CN110607134A - 一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，包括以下步骤：将树脂溶于无水乙醇中，配制成浓度为30‑70g/L的树脂溶液，静置得溶液A；将植物纤维放入分散机中，加入水进行水解，得到浓度为0.1～50g/L的植物纤维溶液B；将无纺布胶带基材清洁干净后干燥，备用；将处理过的无纺布胶带基材作为滤纸平铺在漏斗底部，然后将植物纤维溶液B，倒入漏斗中进行抽滤、烘干，得到样片C；通过浸渍、喷涂或抽滤的方式将溶液A中的树脂添加到样片C中，得到预制体D；对预制体D进行热压成型，即得到植物纤维改性无纺布胶带基材/树脂复合材料。本发明用植物纤维进行无纺布材料的改性，可提高基材的结构稳定性及界面结合性，降低基材磨损率、提高使用寿命。

Description

一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶带基材的制备方法，具体为一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法。
背景技术
基材是胶带的重要组成部分，是一层较薄的材料，胶粘剂(胶水)涂在它的表面。基材有很多种类型，如纸，塑料薄膜，泡棉，无纺布，织物，铝箔等。传统的胶带制作多采用单一材质的基材，但其存在摩擦系数低、传动不平稳以及易与对偶材料粘连等缺陷，限制了胶带的应用范围。近年来采用加入性能调节剂和填料、采用造纸工艺成型预制体、浸渍树脂后热压固化而成的复合材料等方法对胶带基材进行改性，改性后的胶带基材具有摩擦系数高和传动平稳等特点，具有机械强度高、导热性好以及承载能力强等优点。
无纺布作为胶带基材具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，但是存在强度和耐久性较差、纤维容易从直角方向裂开的问题。无纺布作为胶带基材的应用中需要对其改性。
专利CN 107793941 A公开了一种耐高温耐低温的无纺布基胶带的制备方法，其公开了一种对无纺布采用隔离剂和电晕处理改性的方法。但是其制备的胶带基材依然具有容易开裂的问题，效果不好。
因此，需要开发一种结构更稳定、性质更优越的无纺布胶带基材。
发明内容
为解决以上现有问题，本发明提供一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法。本发明通过以下技术方案实现。
一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，包括以下步骤：
S1：将树脂溶于无水乙醇中，配制成浓度为30-70g/L的树脂溶液，然后静置24～48h，得溶液A；
S2：将植物纤维放入分散机中，加入水进行水解，得到浓度为0.1～50g/L的植物纤维溶液B；
S3：将无纺布胶带基材清洁干净后干燥，备用；
S4：将步骤S3处理过的无纺布胶带基材作为滤纸平铺在漏斗底部，然后将植物纤维溶液B，倒入漏斗中进行抽滤，再将抽滤后的无纺布胶带基材烘干，得到样片C，其中样片C中所含的植物纤维的质量分数为0.5～5％；
S5：通过浸渍、喷涂或抽滤的方式将溶液A中的树脂添加到样片C中，得到预制体D，其中预制体D中所含的树脂的质量分数为30～50％；
S6：对预制体D进行热压成型，控制热压温度为170～210℃，热压时间为15～25min，热压压力为3～9MPa，即得到植物纤维改性无纺布胶带基材。
优选的，所述步骤S1中的树脂为丁腈改性树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、橡胶改性树脂、硼改性树脂或环氧树脂。
优选的，所述步骤S2中的植物纤维为棉纤维、木棉纤维的、亚麻、苎麻、黄麻纤维、竹纤维、剑麻纤维、蕉麻纤维、椰子果实纤维中的一种或多种。
优选的，所述步骤S2中的水解时间为90～150min，分散机的转速为400～800r/min。。
优选的，所述步骤S3中的无纺布胶带基材的编织密度为1K、3K、6K或12K，编织结构为平纹、斜纹、缎纹或单向布。
