CN109183434A - 一种功能化有机布 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功能化有机布，所述的功能化有机布由添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂涂层和有机布基体组成，对应的胶黏剂涂敷量为0.4～1.2g/m²，涂层厚度为20～55μm；所述的改性酚醛树脂胶黏剂中氧化石墨烯添加量为0.2～1.3wt%；所述的改性酚醛树脂胶黏剂所用的改性剂为尿素、三聚氰胺、羟基硅油。本发明通过涂敷添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂对有机布进行功能化改性，使有机布具有优良的阻燃性及憎水性，同时由于添加的氧化石墨烯在酚醛树脂中分散均匀可控，避免了石墨烯的团聚，充分发挥氧化石墨烯的功能化效果，使有机布获得稳定均匀的高常温远红外辐射率，并且具有抑菌，抗菌性能，实现保健功能。

Description

一种功能化有机布

技术领域

本发明涉及一种有机布，尤其涉及一种功能化有机布。

背景技术

酚醛树脂作为三大合成热固性树脂之一，经历了逾百年的历史，至今已广泛应用于胶黏 剂、模塑料、涂料、泡沫塑料等。虽然用量比不饱和聚酯树脂和环氧树脂较少些，但是也已在军工领域、建筑行业、汽车行业等发挥着巨大的作用，不仅以树脂形式，而且也以复合材料的形式获得应用。为了使酚醛树脂可以在更广泛领域的应用，就需要在酚醛树脂中加入各种物质进行改性，提高其综合性能。广泛采用的改性技术有向酚醛树脂中加入无机纳米材料（纳米SiO2、纳米TiO2、纳米蒙脱土（MMT）等）、有机化合物（有机硅、有机硼、腰果壳油等）、无机化合物（硼化物、钼等）等等。此外酚醛树脂由于具有非常好的耐烧蚀性和阻燃性能，使其在各种耐火材料中应用极为广泛。近年来，对酚醛树脂胶黏剂的研究越来越多，通过改性提高酚醛树脂的柔性，黏度憎水性能使其可以应用于纺织业产品中；石墨烯加入使酚醛树脂具有多功能化，但是结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质（如溶剂等）相互作用较弱，且石墨烯片与片之间存在较强的范德华力，容易产生团聚，使其难溶于水和常用有机溶剂，限制了石墨烯的进一步研究和应用。而氧化石墨烯表面含有大量的含氧官能团，如羟基、羧基等，这些官能团使得改性石墨烯成为可能。石墨烯氧化物是大规模合成石墨烯的起点，也是实现石墨烯功能化的最为有效的途径之一，可通过将氧化石墨烯作为新型填料来制备功能聚合物复合材料来实现，以改善复合材料的综合性能。酚醛树脂中苯酚对氧化石墨烯的还原性好，氧化石墨烯在酚醛树脂中分散性均匀，并且分散可控，两者结合制备出的分散均匀的还原氧化石墨烯／酚醛树脂复合材料具有优异的综合性能，经改性后的氧化石墨烯／酚醛树脂胶黏剂可应用于纺织产品中。

申请号为201720454603.8的中国发明专利公开了一种医用无铅环保型防辐射阻燃衣服面料，包括面层、中间层和里层，面层为人工合成的防水型PU布料，中间层为无铅环保型防辐射阻燃材料制成的纤维编织而成的布料，里层为棉布层，面层与中间层之间、中间层与里层通过防水型高分子粘结剂或采用针脚进行连接，此发明实现了穿戴方便质量轻防辐射等特点，但其所说的阻燃性能只是中间层材料具有一定的阻燃性能，面层及里层材料仍是具有易燃性，因此其阻燃性能还是欠缺。

申请号为201721151461.4的中国发明专利公开了一种疏水性衣服面料，其特征在于：包括面料本体；面料本体内层设置有一层由涤纶纤维、生麻纤维、尼龙纤维以及棉纤维混纺织造而成的混纺层；混纺层的外表面设置有彩色图案层，彩色图案层的外表面浸渍有一层透明粘接剂，粘接剂的外表面粘接有一层透明软质保护膜，保护膜的外表面设置有阵列排布的微柱结构，微柱结构的外表面以及微柱间隙之间设置有透明超疏水涂层，本发明实现了材料的疏水性能良好的效果，并且耐磨性优异具有良好的应用前景，但是其功能化单一，阻燃性能欠缺，也没有其他功能化效果。

