一種多層耐磨瑜伽墊的製作方法
2023-06-10 03:52:31 5
本發明屬於體育運動器械領域的健身器材,具體的說是一種多層耐磨瑜伽墊。
背景技術:
瑜伽源於古印度,是古印度六大哲學派別中的一系,探尋「梵我合一」的道理與方法,而現代人所稱的瑜伽則是主要是一系列的修身養心方法。
大約在公元前300年,印度的大聖哲瑜伽之祖帕坦伽利創作了《瑜伽經》,印度瑜伽在其基礎上才真正成形,瑜伽行法被正式訂為完整的八支體系,瑜伽是一個通過提升意識,幫助人類充分發揮潛能的體系。
瑜伽姿勢運用古老而易於掌握的技巧,改善人們生理、心理、情感和精神方面的能力,是一種達到身體、心靈與精神和諧統一的運動方式,包括調身的體位法、調息的呼吸法、調心的冥想法等,以達至身心的合一。
現實生活中,瑜伽越來越成為現代人所歡迎的一種健身、瘦身運動,而瑜伽運動離不開瑜伽墊,現有的瑜伽墊一般都是採用聚氨酯材料製成的具有一定彈性的墊子,但是這種墊子由於追求高彈性和高舒適度,導致其表面的耐磨性很差,從而使其使用壽命普遍不高。
技術實現要素:
為解決現有聚氨酯材料製成的瑜伽墊存在的表面耐磨性差、使用壽命低的問題,本發明提供了一種多層耐磨瑜伽墊,該瑜伽墊由中間的纖維布層和結合在其上下表面的聚氨酯泡沫板和橡膠基板製成,通過在聚氨酯泡沫板和橡膠基板中加入不同的助劑,從而使表面的聚氨酯泡沫板兼具彈性的情況下,增強了其耐磨性,使下層的橡膠基板在保證彈性的前提下,也提高了其耐磨性能。
本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種多層耐磨瑜伽墊,該多層耐磨瑜伽墊包括上下表面上密布有突起的纖維毛刺的纖維布層,纖維布層的上下表面上分別設置有聚氨酯泡沫板和橡膠基板,且橡膠基板的下表面為從邊緣向中間凹陷的弧形表面,聚氨酯泡沫板的上表面上密布有突起於其表面2-3mm的弧形突起。
所述纖維布層為PAN基碳纖維原絲、玻璃纖維絲和聚丙烯纖維絲按2-3:1:4-6的重量比混雜後以常規針刺無紡工藝製成的無紡布,且省略常規針刺無紡工藝中的燒毛步驟,以保留其表面的纖維毛刺。
按照重量比,所述聚氨酯泡沫板由150-170份的聚酯多元醇、160-180份的多異氰酸酯、26-30的環己烷、1-2份的二月桂酸二丁基錫、3-5份的偶氮二甲酸異丙酯和10-14份的緩衝劑製成,所述緩衝劑為空心玻璃微珠、廢棄分子篩粉末和表面處理劑以100:40-60:6-8的重量比混合後得到,該表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成。
所述聚氨酯泡沫板中還含有1-2份的改性海泡石絨粉,所述改性海泡石絨粉是將市售海泡石絨與其重量3-5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成。
按照重量比,所述橡膠基板由92-96份的順丁橡膠、6-7份的複合纖維、4-5份的增強劑、3-4份的填充劑、4-5份的硫化劑和3-4份的環氧樹脂複合物混煉而成,其中,複合纖維為錦綸纖維、腈綸纖維和碳纖維以7-8:3-4:1的重量比混雜而成,增強劑為海泡石絨、納米鋅粉和正矽酸乙酯以4-5:1-2:10-15的重量比製成,填充劑為納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸、單質矽粉和硼酸鎂晶須按10-12:0.5:0.5:5-6:3-4的比例製成;所述環氧樹脂複合物為雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、改性納米二氧化矽和改性矽溶膠以6:5:4:2:3的重量比製成,所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3-5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2-3%的矽微粉、矽溶膠重量1-2%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.8-1%的乙酸鈉,而後在70-80℃條件下攪拌1-2h得到的混合物。
