CN111733605A - 一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂25～50份、吸附分解剂15～35份、稳定剂1～3份、发泡剂0～2份；所述吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；所述改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；所述纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。该人造革可以实现对甲醛等有害物质和异味的有效吸附，并能够对甲醛等有害物质进行有效分解，具有低VOC、较好的生态环保性的优点。

Description

一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革及其制备方法
技术领域
本发明属于人造革技术领域，特别涉及一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革及其制备方法。
背景技术
PVC人造革具有耐水解、耐磨、耐刮、耐酸碱、阻燃等优点，且具有相对低廉的价格优势，一直被广泛应用于箱包、汽车、沙发座垫、鞋材、文具等行业。
但是，PVC人造革在生产过程中，需要添加助剂；而加入的助剂会产生甲醛或其他有害物质，同时带来难闻的气味，使得人造革产品在使用过程中，对环境产生污染，进而造成对人体的伤害。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革及其制备方法，该人造革可以实现对甲醛等有害物质和异味的有效吸附，并能够对甲醛等有害物质进行有效分解，具有低VOC、较好的生态环保性的优点。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂25～50份、吸附分解剂15～35份、稳定剂1～3份、发泡剂0～2份；
所述吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；
所述改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；
所述纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
进一步的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧类增塑剂中的一种或两种及以上的组合。
进一步的，所述稳定剂选自钙锌类、金属皂、稀土稳定剂中的一种或两种及以上的组合。
进一步的，所述改性活性炭的制备过程中所采用的铜盐溶液是浓度为0.2～0.6mol/L的氯化铜溶液。
本发明还提供了一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，包括如下步骤：
(1)将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为80～110℃，搅拌时间为100～200s，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为100～150℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在100～150℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为120～180℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在160～210℃的条件下进行发泡压花处理。
进一步的，PVC面层的制备原料中的吸附分解剂的制备过程为：将改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥和真空干燥后，再在氮气保护下，经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛。
进一步的，吸附分解剂中的改性活性炭的制备过程为：将活性炭浸渍于氯化铜溶液中，经恒温水浴震荡后，再经水洗至中性，恒温干燥后，在氮气保护下，经煅烧制得载铜活性炭。
进一步的，上述改性活性炭的制备过程中，所述氯化铜溶液的浓度为0.2～0.6mol/L。
进一步的，吸附分解剂中的纳米掺氮二氧化钛的制备过程为：将钛酸丁酯和无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后经陈化后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶。
本发明的有益效果是：
本发明的吸附分解剂是由改性活性炭和纳米掺氮二氧化钛复合而成。其中的改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；改性活性炭使其对甲醛等物质的吸附由物理吸附转化为物理-化学联合吸附；改性活性炭的表面均匀分布有Cu，Cu对甲醛分子等物质具有较强的亲和力，从而提高了活性炭对甲醛等物质的吸附力；经过改性后，活性炭的表面具有较多的含氧官能团，表面极性增加，且表面具有充足的微孔、适宜数量的介孔，从而可以增大对甲醛等物质的吸附力和吸附量，并有利于极性挥发性有机物的净化。其中的纳米掺氮二氧化钛为锐钛矿相结构，其具有可见光活性，在可见光下就可将甲醛物质进行光催化降解，且降解效果较好。本发明的吸附分解剂中的改性活性炭和纳米掺氮二氧化钛产生协同作用，吸附和分解协同进行，使吸附分解剂兼具活性炭的较强吸附性和二氧化钛的高氧化分解效果，进而使得本发明的人造革VOC挥发量极少，具有较优异的生态环保性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂25份、吸附分解剂15份、稀土稳定剂2份；
其中，吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍浓度为0.55mol/L的铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
实施例1的上述聚氯乙烯人造革的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备吸附分解剂
将活性炭浸渍于浓度为0.55mol/L的氯化铜溶液中，经25℃恒温水浴震荡24h后，再经水洗至中性，100℃恒温干燥后，在氮气保护下，在500℃的条件下经煅烧制得载铜活性炭；
将25mL钛酸丁酯和100mL无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将35mL的浓度为28％的氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后放入35℃的水浴锅内恒温陈化1h后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶；
将制得的改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥48h和80℃真空干燥2h后，再在氮气保护下，于500℃条件下经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛，即为吸附分解剂。
(2)混合物料
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，得到混合物料；
(3)压延贴合
将步骤(2)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为120℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在130℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为150℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在180℃的条件下进行发泡压花处理，制得该聚氯乙烯人造革。
实施例2
一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂35份、吸附分解剂20份、稀土稳定剂1份；
其中，吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍浓度为0.55mol/L的铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
实施例2的上述聚氯乙烯人造革的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备吸附分解剂
将活性炭浸渍于浓度为0.55mol/L的氯化铜溶液中，经25℃恒温水浴震荡24h后，再经水洗至中性，100℃恒温干燥后，在氮气保护下，在500℃的条件下经煅烧制得载铜活性炭；
将25mL钛酸丁酯和100mL无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将35mL的浓度为28％的氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后放入35℃的水浴锅内恒温陈化1h后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶；
将制得的改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥48h和80℃真空干燥2h后，再在氮气保护下，于500℃条件下经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛，即为吸附分解剂。
(2)混合物料
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为150s，得到混合物料；
(3)压延贴合
将步骤(2)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为120℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在130℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为150℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在180℃的条件下进行发泡压花处理，制得该聚氯乙烯人造革。
实施例3
一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂40份、吸附分解剂25份、稀土稳定剂3份、发泡剂1份；
其中，吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍浓度为0.55mol/L的铜盐溶液后再经水性、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
实施例3的上述聚氯乙烯人造革的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备吸附分解剂
将活性炭浸渍于浓度为0.55mol/L的氯化铜溶液中，经25℃恒温水浴震荡24h后，再经水洗至中性，100℃恒温干燥后，在氮气保护下，在500℃的条件下经煅烧制得载铜活性炭；
将25mL钛酸丁酯和100mL无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将35mL的浓度为28％的氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后放入35℃的水浴锅内恒温陈化1h后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶；
将制得的改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥48h和80℃真空干燥2h后，再在氮气保护下，于500℃条件下经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛，即为吸附分解剂。
(2)混合物料
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为160s，得到混合物料；
(3)压延贴合
将步骤(2)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为130℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在140℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为160℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在190℃的条件下进行发泡压花处理，制得该聚氯乙烯人造革。
实施例4
一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂50份、吸附分解剂35份、稀土稳定剂2份、发泡剂2份；
其中，吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；该改性活性炭为将活性炭浸渍浓度为0.55mol/L的铜盐溶液后再经水性、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；该纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
实施例4的上述聚氯乙烯人造革的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备吸附分解剂
将活性炭浸渍于浓度为0.55mol/L的氯化铜溶液中，经25℃恒温水浴震荡24h后，再经水洗至中性，100℃恒温干燥后，在氮气保护下，在500℃的条件下经煅烧制得载铜活性炭；
将25mL钛酸丁酯和100mL无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将35mL的浓度为28％的氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后放入35℃的水浴锅内恒温陈化1h后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶；
将制得的改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥48h和80℃真空干燥2h后，再在氮气保护下，于500℃条件下经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛，即为吸附分解剂。
(2)混合物料
将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为170s，得到混合物料；
(3)压延贴合
将步骤(2)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为135℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在150℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为165℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在200℃的条件下进行发泡压花处理，制得该聚氯乙烯人造革。
对比例1
对比例1的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂40份、活性炭25份、稀土稳定剂3份、发泡剂1份。
对比例1聚氯乙烯人造革的制备过程为：将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为100℃，搅拌时间为160s，得到混合物料；将得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为130℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在140℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为160℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在190℃的条件下进行发泡压花处理。
对比例2
对比例2的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、邻苯二甲酸酯类增塑剂40份、纳米二氧化钛25份、稀土稳定剂3份、发泡剂1份。
对比例2的聚氯乙烯人造革的制备方法同对比例1。
性能测试
(1)检测项目
人造革挥发的甲醛及VOC总量
(2)检测方法
参照GB 18580-2001，结合实验室条件，将实施例和对比例的人造革样品放入温度、相对湿度、空气流速和空气置换率控制在一定值的气候箱内；采用温度为25℃、45℃、65℃、75℃的条件下加热1h，对样品材料释放的VOC进行富集，并用气象色谱-质谱联用仪进行分析和测定。测定结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002561953340000111
由表1可知，本发明实施例1-4的聚氯乙烯人造革相比于对比例1和2的人造革，甲醛释放量较低，且总VOC量也较低，具有较优异的生态环保性。
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修改或等效变换，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 (9)

