CN109971158A - 一种竹炭环保材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种竹炭环保材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种竹炭环保材料、制备方法及其应用，所述环保材料由以下组分组成：改性竹炭粉5‑20wt%、聚胺脂80‑95wt%；所述改性竹炭粉经质量比为（8‑12）：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；所述水性液体A由质量比为（7‑11）:1的水与固体物A组成；所述固体物A由以下组分组成：水溶性硅胶乳化剂1‑3wt%、油性乳化剂2‑4wt%、氢氧化钠1‑3wt%、碳酸氢钠1‑3wt%、植物蜡87‑95wt%。以聚氨酯为基体，以特定目数的竹炭粉为吸附填料，采用水溶性硅胶乳化剂与油性乳化剂相结合，制备了可以用于鞋垫的环保材料，所制备的鞋垫具有很好的耐磨性、粘合强度及摩擦色牢度。

Description

一种竹炭环保材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于聚氨酯环保材料领域，尤其涉及一种含有改性竹炭粉的聚氨酯一种竹炭环保材料、制备方法及其应用。
背景技术
竹炭是以三年以上高山毛竹为原料，经近千度高温烧制而成的一种炭。竹炭具有疏松多孔的结构，其分子细密多孔，质地坚硬。有很强的吸附能力，能净化空气、消除异味、防霉、抑菌驱虫、过滤、净化、消毒、蓄热、保湿。与人体接触能去湿吸汗，促进人体血液循环和新陈代谢，缓解疲劳。
聚氨酯是一种高分子材料。在日常生活中的应用广泛如家具中的油漆和涂料，家用电器中的冰箱和冷柜，建筑业中的屋顶防水保温层和内外墙涂料等。还可以做成各种聚氨酯材料如聚氨酯鞋底，聚氨酯纤维，聚氨酯密封胶等。总体来说聚氨酯制品性能可调范围宽、适应性强、耐生物老化、价格适中。
巴西棕榈蜡用于制造复写纸，棕榈蜡稀薄而黏滞度小，树脂含量低，涂布均匀，流动性能好，制成的复写纸性能好。也可用于地板蜡和鞋油，具有光泽好、光洁度高、表面没有油腻的优点。还可用于橡胶防老剂，同时具有一定的软化与润滑作用，使胶料易脱模和压出，使成品外观平整。
目前，现有技术中存在最大的问题是无法很好的将聚氨酯原料与竹炭相结合，因此无法将竹炭的优良性用于鞋垫、枕头垫、汽车坐垫、沙发垫、座椅垫制品。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种竹炭环保材料、制备方法及其应用，通过对竹炭粉进行改性，解决了现有技术中聚氨酯原料和竹炭较难结合等问题。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种竹炭环保材料，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉5-20wt％
聚胺脂80-95wt％
所述改性竹炭粉经质量比为(8-12)：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为(7-11):1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1-3wt％
油性乳化剂2-4wt％
氢氧化钠1-3wt％
碳酸氢钠1-3wt％
植物蜡87-95wt％；
进一步地，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉5wt％
聚胺脂95wt％
所述改性竹炭粉经质量比为8：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为7:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1wt％
油性乳化剂2wt％
氢氧化钠1wt％
碳酸氢钠1wt％
植物蜡95wt％。
进一步地，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉13wt％
聚胺脂87wt％
所述改性竹炭粉经质量比为10：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为9:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1.9wt％
油性乳化剂3.3wt％
氢氧化钠1.7wt％
碳酸氢钠2.3wt％
植物蜡90.8wt％。
进一步地，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉20wt％
聚胺脂80wt％
所述改性竹炭粉经质量比为12：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为11:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂3wt％
油性乳化剂4wt％
氢氧化钠3wt％
碳酸氢钠3wt％
植物蜡87wt％。
进一步地，所述竹炭粉是经竹炭研磨制成，所述竹炭粉粒径为1000-1800目。