优选的，所述步骤S3中对无纺布胶带基材进行清洁的具体步骤为：将无纺布胶带基材先在丙酮中浸泡24～48h，再在乙醇中超声1.5～2h。
本发明的有益效果：
本发明一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，用植物纤维进行无纺布材料的改性作为胶带基材，通过添加均匀分散的植物纤维来有效提高无纺布胶带基材的结构稳定性及界面结合性，提高基材的粘基力。
本发明通过抽滤工艺操作，可使植物纤维嵌入到无纺布胶带基材编织的缝里，形成了遍布无纺布材料结构全体的纤维网，纤维间相互交叉和牵制，当材料受应力过高时，材料所受的力就由基体逐步转移到横跨裂缝的纤维上，从而提高了材料的强度和抗疲劳能力。
本发明制得的植物纤维改性无纺布胶带基材能够明显改性复合材料的剪切强度、弯曲强度和摩擦系数，其力学性能和摩擦性能得到明显提高，并能够增大复合材料的密度，降低复合材料的磨损率，能显著提高无纺布胶带基材的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作更为详细、完整的说明。
实施例1，一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，包括以下步骤：
S1：取5g腰果壳油改性酚醛树脂，溶解在100ml无水乙醇中，得到浓度为50g/L的树脂溶液，静置24h，待树脂充分溶解后封口保存，得到溶液A；
S2：将0.05g竹纤维放入分散机中，加入100ml水进行水解120min，即得到均匀分散的浓度为0.5g/L的竹纤维溶液B，其中分散机的转速为600r/min；
S3：将无纺布胶带基材在丙酮中浸泡48h后，于乙醇中超声1.5h，干燥后备用。该无纺布胶带基材的编织密度为12K，编织结构为平纹；
S4：将清洗后的无纺布胶带基材作为滤纸平铺在漏斗底部，然后将竹纤维溶液B倒入漏斗中进行抽滤，再将抽滤后的无纺布胶带基材烘干，得到样片C，其中样片C中所含的竹纤维的质量分数为0.72％；
S5：将样片C浸渍于溶液A后取出烘干，然后再浸渍烘干，重复多次后得到预制体D，其中预制体D中所含的腰果壳油改性酚醛树脂的质量分数为35％；
S6：将预制体D在硫化机中热压成型，控制硫化机的热压温度为190℃，热压时间为20min，热压压力为5MPa，即得到竹纤维改性无纺布胶带基材，该改性无纺布胶带基材中竹纤维的质量分数0.5％，腰果壳油改性酚醛树脂的质量分数为35％。
在本实施例中树脂将无纺布胶带基材与竹纤维紧紧地粘结在一起，协同作用于整个无纺布胶带基材摩擦材料；竹纤维横跨无纺布胶带基材的编织缝，形成了遍布结构全体的纤维网，纤维间相互交叉和牵制，从而可以提高材料的强度和抗疲劳能力。
实施例2，一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，包括以下步骤：
S1：取4g丁腈改性树脂，溶解在100ml无水乙醇中，得到浓度为40g/L的树脂溶液，静置24h，待树脂充分溶解后封口保存，得到溶液A；
S2：将0.1g亚麻纤维放入分散机中，加入100ml水进行水解100min，即得到均匀分散的浓度为1g/L的亚麻维溶液B，其中分散机的转速为500r/min；
S3：将无纺布胶带基材在丙酮中浸泡48h后，于乙醇中超声2h，干燥后备用。该无纺布胶带基材的编织密度为8K，编织结构为平纹；
S4：将清洗后的无纺布胶带基材作为滤纸平铺在漏斗底部，然后将亚麻纤维溶液B倒入漏斗中进行抽滤，再将抽滤后的无纺布胶带基材烘干，得到样片C，其中样片C中所含的竹纤维的质量分数为0.65％；
S5：将样片C浸渍于溶液A后取出烘干，然后再浸渍烘干，重复多次后得到预制体D，其中预制体D中所含的丁腈改性树脂的质量分数为32％；
S6：将预制体D在硫化机中热压成型，控制硫化机的热压温度为200℃，热压时间为20min，热压压力为7MPa，即得到亚麻纤维改性无纺布胶带基材，该改性无纺布胶带基材中亚麻纤维的质量分数0.65％，丁腈改性树脂的质量分数为32％。