所述增強劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的正矽酸乙酯與去離子水按照1:8-10的比例混合,再向其中依次加入正矽酸乙酯重量10%的冰醋酸、正矽酸乙酯重量5%的碳粉、稱量好的納米鋅粉混合均勻進行反應,反應過程中,每隔20min向反應體系內施加頻率350-370kHz的超聲波1min,待反應結束後對反應體系進行超濾得到固體粉末烘乾後即得到增強劑。
所述填充劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸和單質矽粉在氧化氣氛中以1500-1600℃的條件煅燒1-2h,而後自然冷卻、磨粉後與硼酸鎂晶須混合得到填充劑。
所述填充劑中還含有橡膠基料重量1-2%的改性澱粉,所述改性澱粉的製備方法為,將澱粉加入到為其重量3-5倍的水中混合均勻,然後向其中加入澱粉重量8%-10%的錫偶聯劑並用硫酸調節pH值至4-5,再向其中加入澱粉重量1-3%的杜仲提取物,混合均勻後調節溫度至60-65℃並保溫2-3h,最後向其中加入澱粉重量4-5%的硬脂酸,攪拌均勻後在100-110℃條件下烘乾至恆重,即得到改性澱粉;所述杜仲提取物為杜仲葉片在水中煮沸20-30min後過濾掉固體殘渣所得的濾液蒸乾最後得到的粉末。
所述杜仲提取物在製備時,先對杜仲葉片進行以下處理:
1)將杜仲葉片用水清洗乾淨後浸泡到質量濃度為30%的氯化鈉溶液中2h,而後撈出並浸泡到質量濃度為35%的氫氧化鈉溶液中20min,然後撈出並用清水衝洗乾淨;
其中,杜仲葉片在氫氧化鈉溶液中浸泡10min後,向溶液中施加功率為400W的微波處理2min;
2)將步驟1)中清水衝洗乾淨的杜仲葉片浸泡其重量3-5倍的清水中,然後向其中加入杜仲葉片重量1%的纖維素酶,並靜置3-4h,再將杜仲葉片撈出後用清水清洗乾淨即完成對杜仲葉片的處理。
所述環氧樹脂複合物的製備方法為:
1)分別製備改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,備用;
所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3-5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;
所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2-3%的矽微粉、矽溶膠重量1-2%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.8-1%的乙酸鈉,而後在70-80℃條件下攪拌1-2h得到的混合物;
2)按照所述的比例稱取各組分,然後將雙酚F型環氧樹脂融化後,向其中依次加入稱量好的氫化雙酚A型環氧樹脂和雙酚S型環氧樹脂,攪拌至完全融化後,再向其中加入步驟1)製得的改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,攪拌均勻後即製得環氧樹脂複合物。
本發明多層耐磨瑜伽墊的製備方法,包括以下步驟:
1)按2-3:1:4-6的重量比稱取PAN基碳纖維原絲、玻璃纖維絲和聚丙烯纖維絲混雜後以常規針刺無紡工藝製成的無紡布,且省略常規針刺無紡工藝中的燒毛步驟,從而得到表面密布有纖維毛刺的纖維布層;
2)將製備好的纖維布層與表面處理劑按重量比100:8-10的比例混合處理2-3h,備用;
所述表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成;
表面處理劑的處理過程中使纖維布層的表面接枝大量的矽羥基,這些基團通過化學反應將其與上表面的聚氨酯泡沫板和下表面的橡膠基板中的成分連接起來,保證其與兩者之間具有良好的界面結合力;
3)製備橡膠基板,並將其鋪設於纖維布層的下部表面,然後用弧形凸板對其表面進行擠壓,形成邊緣向中間凹陷的下表面;
a)製備複合樹脂
分別製備改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,然後按照所述的比例稱取各組分,並將雙酚F型環氧樹脂融化後,向其中依次加入稱量好的氫化雙酚A型環氧樹脂和雙酚S型環氧樹脂,攪拌至完全融化後,再向其中加入步驟1)製得的改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,攪拌均勻後即製得複合樹脂;