将竹炭研磨制成竹炭粉，并将竹炭粉粒径限定为1000-1800目，极好的提高了竹炭与聚氨酯的结合性能。
进一步地，所述油性乳化剂为OP-10乳化剂，HLB值：13.2-14；浊点：70-77；羟基值：88±3(mgKOH/g)；水分≤1：pH值：5.5-7.0。
进一步地，所述植物蜡为巴西棕榈蜡，相对密度0.996-0.998，熔点82-85℃，碘值6-12。本发明的目的之二在于：提供一种上述竹炭环保材料的制备方法，包含以下步骤：
步骤1、按照一定配比将水溶性硅胶乳化剂、油性乳化剂、氢氧化钠、碳酸氢钠、植物蜡进行混合，在一定温度下进行乳化反应制备固体物A；
步骤2、按照一定配比将步骤1中所制备的固体物A与水混合，边搅拌边加热至沸腾，保持沸腾一定时间，制得水性液体A；
步骤3、按照一定配比向步骤2中所得水性液体A中加入竹炭粉末，搅拌分散均匀后，烘干制成改性竹炭粉；
步骤4、按照一定配比将步骤3所制备的改性竹炭粉与聚氨酯进行搅拌混合形成所述竹炭环保材料。
进一步地，步骤1中的反应温度为150-170℃；步骤2中的反应时间为0.5-2小时。
本发明的目的之三在于提供一种上述竹炭环保材料的应用，所述环保材料用于制备鞋垫。
本发明的有益效果是：
以聚氨酯为基体，以特定目数的改性竹炭粉为吸附填料，采用水溶性硅胶乳化剂与油性乳化剂相结合，透过相应的制备方法使得竹碳与聚胺脂极好的相结合，制备了可以用于鞋垫、枕头垫、汽车坐垫、沙发垫、座椅垫的环保材料，所制备的鞋垫具有很好的耐磨性、耐汗性、粘合强度及摩擦色牢度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步说明：
实施例1
一种环保材料，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉5wt％
聚胺脂95wt％
所述改性竹炭粉经质量比为8：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为7:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1wt％
油性乳化剂2wt％
氢氧化钠1wt％
碳酸氢钠1wt％
植物蜡95wt％。
所述竹炭粉是经竹炭研磨制成，所述竹炭粉粒径为1000目。
实施例2
一种环保材料，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉13wt％
聚胺脂87wt％
所述改性竹炭粉经质量比为10：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为9:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1.9wt％
油性乳化剂3.3wt％
氢氧化钠1.7wt％
碳酸氢钠2.3wt％
植物蜡90.8wt％。
所述竹炭粉是经竹炭研磨制成，所述竹炭粉粒径为1500目。
实施例3
一种环保材料，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉20wt％
聚胺脂80wt％
所述改性竹炭粉经质量比为12：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为11:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂3wt％
油性乳化剂4wt％
氢氧化钠3wt％
碳酸氢钠3wt％
植物蜡87wt％。
所述竹炭粉是经竹炭研磨制成，所述竹炭粉粒径为1800目。
实施例4
上述竹炭环保材料的制备方法，包含以下步骤：
步骤1、按照一定配比将水溶性硅胶乳化剂、油性乳化剂、氢氧化钠、碳酸氢钠、植物蜡进行混合，在一定温度下进行乳化反应制备固体物A；
步骤2、按照一定配比将步骤1中所制备的固体物A与水混合，边搅拌边加热至沸腾，保持沸腾一定时间，制得水性液体A；
步骤3、按照一定配比向步骤2中所得水性液体A中加入竹炭粉末，搅拌分散均匀后，烘干制成改性竹炭粉；
步骤4、按照一定配比将步骤3所制备的改性竹炭粉与聚氨酯进行搅拌混合形成所述竹炭环保材料。
步骤1中的反应温度为150-170℃；步骤2中的反应时间为0.5-2小时。
实施例5
上述竹炭环保材料的应用，所述环保材料用于制备鞋垫。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于所用竹炭粉粒径为800目。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于所用竹炭粉粒径为2000目。
对比例3
对比例3与实施例2的区别在于：固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂0.5wt％
油性乳化剂0.5wt％
氢氧化钠1wt％
碳酸氢钠1wt％
植物蜡97wt％。
对比例4
对比例4与实施例2的区别在于：固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂4wt％
油性乳化剂4wt％
氢氧化钠4wt％
碳酸氢钠4wt％
植物蜡84wt％。
对比例5
