一種高分子複合石墨烯防霾纖維束及其生產方法與流程
2023-05-29 17:15:21
本發明涉及建築材料技術領域，更具體地說是一種高分子複合石墨烯防霾纖維束及其生產方法。
背景技術：
目前，大部分制磚時採用粘土燒結的方式製備，但是隨著粘土開採量的增加，粘土資源日益匱乏，不僅增加了開採成本，同時也對生態環境造成嚴重影響，因此亟需優化和改進現有的制磚方法以改變現狀。
用氫氧化鈉分解鋯英砂，是我國現在生產氯氧化鋯和二氧化鋯的主要生產工藝。我國2007年氯氧化鋯年生產能力已達到15萬t，位居世界第一。作為功能材料和結構材料的二氧化鋯的需求量也不斷增加，其生產工藝成本較低，但缺點在於產生大量的廢棄物（每生產1t二氧化鋯產品約排放稀鹼液5m³、酸性矽渣1t）。近幾年，隨著生產規模的擴大，生產過程中產生的廢棄物的處理問題也日益突出。
經濟的發展帶的了國民生活水平的提高，私家車的購買量也呈直線上升的趨勢，汽車車內環境成為人們越來越關心的問題。私家車內的汙染源主要有氣溶膠汙染和揮發性有機物汙染，調查表明：總揮發性有機化合物濃度會隨著溫度升高和封閉時間的增加而急劇增加。這是因為汽車內很多材料之間都是通過化學粘合劑粘結在一起的，溫度升高和密閉環境下回加快有害物質的揮發。所以，要保持經常通風和在汽車內放入吸附材料，如活性炭或者熔噴材料與大顆粒活性炭的複合產品，來吸附有害氣體，淨化私家車內空氣，但是這樣的產品往往具有一定的壽命，需要經常更換，在沒有標記或者提醒的情況下，一般容易被忘記或者忽略掉，不能有效保證私家車內的環境。針對私家車內環境汙染情況，急需要發展一種既能過濾氣溶膠又能消除揮發性有機物的雙重耐用過濾材料。複合過濾材料因其過濾效率高、過濾阻力低、使用壽命長等優點越發受到重視
因此，利用吸塵型高分子樹脂複合石墨烯防霾材料製作燒結磚是變廢為寶、保護環境、節約耕地的有效措施，具有良好的社會、經濟效益。
技術實現要素：
本發明的目的是為了彌補現有技術的不足，提供一種強度高、導熱係數低、密度小的吸塵型高分子樹脂複合石墨烯防霾材料及其生產方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種高分子複合石墨烯防霾纖維束，由以下重量份原料製成：醋酸纖維束25-30、海藻酸25-30、鹽酸5-10，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-25、高聚乙烯8-10、納米活性劑5-8、泡沫氧化鋁8-10、納米二氧化鈰粉5-8、聚乳酸殼聚糖15-20、納米石墨烯10-15、鋁羥基化合物4-7，改性納米二氧化鈦 10-25，粉煤灰20-25，消石灰 6-7，矽石灰 6-8、呋喃樹脂15-20、對甲苯磺酸5-8、 硫酸甲酯8-10、三醋酸甘油酯5-8、導電雲母粉0.3-0.5、納米導電石墨粉0.2-0.4、多異氰酸酯的三聚體0.8-1、聚四氟乙烯纖維1-2、多孔鈦酸鋁2-3、鋯英石3-5、水泥焦渣2-3、納米氧化鋁2-4、目結土10-15、海泥8-12、聚乙酸乙烯酯5-10、桐油4-6、廢糖漿3-6、月桂醯肌氨酸鈉 1-2、冷杉膠3-5、石棉絨4-8、添加劑6-8、水適量；
所述納米活性劑為MgO、Al2O3 、Si3N4、BN按1:2:3:1的重量比例混合製取的組合物；所述改性納米二氧化鈦製備方法為：將活性炭纖維中加入1-2倍去離子水，在去離子水中浸泡1-2h後取出，在烘箱中乾燥3-5h後取出備用；將偏鈦酸漿、尿素混合，並加入總重量3-5倍的去離子水攪拌均勻後，加入處理後的活性炭纖維，在90-96℃下加熱攪拌2-4h至反應完全得到；
所述添加劑由以下重量份的原料製成：將一定量的鎂鋁水滑石分散於脫 CO2的去離子水中製成漿液後將過量的NaH2PO4•2H2O 溶於水所配成溶液緩慢倒入漿液中，加熱攪拌並用醋酸調節 PH 至3.7左右，回流溫度下反應3小時，待自然冷卻後，用脫 CO2的去離子水洗滌產物並過濾直至濾液 PH=7，然後乾燥得到。所述納米石墨烯的製備方法為：將濃硫酸加入石墨中，經過-20℃~-10℃低溫攪拌5-12小時，再經過0℃~5℃攪拌5-12小時後，加入高錳酸鉀進行氧化反應得到氧化石墨溶液；將得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB對氧化石墨進行絮凝和改性反應得到改性氧化石墨溶液；將改性氧化石墨溶液過濾、洗滌，在50℃真空乾燥24小時，即得到納米石墨烯。
一種高分子複合石墨烯防霾纖維束的生產方法，由以下步驟製備而成：
（1）取海藻酸、鹽酸混合，並加入總重量6-10倍的去離子水加熱至100-120℃攪拌均勻，之後加入醋酸纖維束保持該加熱溫度繼續攪拌20-30min至均勻得海藻酸基纖維液備用；
將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、高聚乙烯、納米活性劑、泡沫氧化鋁 、納米二氧化鈰粉 、鋁羥基化合物 ，改性納米二氧化鈦 ，粉煤灰 ，消石灰，矽石灰、呋喃樹脂 、對甲苯磺酸 、 硫酸甲酯、三醋酸甘油酯、導電雲母粉、納米導電石墨粉、多異氰酸酯的三聚體、聚四氟乙烯纖維、多孔鈦酸鋁、鋯英石、水泥焦渣、納米氧化鋁、石棉絨、目結土、海泥混合後粉碎並研磨，然後加入廢糖漿、月桂醯肌氨酸鈉、添加劑以及適量的水並攪拌均勻，得混合料；
（2）將海藻酸基纖維液中加入混合料，高溫90-100℃攪拌均勻製得基材；
（3）將冷杉膠、桐油、聚乙酸乙烯酯混合後80-90℃、800-1000r/min攪拌5-10min，然後均勻噴塗於（2）中製得的基材表面，100-120℃保溫2-4h；
將聚乳酸殼聚糖、納米石墨烯混合，在磁力攪拌下快速攪拌5-6h至形成均一穩定的透明溶液，通過電噴霧形式高溫噴霧層與層之間石墨烯的加載基材；冷卻後即得。