所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3-5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成;
所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2-3%的矽微粉、矽溶膠重量1-2%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.8-1%的乙酸鈉,而後在70-80℃條件下攪拌1-2h得到的混合物;
b)製備增強劑
按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的正矽酸乙酯與去離子水按照1:8-10的比例混合,再向其中依次加入正矽酸乙酯重量10%的冰醋酸、正矽酸乙酯重量5%的碳粉、稱量好的納米鋅粉混合均勻進行反應,反應過程中,每隔20min向反應體系內施加頻率350-370kHz的超聲波1min,待反應結束後對反應體系進行超濾得到固體粉末烘乾後即得到增強劑;
c)製備填充劑
按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸和單質矽粉在氧化氣氛中以1500-1600℃的條件煅燒1-2h,而後自然冷卻、磨粉後與硼酸鎂晶須混合得到填充劑;
d)按照所述的重量比稱量複合纖維、增強劑、填充劑、複合樹脂和其餘物料,然後將順丁橡膠送入密煉機中加熱使其融化後混煉20-30min,並依次向其中加入增強劑和複合樹脂,保持該溫度繼續混煉10-20min,然後向其中加入填充劑、複合纖維和硫化劑後繼續混煉30min後直接鋪設於纖維布層的下表面;
4)製備聚氨酯泡沫板的材料,並將其鋪設於纖維布層的上表面,再用表面密布有凹坑的模板壓制在聚氨酯泡沫材料表面形成弧形突起;
用空心玻璃微珠、廢棄分子篩粉末和表面處理劑以100:40-60:6-8的重量比混合製得緩衝劑,該表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成;按照所述的比例稱取各物料,然後將各物料混合併在240-320℃條件下反應2-4h,即得到聚氨酯泡沫材料,然後將其直接鋪設於纖維布層的上表面,用表面密布有凹坑的模板壓制形成弧形突起,從而最終得到產品。
本發明中,在橡膠基板的填充劑中還可以加入順丁橡膠重量0.2-0.3%的改性納米二氧化矽,所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3-5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、碳酸鈉和KH550按照重量比3-4:1-2:30的比例混合而成;改性納米二氧化矽在製備時,利用氫氧化鋇和碳酸鈉混合作為催化劑讓納米級的 SiO2粒子的表面能夠受到羥基的作用,從而含有一定數量的含氧官能團,增加了納米級SiO2粒子的有關表面相容性,在納米級SiO2粒子與其餘原料充分混合時,因為SiO2顆粒很小,且比表面積大,細微化的結構使得其餘物料與其的接觸面積增大,使SiO2粒子可以在橡膠基體中均勻分散,從而便於SiO2與其餘物質發生化學鍵合或者物理結合。此外,均勻分散的納米級SiO2相當於「錨點」,在受到外力衝擊作用下,能夠產生 「應力集中」的效應,使得其周圍的一些基體「屈服」並吸收較多的變形功,此外也能夠產生 「釘扎-攀越」效應,增大裂紋在擴展時所受到的阻力,消耗變形功,從而使橡膠基體的韌性和抗震性能增加。
本發明橡膠基板的增強劑中,由於海泡石絨具有很大的內表面積,在超聲波作用下會破壞掉一部分海泡石絨的結構,從而使正矽酸乙酯水解產生的二氧化矽直接進入到海泡石絨內部,從而改善了二氧化矽的表面特性以及海泡石絨的物理性能,這樣在作為補強劑與其餘組分混煉時,能夠充分結合,從而大幅度提高橡膠基體的耐磨性能,而且海泡石絨具有的微孔結構也能吸收並削減一部分震動,從而起到提高機體抗震緩衝性能的作用;
本發明橡膠基板的填充劑中,納米晶勃姆石與氟化銨、硼酸和單質矽粉在高溫下煅燒,納米晶勃姆石煅燒製得的納米氧化鋁並不會出現通常納米材料的團聚現象,也就是說,燒結後形成的氧化鋁顆粒是處於單個納米顆粒分散狀態,並不會表現出團聚現象,這樣在氟化銨和硼酸的誘導促進下,使納米晶勃姆石由於煅燒形成的納米氧化鋁作為晶種與單質矽粉氧化生成的二氧化矽結合併逐漸長大,從而得到納米級的氧化鋁與氧化矽結合增強體,從而在其加入到橡膠基體中時,能夠大幅度提高基體的耐磨性和強度;