对比例5与实施例2的区别在于所用油性乳化剂为OP-13乳化剂，HLB值：-14；浊点：87-92；
羟基值：70±3(mgKOH/g)；水分≤1：、pH值：5.5-7.0。
对比例6
对比例6与实施例2的区别在于所用油性乳化剂为OP-9乳化剂，HLB值：12.5-13；浊点：60-67；羟基值：91±3(mgKOH/g)；水分≤1：、pH值：5.5-7.0。
将实施例1的环保材料制备形成垫子，依据QB/T2881-2013对其进行抗菌能力检测，样品测试前未经检验方洗涤，检测结果如表1所示，
表1
从表1中可以看出，本发明的环保材料具有一定的抗菌性能。
将实施例2的环保材料制备形成鞋垫，依据QB/T5191-2017对其性能进行检测，检测结果如表2所述。
表2
从表2中可以看出，本发明的环保材料做成的鞋垫，具有较好的耐磨性、粘合强度及摩擦色牢度；鞋垫只是本发明的一个应用的实施例，鞋垫的应用具有典型的代表性，本发明的环保材料在枕头垫、汽车坐垫、沙发垫、座椅垫等产品中的应用就不一一列举。
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种竹炭环保材料，其特征在于，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉5-20wt%
聚胺脂80-95wt%
所述改性竹炭粉经质量比为（8-12）：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为（7-11）:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1-3wt%
油性乳化剂2-4wt%
氢氧化钠1-3wt%
碳酸氢钠1-3wt%
植物蜡87-95wt%。
2.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉5wt%
聚胺脂95wt%
所述改性竹炭粉经质量比为8：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为7:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1wt%
油性乳化剂2wt%
氢氧化钠1wt%
碳酸氢钠1wt%
植物蜡95wt%。
3.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉13wt%
聚胺脂87wt%
所述改性竹炭粉经质量比为10：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为9:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂1.9wt%
油性乳化剂3.3wt%
氢氧化钠1.7wt%
碳酸氢钠2.3wt%
植物蜡90.8wt%。
4.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述竹炭环保材料由以下组分组成：
改性竹炭粉20wt%
聚胺脂80wt%
所述改性竹炭粉经质量比为12：1的水性液体A与竹炭粉充分搅拌后烘干制成；
所述水性液体A由质量比为11:1的水与固体物A组成；
所述固体物A由以下组分组成：
水溶性硅胶乳化剂3wt%
油性乳化剂4wt%
氢氧化钠3wt%
碳酸氢钠3wt%
植物蜡87wt%。
5.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述竹炭粉是经竹炭研磨制成，所述竹炭粉粒径为1000-1800目。
6.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述油性乳化剂为OP-10乳化剂，HLB值：13.2-14；浊点：70-77；羟基值：88±3(mgKOH/g)；水分≤1、pH值：5.5-7.0。
7.如权利要求1所述的一种竹炭环保材料，其特征在于，所述植物蜡为巴西棕榈蜡，相对密度0.996-0.998，熔点82-85℃，碘值6-12。
8.如权利要求1-7任一项所述的竹炭环保材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1、按照一定配比将水溶性硅胶乳化剂、油性乳化剂、氢氧化钠、碳酸氢钠、植物蜡进行混合，在一定温度下进行乳化反应制备固体物A；
步骤2、按照一定配比将步骤1中所制备的固体物A与水混合，边搅拌边加热至沸腾，保持沸腾一定时间，制得水性液体A；
步骤3、按照一定配比向步骤2中所得水性液体A中加入竹炭粉末，搅拌分散均匀后，烘干制成改性竹炭粉；
步骤4、按照一定配比将步骤3所制备的改性竹炭粉与聚氨酯进行搅拌混合形成所述竹炭环保材料。
9.如权利要求8所述的竹炭环保材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的反应温度为150-170℃；步骤2中的反应时间为0.5-2小时。
10.如权利要求1-7任一项所述的竹炭环保材料的应用，其特征在于，所述竹炭环保材料用于制备鞋垫、枕头垫、汽车坐垫、沙发垫、座椅垫。
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