CN112359480A - 一种阻燃喷胶棉及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于喷胶棉生产技术领域，尤其是一种阻燃喷胶棉及其制作方法，针对现有的喷胶棉杀菌需要辅助外力且阻燃效果较差的问题，现提出如下解决方案，包括以下重量份原料：罗布麻纤维30‑50份、天麻15‑25份、二甲基硅氧烷15‑19份、膦酸修饰纳米二氧化钛16‑18份、阻燃剂16‑18份、抗冲改性剂6‑10份、石墨烯粉末6‑10份、植物胶6‑8份、加工助剂4‑8份、2,6‑二甲基‑2,6‑辛二烯醛5‑7份、润滑剂2‑4份、引发剂1‑2份，余量为去离子水。制作工艺简单，加工效率高，兼具高效杀菌、阻燃效果好的优点，生产成本低，能够进行大规模的加工生产。
Description
技术领域
本发明涉及喷胶棉生产技术领域，尤其涉及一种阻燃喷胶棉及其制作方法。
背景技术
喷胶棉又称喷浆絮棉，是非织造布的一种。喷胶棉结构形成的原理就是将粘合剂喷洒在蓬松的纤维层的两面，由于在喷淋时有一定的压力，以及下部真空吸液时的吸力，所以在纤维层的内部也能渗入粘合剂，喷洒粘合剂后的纤维层再经过烘燥、固化，使纤维间的交接点被粘接，而未被彼此粘接的纤维，仍有相当大的自由度。同时，在三维网状结构中，仍保留有许多容有空气的空隙。因此，纤维层具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。
CN201510987068.8的发明专利提供了一种抗菌喷胶棉及其制造工艺，其是通过在胶料中添加一定的纳米二氧化钛粉末，能够吸收紫外光，从而提高了杀菌效果。
但是该发明中需要借助紫外光的照射才能发挥其杀菌的效果，且喷胶棉本质阻燃效果较差，如何同时激发喷胶棉的杀菌和阻燃效果至关重要，因此，我们提出了一种阻燃喷胶棉及其制作方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明提出的一种阻燃喷胶棉及其制作方法，解决了目前喷胶棉杀菌需要辅助外力且效果较差以及不阻燃的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的第一方面，提出了一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维30-50份、天麻15-25份、二甲基硅氧烷15-19份、膦酸修饰纳米二氧化钛16-18份、阻燃剂16-18份、抗冲改性剂6-10份、石墨烯粉末6-10份、植物胶6-8份、加工助剂4-8份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5-7份、润滑剂2-4份、引发剂1-2份，余量为去离子水。
优选的，包括以下重量份原料：罗布麻纤维35-45份、天麻18-23份、二甲基硅氧烷16-18份、膦酸修饰纳米二氧化钛16.5-17.5份、阻燃剂16.5-17.5份、抗冲改性剂7-9份、石墨烯粉末7-9份、植物胶6.5-7.5份、加工助剂5-7份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5.5-6.5份、润滑剂2.5-3.5份、引发剂1.2-1.8份，余量为去离子水。
优选的，包括以下重量份原料：罗布麻纤维40份、天麻20份、二甲基硅氧烷17份、膦酸修饰纳米二氧化钛17份、阻燃剂17份、抗冲改性剂8份、石墨烯粉末8份、植物胶7份、加工助剂6份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛6份、润滑剂3份、引发剂1.5份，余量为去离子水。
优选的，所述罗布麻纤维和所述天麻的重量比为2：1，所述罗布麻纤维的表面设有若干网孔，且罗布麻纤维的厚度为1-3mm。
优选的，所述膦酸修饰纳米二氧化钛的具体制备流程为：将[磷酰甲基亚胺]双[2,1-亚乙基亚氨双亚甲基]四膦酸溶于乙醚中，再向其中加入3-(2-氨基乙基氨基）丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌反应2-4小时，然后旋蒸除去溶剂，并用乙酸乙酯洗涤，旋蒸，除去乙酸乙酯，然后加入到纳米二氧化钛的乙醇溶液中，继续搅拌反应2-4h，后旋蒸除去溶剂，得到膦酸表面修饰的纳米二氧化钛。
优选的，所述阻燃剂为溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的复配物，其中溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的重量比为1：2：1，其中溴代三嗪的熔点为220-240℃，溴含量为50-60%。
优选的，所述抗冲改性剂为MBS、CPE135A、抗冲型ACR的其中一种或几种的组合，所述引发剂为二碳酸酯过氧化物。
优选的，所述加工助剂为高分子量丙烯酸类加工助剂P-20、ACR401的其中一种，所述润滑剂为PE蜡、0PE蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的其中一种或几种的组合。
本发明的第二方面，提出了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，第一次升温，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过2-3次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺3-5层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1-2h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
优选的，所述第一次升温的温度为60-68℃，搅拌速度为1200-1400r/min，第二次升温的温度为70-78℃，第三次升温的温度为98-100℃，第四次降温的温度为30-35℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中通过以罗布麻纤维和天麻为基料，加入二甲基硅氧烷、阻燃剂以及微量石墨烯等辅料，能够明显提升喷胶棉的整体结构，粘接性好不易扯断，同时赋予较强的阻燃效果，并且制备过程中通过三次升温加料和依次降温处理，使喷胶棉热学性质和力学性能更加稳定，进一步提升阻燃效果，且安全无害；
2、本发明中添加了膦酸修饰纳米二氧化钛在光催化下形成具有高氧化活性的空穴和光激发电子，并与周围的水和氧气发生反应生成·OH-和·O2-，能使周围大部分细菌和霉菌分解，对空气中有害物质有很好的吸收分解能力，两者的协同作用解决了目前喷胶棉的杀菌作用需借助紫外光的照射，进而增加成本、工艺繁琐的弊端。
本发明制作工艺简单，加工效率高，兼具高效杀菌、阻燃效果好的优点，生产成本低，能够进行大规模的加工生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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。
实施例一：
一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维30份、天麻15份、二甲基硅氧烷15份、膦酸修饰纳米二氧化钛16份、阻燃剂16份、抗冲改性剂6份、石墨烯粉末6份、植物胶6份、加工助剂4份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5份、润滑剂2份、引发剂1份，余量为去离子水。