此外,還可以在填充劑中加入改性澱粉,研究發現,澱粉經改性後與橡膠基體的相容性很好,能夠提高橡膠基體的柔韌性和抗拉伸性能,澱粉進行改性時,向其中加入杜仲提取物,杜仲提取物中含有的杜仲苷具有多個極性官能團,性質活潑,在錫偶聯劑和澱粉的作用下產生了與戊二醛相似的雙醛結構,從而使生成的改性澱粉能夠更加均勻的彌散分布於橡膠基體中;
在從杜仲葉片中提取杜仲提取物時,杜仲葉片依次經過氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液的浸泡,能夠對表層的細胞壁造成一定程度的破壞,從而使其內部細胞內的有效成分能夠更容易的透過細胞膜和細胞壁而析出,而且使其纖維素結構能夠變得疏鬆,從而在後續被纖維素酶所酶解,進而能夠使其內部的有效成分能夠有效的析出;同樣的,在氫氧化鈉溶液中浸泡時處以微波輔助,能夠有效去除杜仲葉片細胞壁中含有的木質素和戊聚糖,從而對細胞壁造成更大程度的破壞,便於細胞內的有效成分能夠通過細胞壁析出,最終提高了杜仲苷的提取獲得率。
本發明橡膠基板的環氧樹脂複合物由三種環氧樹脂、改性納米二氧化矽和改性矽溶膠製成,不僅兼具三種環氧樹脂的特性,而且其中含有的改性納米二氧化矽在製備時,利用氫氧化鋇和碳酸鈉混合作為催化劑讓納米級的 SiO2粒子的表面能夠受到羥基的作用,從而含有一定數量的含氧官能團,增加了納米級SiO2粒子的有關表面相容性,在納米級SiO2粒子加入到橡膠中時,因為SiO2顆粒很小,且比表面積大,細微化的結構使得其餘物料與其的接觸面積增大,使SiO2粒子可以在物料中均勻分散,從而便於SiO2與其餘物質發生化學鍵合或者物理結合。此外,均勻分散的納米級SiO2相當於「錨點」,在受到外力衝擊作用下,能夠產生 「應力集中」的效應,使得其周圍的一些基體「屈服」並吸收較多的變形功,此外也能夠產生 「釘扎-攀越」效應,增大裂紋在擴展時所受到的阻力,消耗變形功,從而使其韌性增加;而且,由於加入了改性矽溶膠微粒和改性納米二氧化矽,可以大大改善橡膠材料的力學性能和熱學性能,同時還發現改性矽溶膠微粒的加入對製備過程中的組份混合、產物的拉伸性能的提高以及橡膠產品的最終互穿形態均有利。
本發明聚氨酯泡沫板中含有的緩衝劑,通過使用空心玻璃微珠和廢棄分子篩與表面改性劑混合,從而使表面改性劑對空心玻璃微珠和廢棄分子篩的表面性質進行改性,不僅使兩者能夠均勻分散在聚氨酯基體中,而且改性過程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的矽羥基,這些基團通過化學反應將空心玻璃微珠與基體連接起來,保證二者具有良好的界面結合力,使材料在受到外力時,空心玻璃微珠粒子在材料中受到應力發生形變、破壞等,從而吸收衝擊能量,提高抗衝擊性能,同時還可以引發銀紋,終止裂縫擴展,在一定形態結構下引發基體的剪切屈服,從而消耗大量的衝擊能量,又能較好地傳遞所承受的外力,提高聚氨酯基體的壓縮強度、彎曲強度、耐磨性和抗衝擊強度(即抗震緩衝性);由於廢棄分子篩也具有微孔結構,具有很大的比表面積,其分散到聚氨酯基體中也能吸收震動和衝擊的作用,從而提高了聚氨酯基體的抗震緩衝性能和耐磨性;採用KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇混合作為表面改性劑,其中氫氧化鋇起到催化作用,能夠大幅度提高改性的效果。
有益效果:本發明與現有技術相比,具備以下優點:
1)本發明通過將現有的單層瑜伽墊改成由上層的聚氨酯泡沫板、中層的纖維布層和下層的橡膠基板的多層結構,而且上層的聚氨酯泡沫板表面分布有弧形突起,從而利於使用者與瑜伽墊之間的通風散熱;而下層的橡膠基板下表面為從邊緣向中間凹陷的弧形凹面,從而使其更加方便的固定於光滑的地面上;而中層的纖維布層表面密布的纖維毛刺能夠使上層和下層與中間層更加緊密的結合;