1.一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，包括基布和PVC面层，其特征在于，所述PVC面层的制备原料按质量份数包括以下组分：PVC树脂100份、增塑剂25～50份、吸附分解剂15～35份、稳定剂1～3份、发泡剂0～2份；
所述吸附分解剂是利用改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛制成；
所述改性活性炭为将活性炭浸渍铜盐溶液后再经水洗、干燥、煅烧制备而成的载铜活性炭；
所述纳米掺氮二氧化钛是以钛酸丁酯为钛源，以氨水为氮源制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，其特征在于：所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧类增塑剂中的一种或两种及以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，其特征在于：所述稳定剂选自钙锌类、金属皂、稀土稳定剂中的一种或两种及以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革，其特征在于：所述改性活性炭的制备过程中所采用的铜盐溶液是浓度为0.2～0.6mol/L的氯化铜溶液。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将PVC面层的制备原料按照质量份数配比置于高速搅拌机中进行高速混合搅拌，搅拌温度为80～110℃，搅拌时间为100～200s，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料排入密炼机里进行混炼，混炼温度为100～150℃，混练结束后排出至开炼机，依次通过两台开炼机在100～150℃的温度条件下进行塑炼，然后输送至压延机压延成片材，压延温度为120～180℃，压延后得到的片材再贴合于基布上，制成半成品，然后将该半成品送入发泡压花机，在160～210℃的条件下进行发泡压花处理。
6.根据权利要求5所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，其特征在于，PVC面层的制备原料中的吸附分解剂的制备过程为：将改性活性炭浸于纳米掺氮二氧化钛溶胶中，充分混合后，静置成凝胶，然后经自然干燥和真空干燥后，再在氮气保护下，经煅烧制得改性活性炭负载纳米掺氮二氧化钛。
7.根据权利要求6所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，其特征在于，吸附分解剂中的改性活性炭的制备过程为：将活性炭浸渍于氯化铜溶液中，经恒温水浴震荡后，再经水洗至中性，恒温干燥后，在氮气保护下，经煅烧制得载铜活性炭。
8.根据权利要求7所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，其特征在于，所述氯化铜溶液的浓度为0.2～0.6mol/L。
9.根据权利要求6所述的一种具有吸附分解功能的聚氯乙烯人造革的制备方法，其特征在于，吸附分解剂中的纳米掺氮二氧化钛的制备过程为：将钛酸丁酯和无水乙醇组成混合溶液，然后滴加硝酸，再将氨水加入混合溶液中，搅拌均匀后，使钛酸丁酯充分溶解，然后经陈化后制得纳米掺氮二氧化钛溶胶。
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