本发明还提供了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，搅拌速度为1200r/min，第一次升温至60℃时，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温至70℃时，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温至98℃时，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温30℃时，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过2次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺3层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
实施例二：
一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维35份、天麻17份、二甲基硅氧烷16份、膦酸修饰纳米二氧化钛16.5份、阻燃剂16.5份、抗冲改性剂7份、石墨烯粉末7份、植物胶6.5份、加工助剂5份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5.5份、润滑剂2.5份、引发剂1.2份，余量为去离子水。
本发明还提供了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，搅拌速度为1250r/min，第一次升温至62℃时，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温至72℃时，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温至98.5℃时，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温32℃时，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过2次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺3层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1.2h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
实施例三：
一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维40份、天麻20份、二甲基硅氧烷17份、膦酸修饰纳米二氧化钛17份、阻燃剂17份、抗冲改性剂8份、石墨烯粉末8份、植物胶7份、加工助剂6份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛6份、润滑剂3份、引发剂1.5份，余量为去离子水。
本发明还提供了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，搅拌速度为1300r/min，第一次升温至64℃时，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温至74℃时，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温至99℃时，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温33℃时，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过3次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺4层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1.5h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
实施例四：
一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维45份、天麻23份、二甲基硅氧烷18份、膦酸修饰纳米二氧化钛17.5份、阻燃剂17.5份、抗冲改性剂9份、石墨烯粉末9份、植物胶7.5份、加工助剂7份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛6.5份、润滑剂3.5份、引发剂1.8份，余量为去离子水。
本发明还提供了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，搅拌速度为1350r/min，第一次升温至66℃时，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温至76℃时，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温至99.5℃时，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温34℃时，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过3次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺5层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1.8h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
实施例五：
一种阻燃喷胶棉，包括以下重量份原料：罗布麻纤维50份、天麻25份、二甲基硅氧烷19份、膦酸修饰纳米二氧化钛18份、阻燃剂18份、抗冲改性剂10份、石墨烯粉末10份、植物胶8份、加工助剂8份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛7份、润滑剂4份、引发剂2份，余量为去离子水。
本发明还提供了一种阻燃喷胶棉的制作方法，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，搅拌速度为1400r/min，第一次升温至68℃时，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温至78℃时，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温至100℃时，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温35℃时，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过3次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺5层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置2h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