2)本發明上層的聚氨酯泡沫板中添加有由空心玻璃微珠、廢棄分子篩和表面改性劑製成的緩衝劑,從而使表面改性劑對空心玻璃微珠和廢棄分子篩的表面性質進行改性,不僅使兩者能夠均勻分散在橡膠基體中,而且改性過程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的矽羥基,這些基團通過化學反應將空心玻璃微珠與基體連接起來,保證二者具有良好的界面結合力,使材料在受到外力時,空心玻璃微珠粒子在材料中受到應力發生形變、破壞等,從而吸收衝擊能量,提高抗衝擊性能,同時還可以引發銀紋,終止裂縫擴展,在一定形態結構下引發基體的剪切屈服,從而消耗大量的衝擊能量,又能較好地傳遞所承受的外力,提高聚氨酯基體的壓縮強度、彎曲強度、抗衝擊強度;
3)本發明通過在下層的橡膠基板中加入由海泡石絨、納米鋅粉和正矽酸乙酯製成的增強劑,提高了橡膠基板的耐磨和耐腐蝕性能,在製備增強劑時,冰醋酸將納米鋅粉溶解生成醋酸鋅,而且由於海泡石絨具有很大的內表面積,在超聲波作用下會破壞掉一部分海泡石絨的結構,從而使正矽酸乙酯水解產生的二氧化矽以及醋酸鋅直接進入到海泡石絨內部,從而改善了二氧化矽的表面特性以及海泡石絨的物理性能,這樣在作為增強劑與橡膠材料混煉時,能夠充分與橡膠結合,從而大幅度提高橡膠的耐磨、耐衝刷和耐腐蝕性能,而且海泡石絨具有的微孔結構也能吸收並削減一部分震動,從而起到提高機體抗震緩衝性能的作用;
4)本發明橡膠基板的填充劑中,納米晶勃姆石與氟化銨、硼酸和單質矽粉在高溫下煅燒,納米晶勃姆石煅燒製得的納米氧化鋁並不會出現通常納米材料的團聚現象,也就是說,燒結後形成的氧化鋁顆粒是處於單個納米顆粒分散狀態,並不會表現出團聚現象,這樣在氟化銨和硼酸的誘導促進下,使納米晶勃姆石由於煅燒形成的納米氧化鋁作為晶種與單質矽粉氧化生成的二氧化矽結合併逐漸長大,從而得到納米級的氧化鋁與氧化矽結合增強體,從而在其加入到橡膠基體中時,能夠大幅度提高基體的耐磨性和強度。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖;
附圖標記:1、纖維布層,2、纖維毛刺,3、橡膠基板,4、聚氨酯泡沫板,5、弧形突起。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明做進一步的闡述,以下各實施例中所用的原料均為本領域常規的原料或者是從市面上能夠購買得到。
實施例1
如圖1所示,一種多層耐磨瑜伽墊,該多層耐磨瑜伽墊包括上下表面上密布有突起的纖維毛刺2的纖維布層1,纖維布層1的上下表面上分別設置有聚氨酯泡沫板4和橡膠基板3,且橡膠基板3的下表面為從邊緣向中間凹陷的弧形表面,聚氨酯泡沫板4的上表面上密布有突起於其表面2-3mm的弧形突起5。
以上為本實施例的基本實施方式,可在以上基礎上做進一步的優化、改進和限定:
如,所述纖維布層1為PAN基碳纖維原絲、玻璃纖維絲和聚丙烯纖維絲按2:1:4的重量比混雜後以常規針刺無紡工藝製成的無紡布,且省略常規針刺無紡工藝中的燒毛步驟,以保留其表面的纖維毛刺2;
又如,按照重量比,所述聚氨酯泡沫板4由150份的聚酯多元醇、160份的多異氰酸酯、26的環己烷、1份的二月桂酸二丁基錫、3份的偶氮二甲酸異丙酯和10份的緩衝劑製成,所述緩衝劑為空心玻璃微珠、廢棄分子篩粉末和表面處理劑以100:40:6的重量比混合後得到,該表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比3:80:1的比例混合而成;
進一步的,所述聚氨酯泡沫板4中還含有1份的改性海泡石絨粉,所述改性海泡石絨粉是將市售海泡石絨與其重量3%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6:2:50的比例混合而成;
又如,按照重量比,所述橡膠基板3由92份的順丁橡膠、6份的複合纖維、4份的增強劑、3份的填充劑、4份的硫化劑和3份的環氧樹脂複合物混煉而成,其中,複合纖維為錦綸纖維、腈綸纖維和碳纖維以7:3:1的重量比混雜而成,增強劑為海泡石絨、納米鋅粉和正矽酸乙酯以4:1:10的重量比製成,填充劑為納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸、單質矽粉和硼酸鎂晶須按10:0.5:0.5:5:3的比例製成;所述環氧樹脂複合物為雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、改性納米二氧化矽和改性矽溶膠以6:5:4:2:3的重量比製成,所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6:2:50的比例混合而成;所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2%的矽微粉、矽溶膠重量1%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.8%的乙酸鈉,而後在70℃條件下攪拌1h得到的混合物;