在本实施例中树脂将无纺布胶带基材与亚麻纤维紧紧地粘结在一起，协同作用于整个无纺布胶带基材摩擦材料；亚麻纤维横跨无纺布胶带基材的编织缝，形成了遍布结构全体的纤维网，纤维间相互交叉和牵制，从而可以提高材料的强度和抗疲劳能力。
将实施例1、实施例2制得的竹纤维改性无纺布胶带基材进行力学及摩擦磨损性能测试，测试结果见下表1-2。其中对照项未加竹纤维的样品，是按照实施例1的方法，直接将清洗后的无纺布胶带基材浸渍树脂溶液A制得的。
表1.各实施例胶基材带力学性能测试
样品 厚度/mm 抗拉强度/MPa 泊松比
实施例1胶带基材 0.08 1920 0.33
实施例2胶带基材 0.08 1843 0.34
对照项 0.08 1145 0.28
由此可以看出本发明两个实施例中制得的植物纤维改性无纺布胶带基材与未加竹纤维制得的复合材料相比，其抗拉强度具有很大的提高。
植物纤维改性无纺布胶带基材耐磨性测试：磨耗磨痕M200试验机对磨件45#钢，硬度HRC50-59，表面粗糙度0.8▽负荷20kgf，线速度0.39m/s，时间30min左右测试，结果见表2。
表2各实施例胶带基材耐磨性能测试
样品 厚度/mm 耐磨系数
实施例1胶带基材 0.08 10.8
实施例2胶带基材 0.08 10.4
对照项 0.08 6.1
由以上测试结果可以看出，本发明两个实施例制得的植物纤维改性无纺布胶带基材能够明显改性复合材料的剪切强度、弯曲强度和摩擦系数，其力学性能和摩擦性能得到明显提高，并能够增大复合材料的密度，降低复合材料的磨损率。
显然，所描述的实施例仅是本发明的个别实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施，都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将树脂溶于无水乙醇中，配制成浓度为30-70g/L的树脂溶液，然后静置24～48h，得溶液A；
S2：将植物纤维放入分散机中，加入水进行水解，得到浓度为0.1～50g/L的植物纤维溶液B；
S3：将无纺布胶带基材清洁干净后干燥，备用；
S4：将步骤S3处理过的无纺布胶带基材作为滤纸平铺在漏斗底部，然后将植物纤维溶液B，倒入漏斗中进行抽滤，再将抽滤后的无纺布胶带基材烘干，得到样片C，其中样片C中所含的植物纤维的质量分数为0.5～5％；
S5：通过浸渍、喷涂或抽滤的方式将溶液A中的树脂添加到样片C中，得到预制体D，其中预制体D中所含的树脂的质量分数为30～50％；
S6：对预制体D进行热压成型，控制热压温度为170～210℃，热压时间为15～25min，热压压力为3～9MPa，即得到植物纤维改性无纺布胶带基材。
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的树脂为丁腈改性树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、橡胶改性树脂、硼改性树脂或环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的植物纤维为棉纤维、木棉纤维的、亚麻、苎麻、黄麻纤维、竹纤维、剑麻纤维、蕉麻纤维、椰子果实纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的水解时间为90～150min，分散机的转速为400～800r/min。。
5.根据权利要求1所述的一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的无纺布胶带基材的编织密度为1K、3K、6K或12K，编织结构为平纹、斜纹、缎纹或单向布。
6.根据权利要求1所述的一种植物纤维改性无纺布胶带基材的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中对无纺布胶带基材进行清洁的具体步骤为：将无纺布胶带基材先在丙酮中浸泡24～48h，再在乙醇中超声1.5～2h。
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