申请号为201310450626.8的中国发明专利公开了一种氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂的制备方法涉及酚醛树脂，首先利用改进的Hummers法，制备出氧化石墨烯；再将所得的氧化石墨烯在苯酚和甲醛的混合液中超声分散；随后加入氢氧化钠作为催化剂，利用氧化石墨烯本身的活性基团与苯酚、甲醛之间的反应，使酚醛树脂小分子顺利插入到氧化石墨烯层中间；最后引入硼酸，通过改变反应条件，使氧化石墨烯中的酚醛树脂中小分子与硼酸引发聚合反应，从而制备出高性能氧化石墨烯-硼改性酚醛树脂。此制备方法保持了石墨烯的结构和性能，而且保留的部分含氧官能团能很好地解决石墨烯分散性、溶解性和加工性差等难题，

但是，此制备的改性酚醛树脂在纺织产品中的应用性并不强，其硬度及水溶性限制了它的应用。

综上所述，目前尚未有阻燃性，耐烧蚀性，憎水性良好，并且具有抗菌，保健效果的多功能性有机布。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种功能化有机布。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供一种功能化有机布， 其特征在于所述的功能化有机布由添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂涂层和有机布基体组成，对应的胶黏剂涂敷量为0.4～1.2g/m²，涂层厚度为20～55 μm；所述的改性酚醛树脂胶黏剂中氧化石墨烯添加量为0.2～1.3wt%；所述的改性酚醛树脂胶黏剂所用的改性剂为尿素、三聚氰胺、羟基硅油。

进一步的，所述的功能化有机布面密度为30～400g/m²，常温远红外发射率为0.8～0.93。

进一步的，所述的改性酚醛树脂胶黏剂的数均分子量为5000～12000，粘度为1500～3000 mPa·s。

进一步的，所述的改性酚醛树脂胶黏剂的反应物组份为：45～60份苯酚、120～180份甲醛、2～7份NaOH催化剂、16～18份三聚氰胺、30～50份尿素、25～60份羟基硅油憎水剂。

一种功能化有机布的制备方法包括以下步骤：

（1）酚醛树脂溶液制备：按比例混合苯酚、甲醛和催化剂，在恒温下充分搅拌反应后制得酚醛树脂溶液；

（2）酚醛树脂溶液改性：在酚醛树脂溶液中按比例添加三聚氰胺、尿素和羟基硅油，恒温下反应充分反应，得到改性的酚醛树脂溶液；

（3）添加氧化石墨烯：配置浓度为 0.5mg/mL的氧化石墨烯溶液，采用直接共混法混合改性的酚醛树脂溶液和氧化石墨烯溶液，在恒温磁力搅拌条件下充分反应；

（4）真空悬蒸去除溶剂水：将制得的混合溶液在真空悬蒸直至完全去除残余溶剂水，得到改性酚醛树脂胶黏剂；

（5）对有机布进行整理：采用涂层法将改性酚醛树脂胶黏剂载附于有机布上，涂敷两到三遍，制得含树脂量0.4～1.2g/m²的有机布；

（6）干燥处理：将有机布放入真空干燥箱中，在恒温下充分加热，最后在室温下晾干制得功能化有机布。

本发明通过以上技术方案，所产生的有益效果是：（1）涂敷酚醛树脂涂层使有机布实现优良的阻燃性及耐烧蚀性能（2）对酚醛树脂添加羟基硅油憎水剂，使有机布具有憎水性能（3）添加的氧化石墨烯在酚醛树脂中分散性均匀并且分散可控，避免了石墨烯团聚，充分发挥了氧化石墨烯的功能效果，使有机布获得稳定均匀的高常温远红外辐射率，并且具有抑菌，抗菌性能，达到保健效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

提供一种功能化有机布由添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂涂层和有机布基体组成，对应的胶黏剂涂敷量为0.7g/m²，涂层厚度为35 μm；所述的改性酚醛树脂胶黏剂中氧化石墨烯添加量为0.63wt%；所述的改性酚醛树脂胶黏剂所用的改性剂为尿素、三聚氰胺、羟基硅油。

功能化有机布面密度为240g/m²，常温远红外发射率为0.9。

改性酚醛树脂胶黏剂的数均分子量为7000，粘度为1950 mPa·s。

功能化有机布的制备方法包括以下步骤：

（1）酚醛树脂溶液制备：将45份苯酚、120份甲醛、2份NaOH催化剂加入三口烧瓶反应温度为70℃，充分搅拌反应1.5h制得酚醛树脂溶液190g；

（2）酚醛树脂溶液改性：在酚醛树脂溶液中添加16份三聚氰胺、30份尿素、25份羟基硅油憎水剂，于45℃下反应1h，得到改性的酚醛树脂溶液520g；

（3）添加氧化石墨烯：配置浓度为 0.5mg/mL的氧化石墨烯溶液5g，采用直接共混法混合改性的酚醛树脂溶液和氧化石墨烯溶液525g，在80温度下磁力搅拌2.5h；