進一步的,所述增強劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的正矽酸乙酯與去離子水按照1:8的比例混合,再向其中依次加入正矽酸乙酯重量10%的冰醋酸、正矽酸乙酯重量5%的碳粉、稱量好的納米鋅粉混合均勻進行反應,反應過程中,每隔20min向反應體系內施加頻率350kHz的超聲波1min,待反應結束後對反應體系進行超濾得到固體粉末烘乾後即得到增強劑;
進一步的,所述填充劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸和單質矽粉在氧化氣氛中以1500℃的條件煅燒1h,而後自然冷卻、磨粉後與硼酸鎂晶須混合得到填充劑;
更進一步的,所述填充劑中還含有橡膠基料重量1%的改性澱粉,所述改性澱粉的製備方法為,將澱粉加入到為其重量3倍的水中混合均勻,然後向其中加入澱粉重量8%的錫偶聯劑並用硫酸調節pH值至4,再向其中加入澱粉重量1%的杜仲提取物,混合均勻後調節溫度至60℃並保溫2h,最後向其中加入澱粉重量4%的硬脂酸,攪拌均勻後在100℃條件下烘乾至恆重,即得到改性澱粉;所述杜仲提取物為杜仲葉片在水中煮沸20min後過濾掉固體殘渣所得的濾液蒸乾最後得到的粉末;
更進一步的,所述杜仲提取物在製備時,先對杜仲葉片進行以下處理:
1)將杜仲葉片用水清洗乾淨後浸泡到質量濃度為30%的氯化鈉溶液中2h,而後撈出並浸泡到質量濃度為35%的氫氧化鈉溶液中20min,然後撈出並用清水衝洗乾淨;
其中,杜仲葉片在氫氧化鈉溶液中浸泡10min後,向溶液中施加功率為400W的微波處理2min;
2)將步驟1)中清水衝洗乾淨的杜仲葉片浸泡其重量3倍的清水中,然後向其中加入杜仲葉片重量1%的纖維素酶,並靜置3h,再將杜仲葉片撈出後用清水清洗乾淨即完成對杜仲葉片的處理;
最後,所述環氧樹脂複合物的製備方法為:
1)分別製備改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,備用;
所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量3%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比6:2:50的比例混合而成;
所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2%的矽微粉、矽溶膠重量1%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.8%的乙酸鈉,而後在70℃條件下攪拌1h得到的混合物;
2)按照所述的比例稱取各組分,然後將雙酚F型環氧樹脂融化後,向其中依次加入稱量好的氫化雙酚A型環氧樹脂和雙酚S型環氧樹脂,攪拌至完全融化後,再向其中加入步驟1)製得的改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,攪拌均勻後即製得環氧樹脂複合物。
實施例2
如圖1所示,一種多層耐磨瑜伽墊,該多層耐磨瑜伽墊包括上下表面上密布有突起的纖維毛刺2的纖維布層1,纖維布層1的上下表面上分別設置有聚氨酯泡沫板4和橡膠基板3,且橡膠基板3的下表面為從邊緣向中間凹陷的弧形表面,聚氨酯泡沫板4的上表面上密布有突起於其表面2-3mm的弧形突起5。
以上為本實施例的基本實施方式,可在以上基礎上做進一步的優化、改進和限定:
如,所述纖維布層1為PAN基碳纖維原絲、玻璃纖維絲和聚丙烯纖維絲按3:1:6的重量比混雜後以常規針刺無紡工藝製成的無紡布,且省略常規針刺無紡工藝中的燒毛步驟,以保留其表面的纖維毛刺2;
又如,按照重量比,所述聚氨酯泡沫板4由170份的聚酯多元醇、180份的多異氰酸酯、30的環己烷、2份的二月桂酸二丁基錫、5份的偶氮二甲酸異丙酯和14份的緩衝劑製成,所述緩衝劑為空心玻璃微珠、廢棄分子篩粉末和表面處理劑以100:60:8的重量比混合後得到,該表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比4:80:2的比例混合而成;
