抗菌乳液浸泡，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的作用下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中烘干，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
步骤（1）所述的煮炼时间为20～30min，蒸煮时间为45～60min，浸泡时间为16～20min，自制竹纤维、蔗糖和沼液的质量比为2：1：3，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天，干燥时间为1～2h，改性纤维和四氧化三铁的质量比为1：2，搅拌时间为6～8min。
步骤（2）所述的丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺的质量比为3：2：1，混炼温度为120～160℃，混炼时间为1～3h。
步骤（3）所述的搅拌时间为8～10min，继续搅拌时间为16～20min。
步骤（4）所述的搅拌反应温度为140～160℃，搅拌反应时间为16～20min，模具尺寸为300mm×150mm×3mm，挤压温度为150～160℃，挤压压力为10～12MPa，浸泡时间为1～2h，烘干温度为55～65℃，烘干时间为1～2h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用竹纤维通过发酵微腐形成多孔结构，并在竹纤维表面覆盖一层磁性的四氧化三铁，利用高压静电场的作用机理，使其能吸附在含有抗菌乳液的自制橡胶表面，定向垂直排布制备得到高抗菌防滑的汽车脚垫，首先通过竹纤维与蔗糖和沼液共同发酵，利用沼液中微生物将粘性的蔗糖分解成大分子的糖类，均匀分散在竹纤维表面，使竹纤维具有粘性，增强竹纤维与其它填料之间的粘结性，由于竹子中含有天然的杀菌成分“竹琨”，使其具有抗菌的特性，其中抗菌防污物质始终结合在纤维素大分子上，从而使竹纤维具有抗菌性和一定的摩擦性，将其填充在汽车脚垫内部，并在竹纤维表面覆盖一层磁性的四氧化三铁，利用高压静电场的作用机理，使其能吸附在自制橡胶表面，定向垂直排布，从而提高汽车脚垫的抗菌性、防滑性和防污性；
（2）本发明由纳米氧化锌和异噻唑啉酮混合制成自制抗菌乳液，将汽车脚垫坯体浸泡在自制抗菌乳液中，形成了一层抗菌防污保护层，由于纳米氧化锌和异噻唑啉酮相结合时，异噻唑啉酮会通过带有正电荷的活性基团与细菌表面细胞的负电荷相吸引，以物理方式破坏细菌细胞膜，使细菌死亡，另外纳米氧化锌与细菌接触时缓慢释放金属离子，由于金属离子具有氧化还原性，并能与有机物的羧基和羟基反应，破坏其结构，进入细胞后破坏电子传递系统的酶，达到杀菌的目的，此外纳米氧化锌还具有光催化能力和清洁能力，在光照下产生高活性的羟基自由基，可以氧化分解各种有机物，将其分解为无毒的二氧化碳和水，这样不仅能够杀灭微生物，还能分解有机营养物，从而有效的抑制细菌等微生物的大量繁殖以及通过光催化达到防污效果，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取100～120g竹片放入沸水中煮炼20～30min后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮45～60min，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡16～20min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，按质量比为2：1：3将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，在温度为35～45℃下密封发酵9～11天，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥1～2h后，得到改性竹纤维，按质量比为1：2将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌6～8min，得到改性竹纤维；按质量比为3：2：1将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中，在温度为120～160℃条件下混炼1～3h，得到自制硫化混合胶；称取20～30g 纳米氧化锌和 30～40g异噻唑啉酮混合置于带有100～120mL蒸馏水的烧杯中搅拌8～10min，再向烧杯中加入10～12g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌16～20min，得到自制抗菌乳液；按重量份数计，分别称取20～30份自制硫化混合胶、4～6份炭黑、3～5份二硫化钼、1～3份二氯化硫和10～12份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为140～160℃下搅拌反应16～20min，得到混合浆料，将混合浆料倒入尺寸为300mm×150mm×3mm的模具中，并置于挤压机中，在温度为150～160℃、压力为10～12MPa下挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入16～20份自制抗菌乳液浸泡1～2h，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的作用下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中，在温度为55～65℃下烘干1～2h，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
实例1
称取100g竹片放入沸水中煮炼20min后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮45min，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡16min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，按质量比为2：1：3将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，在温度为35℃下密封发酵9天，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥1h后，得到改性竹纤维，按质量比为1：2将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌6min，得到改性竹纤维；按质量比为3：2：1将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中，在温度为120℃条件下混炼1h，得到自制硫化混合胶；称取20g纳米氧化锌和 30g异噻唑啉酮混合置于带有100mL蒸馏水的烧杯中搅拌8min，再向烧杯中加入10g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌16min，得到自制抗菌乳液；按重量份数计，分别称取20份自制硫化混合胶、4份炭黑、3份二硫化钼、1份二氯化硫和10份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为140℃下搅拌反应16min，得到混合浆料，将混合浆料倒入尺寸为300mm×150mm×3mm的模具中，并置于挤压机中，在温度为150℃、压力为10MPa下挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入16份自制抗菌乳液浸泡1h，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的作用下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中，在温度为55℃下烘干1h，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
实例2