本实施例中值得说明的是，所述膦酸修饰纳米二氧化钛的具体制备流程为：将[磷酰甲基亚胺]双[2,1-亚乙基亚氨双亚甲基]四膦酸溶于乙醚中，再向其中加入3-(2-氨基乙基氨基）丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌反应2-4小时，然后旋蒸除去溶剂，并用乙酸乙酯洗涤，旋蒸，除去乙酸乙酯，然后加入到纳米二氧化钛的乙醇溶液中，继续搅拌反应2-4h，后旋蒸除去溶剂，得到膦酸表面修饰的纳米二氧化钛，膦酸修饰纳米二氧化钛在光催化下形成具有高氧化活性的空穴和光激发电子，并与周围的水和氧气发生反应生成·OH-和·O2-，能使周围大部分细菌和霉菌分解，对空气中有害物质有很好的吸收分解能力，两者的协同作用解决了目前喷胶棉的杀菌作用需借助紫外光的照射，进而增加成本、工艺繁琐的弊端。
所述罗布麻纤维和所述天麻的重量比为2：1，所述罗布麻纤维的表面设有若干网孔，且罗布麻纤维的厚度为1-3mm，所述阻燃剂为溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的复配物，其中溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的重量比为1：2：1，其中溴代三嗪的熔点为220-240℃，溴含量为50-60%，所述抗冲改性剂为MBS、CPE135A、抗冲型ACR的其中一种或几种的组合，所述引发剂为二碳酸酯过氧化物，所述加工助剂为高分子量丙烯酸类加工助剂P-20、ACR401的其中一种，所述润滑剂为PE蜡、0PE蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的其中一种或几种的组合。
对比例
市售喷胶棉。
将上述实施例一至实施例五和对比例得到的喷胶棉分别取两组30cm长，进行阻燃、杀菌率、拉伸强度性能检测，检测结果详见表1。
表1
从表1中结果可知，本发明实施例一至实施例五制得的阻燃喷胶棉其阻燃性能均达到Ⅳ级或Ⅴ级，拉伸强度明显优于市售产品，具有优异的阻燃效果和杀菌效果，且无需借助紫外光的照射，热学性质和力学性能稳定，通过以罗布麻纤维和天麻为基料，加入二甲基硅氧烷、阻燃剂以及微量石墨烯等辅料，能够明显提升喷胶棉的整体结构，粘接性好不易扯断，同时赋予较强的阻燃效果，并且制备过程中通过三次升温加料和依次降温处理，使喷胶棉热学性质和力学性能更加稳定，进一步提升阻燃效果，适用于新型材料领域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阻燃喷胶棉，其特征在于，包括以下重量份原料：罗布麻纤维30-50份、天麻15-25份、二甲基硅氧烷15-19份、膦酸修饰纳米二氧化钛16-18份、阻燃剂16-18份、抗冲改性剂6-10份、石墨烯粉末6-10份、植物胶6-8份、加工助剂4-8份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5-7份、润滑剂2-4份、引发剂1-2份，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，包括以下重量份原料：罗布麻纤维35-45份、天麻18-23份、二甲基硅氧烷16-18份、膦酸修饰纳米二氧化钛16.5-17.5份、阻燃剂16.5-17.5份、抗冲改性剂7-9份、石墨烯粉末7-9份、植物胶6.5-7.5份、加工助剂5-7份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛5.5-6.5份、润滑剂2.5-3.5份、引发剂1.2-1.8份，余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，包括以下重量份原料：罗布麻纤维40份、天麻20份、二甲基硅氧烷17份、膦酸修饰纳米二氧化钛17份、阻燃剂17份、抗冲改性剂8份、石墨烯粉末8份、植物胶7份、加工助剂6份、2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛6份、润滑剂3份、引发剂1.5份，余量为去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，所述罗布麻纤维和所述天麻的重量比为2：1，所述罗布麻纤维的表面设有若干网孔，且罗布麻纤维的厚度为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，所述膦酸修饰纳米二氧化钛的具体制备流程为：将[磷酰甲基亚胺]双[2,1-亚乙基亚氨双亚甲基]四膦酸溶于乙醚中，再向其中加入3-(2-氨基乙基氨基）丙基三甲氧基硅烷，常温下搅拌反应2-4小时，然后旋蒸除去溶剂，并用乙酸乙酯洗涤，旋蒸，除去乙酸乙酯，然后加入到纳米二氧化钛的乙醇溶液中，继续搅拌反应2-4h，后旋蒸除去溶剂，得到膦酸表面修饰的纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，所述阻燃剂为溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的复配物，其中溴代三嗪、三聚氰胺氰尿酸盐与二乙基磷酸铝的重量比为1：2：1，其中溴代三嗪的熔点为220-240℃，溴含量为50-60%。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，所述抗冲改性剂为MBS、CPE135A、抗冲型ACR的其中一种或几种的组合，所述引发剂为二碳酸酯过氧化物。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃喷胶棉，其特征在于，所述加工助剂为高分子量丙烯酸类加工助剂P-20、ACR401的其中一种，所述润滑剂为PE蜡、0PE蜡、硬脂酸、硬脂酸钙的其中一种或几种的组合。
9.一种如根据权利要求1-8任一项所述的阻燃喷胶棉的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：将上述重量份的天麻洗净加入至粉碎机中粉碎后，先依次加入罗布麻纤维、二甲基硅氧烷、阻燃剂、引发剂、石墨烯粉末进行高速搅拌，第一次升温，再投入膦酸修饰纳米二氧化钛、植物胶和2,6-二甲基-2,6-辛二烯醛，第二次升温，投入上述重量份的润滑剂、加工助剂和抗冲改性剂，第三次升温，混合物排入冷混装置，加入去离子水进行冷却、浸泡，第四次降温，进行排料、自然晾干后，均匀放入开松机经过2-3次开松处理，再经过梳理机将棉梳理成单层丝网状架构，层层上铺，每铺3-5层时利用牵伸机四周拉伸，铺至所需厚度压合放置1-2h，然后进入压辊机，辊压成卷、裁切、包装，即制作阻燃喷胶棉。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃喷胶棉的制作方法，其特征在于，所述第一次升温的温度为60-68℃，搅拌速度为1200-1400r/min，第二次升温的温度为70-78℃，第三次升温的温度为98-100℃，第四次降温的温度为30-35℃。
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