CN108060470A - 一种硬质特种纺织材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬质特种纺织材料的制备方法及其应用,该方法采用将重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末球磨处理得到球磨混合物;再将腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉混合后加入到偏硅酸溶液中超声处理,得到超声处理混合物;随后将二者加入高压均质机,添加稳定剂、抗氧剂搅拌加热处理得到中间产物,最后将中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。制备而成的硬质特种纺织材料,其拉伸强度高、抗撕裂能力强,在建筑领域中具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纺织材料这一技术领域,特别涉及到一种硬质特种纺织材料的制备方法及其应用。
背景技术
纺织材料是指纤维及纤维制品,具体表现为纤维、纱线、织物及其复合物。纤维是纺织材料的基本单元,纤维按来源和习惯分为天然纤维和化学纤维两大类。根据纤维的物质来源属性将天然纤维分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。按原料、加工方法和组成成分的不同,又可分为再生纤维、合成纤维和无机纤维三类。用纺织纤维加工而成的纱线呈多样性,纱线按其体系,有纱、丝、线之分;按纤维组成,有纯纺纱线、混纺纱线、伴纺纱线之分;按混合纤维的分布,有均匀混合纱线、变化混合纱线、组合或复合纱线之分。织物,简称布,是纤维制品的主要种类,是纺织品的基本形式。纺织品按生产方式的不同,可广义地分为纱线类、带类、绳类、机织物、针织物、编织物和非织造布等门类。
纺织材料不仅可以用于衣物等生活用品,在建筑领域也已经有近50年的历史。在建筑领域,纺织材料主要充当建材的基体材料。主要应用有:蓬帆布材料、膜结构材料、防水材料、纤维增强复合材料、柔性电子纺织材料等。我国在该方面起步较晚,在1995年才开始将纺织材料应用于建筑领域,因此未来的发展空间巨大,还需要加大力度进行新材料的开发。
发明内容
针对于目前我国建筑用纺织材料的研发短板,本发明提供一种硬质特种纺织材料的制备方法及其应用,该方法采用将重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末球磨处理得到球磨混合物;再将腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉混合后加入到偏硅酸溶液中超声处理,得到超声处理混合物;随后将二者加入高压均质机,添加稳定剂、抗氧剂搅拌加热处理得到中间产物,最后将中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。制备而成的硬质特种纺织材料,其拉伸强度高、抗撕裂能力强,在建筑领域中具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种硬质特种纺织材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将重晶石粉10-12份、碳化硼粉末5-7份、三氧化二铝粉末6-8份共同置于球磨机中进行球磨处理,得到球磨混合物;
(2)将腈纶36-38份、苎麻纤维29-33份、丙烯腈纤维18-20份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入稳定剂2-4份、抗氧剂2-4份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置40-50min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
进一步的,所述步骤(1)中球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为350-370r/min,球磨时间为100-120min。
进一步的,所述步骤(2)中超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min。
进一步的,所述步骤(3)中的稳定剂选自丹桂酸酯、月硅酸钙、环烷酸钡中的任意一种。
进一步的,所述步骤(3)中的抗氧剂选自乙酰基吡啶、丁二酸二甲酯、乙酰乙酸乙酯中的任意一种。
进一步的,所述步骤(4)中双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃。
进一步的,本发明还公开了所述制备方法制备得到的硬质特种纺织材料在建筑领域中的应用。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
(1)本发明的硬质特种纺织材料的制备方法采用将重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末球磨处理得到球磨混合物;再将腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉混合后加入到偏硅酸溶液中超声处理,得到超声处理混合物;随后将二者加入高压均质机,添加稳定剂、抗氧剂搅拌加热处理得到中间产物,最后将中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。制备而成的硬质特种纺织材料,其拉伸强度高、抗撕裂能力强,在建筑领域中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末这几种原料制得球磨混合物,与腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉制得的超声处理混合物共同进行热处理得到中间产物,对纺织材料进行了有效的改性,虽然这些材料并非首次应用于纺织材料中,但按照一定配比量组合后,辅以相应的处理方式,给最后制备得到的硬质特种纺织材料带来了使用性能上的大幅度提高,这在以往的研究中是不曾报道过的,对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将重晶石粉10份、碳化硼粉末5份、三氧化二铝粉末6份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为350r/min,球磨时间为100min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶36份、苎麻纤维29份、丙烯腈纤维18份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入丹桂酸酯2份、乙酰基吡啶2份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置40min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的硬质特种纺织材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将重晶石粉11份、碳化硼粉末6份、三氧化二铝粉末7份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为360r/min,球磨时间为110min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶37份、苎麻纤维31份、丙烯腈纤维19份