（4）真空悬蒸去除溶剂水：将制得的混合溶液在50℃真空悬蒸2h去除残余溶剂水，得到改性酚醛树脂胶黏剂400g；

（5）对有机布进行整理：采用涂层法将改性酚醛树脂胶黏剂载附于有机布上，涂敷两遍，制得的涂层厚度为35 μm有机布含树脂量0.8g/m²；

（6）干燥处理：将有机布放入真空干燥箱中，在55℃温度下加热1.5h，最后在室温下晾干制得功能化有机布。

实例2

提供一种功能化有机布由添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂涂层和有机布基体组成，对应的胶黏剂涂敷量为1.1g/m²，涂层厚度为50 μm；所述的改性酚醛树脂胶黏剂中氧化石墨烯添加量为0.97wt%；所述的改性酚醛树脂胶黏剂所用的改性剂为尿素、三聚氰胺、羟基硅油。

功能化有机布面密度为310g/m²，常温远红外发射率为0.92。

改性酚醛树脂胶黏剂的数均分子量为11000，粘度为2450 mPa·s。

功能化有机布的制备方法包括以下步骤：

（1）酚醛树脂溶液制备：将60份苯酚、180份甲醛、6份NaOH催化剂加入三口烧瓶反应温度为80℃，充分搅拌反应2h制得酚醛树脂溶液240g；

（2）酚醛树脂溶液改性：在酚醛树脂溶液中添加18份三聚氰胺、50份尿素、60份羟基硅油憎水剂，于45℃下反应1h，得到改性的酚醛树脂溶液670g；

（3）添加氧化石墨烯：配置浓度为 0.5mg/mL的氧化石墨烯溶液10g，采用直接共混法混合改性的酚醛树脂溶液和氧化石墨烯溶液680g，在83℃温度下磁力搅拌3h；

（4）真空悬蒸去除溶剂水：将制得的混合溶液在50℃真空悬蒸2.5h去除残余溶剂水，得到改性酚醛树脂胶黏剂520g；

（5）对有机布进行整理：采用涂层法将改性酚醛树脂胶黏剂载附于有机布上，涂敷两遍，制得的涂层厚度为50 μm有机布含树脂量1.1g/m²；

（6）干燥处理：将有机布放入真空干燥箱中，在60℃温度下加热1.5h，最后在室温下晾干制得功能化有机布。

上述仅为本发明的2个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种功能化有机布，其特征在于所述的功能化有机布由添加氧化石墨烯的改性酚醛树脂胶黏剂涂层和有机布基体组成，对应的胶黏剂涂敷量为0.4～1.2g/m²，涂层厚度为20～55 μm；所述的改性酚醛树脂胶黏剂中氧化石墨烯添加量为0.2～1.3wt%；所述的改性酚醛树脂胶黏剂所用的改性剂为尿素、三聚氰胺、羟基硅油。

2.根据权利要求1所述的一种功能化有机布，其特征在于所述的功能化有机布面密度为30～400g/m²，常温远红外发射率为0.8～0.93。

3.根据权利要求1所述的一种功能化有机布，其特征在于所述的改性酚醛树脂胶黏剂的数均分子量为5000～12000，粘度为1500～3000 mPa·s。

4.根据权利要求1所述的一种功能化有机布，其特征在于所述的改性酚醛树脂胶黏剂的反应物组份为：45～60份苯酚、120～180份甲醛、2～7份NaOH催化剂、16～18份三聚氰胺、30～50份尿素、25～60份羟基硅油憎水剂。

5.根据权利要求1所述的一种功能化有机布，其特征在于包括以下制备步骤：

（1）酚醛树脂溶液制备：按比例混合苯酚、甲醛和催化剂，在恒温下充分搅拌反应后制得酚醛树脂溶液；

（2）酚醛树脂溶液改性：在酚醛树脂溶液中按比例添加三聚氰胺、尿素和羟基硅油，恒温下反应充分反应，得到改性的酚醛树脂溶液；

（3）添加氧化石墨烯：配置浓度为 0.5mg/mL的氧化石墨烯溶液，采用直接共混法混合改性的酚醛树脂溶液和氧化石墨烯溶液，在恒温磁力搅拌条件下充分反应；

（4）真空悬蒸去除溶剂水：将制得的混合溶液在真空悬蒸直至完全去除残余溶剂水，得到改性酚醛树脂胶黏剂；

（5）对有机布进行整理：采用涂层法将改性酚醛树脂胶黏剂载附于有机布上，涂敷两到三遍，制得含树脂量0.4～1.2g/m²的有机布；

（6）干燥处理：将有机布放入真空干燥箱中，在恒温下充分加热，最后在室温下晾干制得功能化有机布。