進一步的,所述聚氨酯泡沫板4中還含有2份的改性海泡石絨粉,所述改性海泡石絨粉是將市售海泡石絨與其重量5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比8:3:50的比例混合而成;
又如,按照重量比,所述橡膠基板3由96份的順丁橡膠、7份的複合纖維、5份的增強劑、4份的填充劑、5份的硫化劑和4份的環氧樹脂複合物混煉而成,其中,複合纖維為錦綸纖維、腈綸纖維和碳纖維以8:4:1的重量比混雜而成,增強劑為海泡石絨、納米鋅粉和正矽酸乙酯以5:2:15的重量比製成,填充劑為納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸、單質矽粉和硼酸鎂晶須按12:0.5:0.5:6:4的比例製成;所述環氧樹脂複合物為雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、改性納米二氧化矽和改性矽溶膠以6:5:4:2:3的重量比製成,所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比8:3:50的比例混合而成;所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量3%的矽微粉、矽溶膠重量2%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量1%的乙酸鈉,而後在80℃條件下攪拌2h得到的混合物;
進一步的,所述增強劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的正矽酸乙酯與去離子水按照1:10的比例混合,再向其中依次加入正矽酸乙酯重量10%的冰醋酸、正矽酸乙酯重量5%的碳粉、稱量好的納米鋅粉混合均勻進行反應,反應過程中,每隔20min向反應體系內施加頻率370kHz的超聲波1min,待反應結束後對反應體系進行超濾得到固體粉末烘乾後即得到增強劑;
進一步的,所述填充劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸和單質矽粉在氧化氣氛中以1600℃的條件煅燒2h,而後自然冷卻、磨粉後與硼酸鎂晶須混合得到填充劑;
更進一步的,所述填充劑中還含有橡膠基料重量2%的改性澱粉,所述改性澱粉的製備方法為,將澱粉加入到為其重量5倍的水中混合均勻,然後向其中加入澱粉重量10%的錫偶聯劑並用硫酸調節pH值至5,再向其中加入澱粉重量3%的杜仲提取物,混合均勻後調節溫度至65℃並保溫3h,最後向其中加入澱粉重量5%的硬脂酸,攪拌均勻後在110℃條件下烘乾至恆重,即得到改性澱粉;所述杜仲提取物為杜仲葉片在水中煮沸30min後過濾掉固體殘渣所得的濾液蒸乾最後得到的粉末;
更進一步的,所述杜仲提取物在製備時,先對杜仲葉片進行以下處理:
1)將杜仲葉片用水清洗乾淨後浸泡到質量濃度為30%的氯化鈉溶液中2h,而後撈出並浸泡到質量濃度為35%的氫氧化鈉溶液中20min,然後撈出並用清水衝洗乾淨;
其中,杜仲葉片在氫氧化鈉溶液中浸泡10min後,向溶液中施加功率為400W的微波處理2min;
2)將步驟1)中清水衝洗乾淨的杜仲葉片浸泡其重量5倍的清水中,然後向其中加入杜仲葉片重量1%的纖維素酶,並靜置4h,再將杜仲葉片撈出後用清水清洗乾淨即完成對杜仲葉片的處理;
最後,所述環氧樹脂複合物的製備方法為:
1)分別製備改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,備用;
所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量5%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比8:3:50的比例混合而成;
所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量3%的矽微粉、矽溶膠重量2%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量1%的乙酸鈉,而後在80℃條件下攪拌2h得到的混合物;