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入月硅酸钙3份、丁二酸二甲酯3份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置45min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的硬质特种纺织材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将重晶石粉12份、碳化硼粉末7份、三氧化二铝粉末8份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为370r/min,球磨时间为120min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶38份、苎麻纤维33份、丙烯腈纤维20份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入环烷酸钡4份、乙酰乙酸乙酯4份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置50min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的硬质特种纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将碳化硼粉末6份、三氧化二铝粉末7份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为360r/min,球磨时间为110min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶37份、苎麻纤维31份、丙烯腈纤维19份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入月硅酸钙3份、丁二酸二甲酯3份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置45min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将重晶石粉11份、三氧化二铝粉末7份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为360r/min,球磨时间为110min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶37份、苎麻纤维31份、丙烯腈纤维19份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入月硅酸钙3份、丁二酸二甲酯3份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置45min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)将重晶石粉11份、碳化硼粉末6份共同置于球磨机中进行球磨处理,球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为360r/min,球磨时间为110min,得到球磨混合物;
(2)将腈纶37份、苎麻纤维31份、丙烯腈纤维19份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入月硅酸钙3份、丁二酸二甲酯3份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置45min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃,然后将挤出产物置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
制得的纺织材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-3和对比例1-3的制得的纺织材料分别进行拉伸强度、经度抗撕裂强度、纬度抗撕裂强度这几项性能测试。
表1
本发明的硬质特种纺织材料的制备方法采用将重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末球磨处理得到球磨混合物;再将腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉混合后加入到偏硅酸溶液中超声处理,得到超声处理混合物;随后将二者加入高压均质机,添加稳定剂、抗氧剂搅拌加热处理得到中间产物,最后将中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。制备而成的硬质特种纺织材料,其拉伸强度高、抗撕裂能力强,在建筑领域中具有良好的应用前景。并且,本发明采用了重晶石粉、碳化硼粉末、三氧化二铝粉末这几种原料制得球磨混合物,与腈纶、苎麻纤维、丙烯腈纤维、纳米石墨粉制得的超声处理混合物共同进行热处理得到中间产物,对纺织材料进行了有效的改性,虽然这些材料并非首次应用于纺织材料中,但按照一定配比量组合后,辅以相应的处理方式,给最后制备得到的硬质特种纺织材料带来了使用性能上的大幅度提高,这在以往的研究中是不曾报道过的,对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将重晶石粉10-12份、碳化硼粉末5-7份、三氧化二铝粉末6-8份共同置于球磨机中进行球磨处理,得到球磨混合物;
(2)将腈纶36-38份、苎麻纤维29-33份、丙烯腈纤维18-20份、纳米石墨粉混合后加入到浓度为0.5mmol/L的偏硅酸溶液中,采用超声粉碎机超声处理,得到超声处理混合物;
(3)将步骤(1)得到的球磨混合物、步骤(2)得到的超声处理混合物加入高压匀质机,再加入稳定剂2-4份、抗氧剂2-4份,混合搅拌均匀后加热至150℃,充入水蒸气,保温静置40-50min,得到中间产物;
(4)将步骤(3)所得的中间产物经双螺杆挤出机中挤出后,置于惰性气体环境下纺丝,通过牵拉处理、脱气干燥,冷却至室温后得到成品硬质特种纺织材料。
2.根据权利要求1所述的硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中球磨机的球料比为20:1,球磨机转速为350-370r/min,球磨时间为100-120min。
3.根据权利要求1所述的硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中超声粉碎机的功率为700W,超声时间为30min。
4.根据权利要求1所述的硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的稳定剂选自丹桂酸酯、月硅酸钙、环烷酸钡中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的抗氧剂选自乙酰基吡啶、丁二酸二甲酯、乙酰乙酸乙酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的硬质特种纺织材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中双螺杆挤出机的螺杆转速为230r/min,各区温度为:一区温度185℃,二区温度215℃,三区温度210℃,四区温度190℃。
7.根据权利要求1-5任一项所述制备方法制备得到的硬质特种纺织材料在建筑领域中的应用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180522 |