称取110g竹片放入沸水中煮炼25min后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮55min，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡18min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，按质量比为2：1：3将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，在温度为40℃下密封发酵10天，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥1.5h后，得到改性竹纤维，按质量比为1：2将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌7min，得到改性竹纤维；按质量比为3：2：1将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中，在温度为140℃条件下混炼2h，得到自制硫化混合胶；称取25g 纳米氧化锌和 35g异噻唑啉酮混合置于带有110mL蒸馏水的烧杯中搅拌9min，再向烧杯中加入11g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌18min，得到自制抗菌乳液；按重量份数计，分别称取25份自制硫化混合胶、5份炭黑、4份二硫化钼、2份二氯化硫和11份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为150℃下搅拌反应18min，得到混合浆料，将混合浆料倒入尺寸为300mm×150mm×3mm的模具中，并置于挤压机中，在温度为155℃、压力为11MPa下挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入18份自制抗菌乳液浸泡1.5h，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的作用下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中，在温度为60℃下烘干1.5h，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
实例3
称取120g竹片放入沸水中煮炼30min后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮60min，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡20min，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，按质量比为2：1：3将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，在温度为45℃下密封发酵11天，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥2h后，得到改性竹纤维，按质量比为1：2将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌8min，得到改性竹纤维；按质量比为3：2：1将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中，在温度为160℃条件下混炼3h，得到自制硫化混合胶；称取30g 纳米氧化锌和 40g异噻唑啉酮混合置于带有120mL蒸馏水的烧杯中搅拌10min，再向烧杯中加入12g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌20min，得到自制抗菌乳液；按重量份数计，分别称取30份自制硫化混合胶、6份炭黑、5份二硫化钼、3份二氯化硫和12份去离子水混合置于搅拌机中，在温度为160℃下搅拌反应20min，得到混合浆料，将混合浆料倒入尺寸为300mm×150mm×3mm的模具中，并置于挤压机中，在温度为160℃、压力为12MPa下挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入20份自制抗菌乳液浸泡2h，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的作用下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中，在温度为65℃下烘干2h，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
对比例
以晋州某公司的高抗菌防滑汽车脚垫作为对比例
将本发明制得的高抗菌防滑汽车脚垫和对比例中的高抗菌防滑汽车脚垫进行性能检测，检测结果下所示：
1、测试方法：
大肠杆菌平均菌数测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测；
金黄色葡萄球菌平均菌数测试按JC/T897-2002的规定进行抑菌性能检测；
白色念球菌抑菌率的测试按GB/T20944.2-2007的规定进行性能检测；
防滑性能测试方法：汽车脚垫在实际使用过程中，在人脚向下施压并且向前移动的作用下，带动脚垫向前移。试验模拟使用环境，将实例1～3和对比例中的脚垫放在固定的地毯上面并带有负载，由拉伸气缸夹持向前拉动。根据力学平衡原理，测得的拉力大小等于试样间摩擦力，从而可以表征材料间的防滑性能。
表1
测试项目 实例1 实例2 实例3 对比例
大肠杆菌抑菌率（%） 99.62 99.85 99.99 88.74
金黄色葡萄球菌抑菌率（%） 99.77 99.81 99.99 87.25
白色念球菌（%） 99.12 99.46 99.54 85.21
静摩擦力（N） 33.15 35.24 37.73 20.43
滑动摩擦力（N） 30.78 31.45 32.45 21.45
根据表1中数据可知，本发明制得的高抗菌防滑汽车脚垫的抑菌效果好，达到99%，静摩擦力和滑动摩擦力大于30N，防滑性能好，具有广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取100～120g竹片放入沸水中煮炼后，压碎成丝，得到竹丝，再将竹丝放入压力锅中蒸煮，得到预处理的竹丝，继续将预处理的竹丝放入含有果胶酶和纤维素酶的水溶液中浸泡，去除果胶、半纤维素和木质素，得到自制竹纤维，将自制竹纤维、蔗糖和沼液混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，过滤去除发酵滤液，得到发酵滤渣，并用真空干燥机干燥后，得到改性竹纤维，将改性纤维和四氧化三铁混合搅拌，得到改性竹纤维；
（2）将丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺放入混炼机中混炼，得到自制硫化混合胶；
（3）称取20～30g 纳米氧化锌和 30～40g异噻唑啉酮混合置于带有100～120mL蒸馏水的烧杯中搅拌，再向烧杯中加入10～12g十二烷基硫酸钠，继续混合搅拌，得到自制抗菌乳液；
（4）按重量份数计，分别称取20～30份自制硫化混合胶、4～6份炭黑、3～5份二硫化钼、1～3份二氯化硫和10～12份去离子水混合置于搅拌机中搅拌反应，得到混合浆料，将混合浆料倒入模具中，并置于挤压机中挤压成型，得到汽车脚垫坯体，向汽车脚垫坯体中加入16～20份自制抗菌乳液浸泡，浸泡后置于植绒箱中，在高压静电场的条件下植绒改性竹纤维，使改性竹纤维呈垂直状飞至汽车脚垫坯体表面，最后放入烘箱中烘干，出料，即可制得高抗菌防滑汽车脚垫。
2.根据权利要求1所述的一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的煮炼时间为20～30min，蒸煮时间为45～60min，浸泡时间为16～20min，自制竹纤维、蔗糖和沼液的质量比为2：1：3，发酵温度为35～45℃，发酵时间为9～11天，干燥时间为1～2h，改性纤维和四氧化三铁的质量比为1：2，搅拌时间为6～8min。
3.根据权利要求1所述的一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的丁苯橡胶、氟硅橡胶和硫磺的质量比为3：2：1，混炼温度为120～160℃，混炼时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的搅拌时间为8～10min，继续搅拌时间为16～20min。
5.根据权利要求1所述的一种高抗菌防滑汽车脚垫的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌反应温度为140～160℃，搅拌反应时间为16～20min，模具尺寸为300mm×150mm×3mm，挤压温度为150～160℃，挤压压力为10～12MPa，浸泡时间为1～2h，烘干温度为55～65℃，烘干时间为1～2h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500618A (zh) * 2020-12-11 2021-03-16 福建五持恒科技发展有限公司 一种含石墨烯添加物的天然橡胶抗菌鞋垫
CN114933843A (zh) * 2022-03-30 2022-08-23 温州环诺新材料科技有限公司 一种抗菌环保水性漆及其制备方法

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