2)按照所述的比例稱取各組分,然後將雙酚F型環氧樹脂融化後,向其中依次加入稱量好的氫化雙酚A型環氧樹脂和雙酚S型環氧樹脂,攪拌至完全融化後,再向其中加入步驟1)製得的改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,攪拌均勻後即製得環氧樹脂複合物。
實施例3
如圖1所示,一種多層耐磨瑜伽墊,該多層耐磨瑜伽墊包括上下表面上密布有突起的纖維毛刺2的纖維布層1,纖維布層1的上下表面上分別設置有聚氨酯泡沫板4和橡膠基板3,且橡膠基板3的下表面為從邊緣向中間凹陷的弧形表面,聚氨酯泡沫板4的上表面上密布有突起於其表面2-3mm的弧形突起5。
以上為本實施例的基本實施方式,可在以上基礎上做進一步的優化、改進和限定:
如,所述纖維布層1為PAN基碳纖維原絲、玻璃纖維絲和聚丙烯纖維絲按2.5:1:5的重量比混雜後以常規針刺無紡工藝製成的無紡布,且省略常規針刺無紡工藝中的燒毛步驟,以保留其表面的纖維毛刺2;
又如,按照重量比,所述聚氨酯泡沫板4由160份的聚酯多元醇、170份的多異氰酸酯、28的環己烷、1.5份的二月桂酸二丁基錫、4份的偶氮二甲酸異丙酯和12份的緩衝劑製成,所述緩衝劑為空心玻璃微珠、廢棄分子篩粉末和表面處理劑以100:40-60:6-8的重量比混合後得到,該表面處理劑為KH750、聚乙烯醇和氫氧化鋇按照重量比3.5:80:1.5的比例混合而成;
進一步的,所述聚氨酯泡沫板4中還含有1.5份的改性海泡石絨粉,所述改性海泡石絨粉是將市售海泡石絨與其重量4%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成;
又如,按照重量比,所述橡膠基板3由94份的順丁橡膠、6.5份的複合纖維、4.5份的增強劑、3.5份的填充劑、4.5份的硫化劑和3.5份的環氧樹脂複合物混煉而成,其中,複合纖維為錦綸纖維、腈綸纖維和碳纖維以7.5:3.5:1的重量比混雜而成,增強劑為海泡石絨、納米鋅粉和正矽酸乙酯以4.5:1.5:12.5的重量比製成,填充劑為納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸、單質矽粉和硼酸鎂晶須按11:0.5:0.5:5.5:3.5的比例製成;所述環氧樹脂複合物為雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、改性納米二氧化矽和改性矽溶膠以6:5:4:2:3的重量比製成,所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量4%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成;所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2.5%的矽微粉、矽溶膠重量1.5%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.9%的乙酸鈉,而後在75℃條件下攪拌1.5h得到的混合物;
進一步的,所述增強劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的正矽酸乙酯與去離子水按照1:9的比例混合,再向其中依次加入正矽酸乙酯重量10%的冰醋酸、正矽酸乙酯重量5%的碳粉、稱量好的納米鋅粉混合均勻進行反應,反應過程中,每隔20min向反應體系內施加頻率360kHz的超聲波1min,待反應結束後對反應體系進行超濾得到固體粉末烘乾後即得到增強劑;
進一步的,所述填充劑的製備方法為:按照所述重量比稱取各物料,然後將稱取的納米晶勃姆石、氟化銨、硼酸和單質矽粉在氧化氣氛中以1550℃的條件煅燒1.5h,而後自然冷卻、磨粉後與硼酸鎂晶須混合得到填充劑;
更進一步的,所述填充劑中還含有橡膠基料重量1.5%的改性澱粉,所述改性澱粉的製備方法為,將澱粉加入到為其重量5倍的水中混合均勻,然後向其中加入澱粉重量9%的錫偶聯劑並用硫酸調節pH值至4.5,再向其中加入澱粉重量2%的杜仲提取物,混合均勻後調節溫度至63℃並保溫2.5h,最後向其中加入澱粉重量4.5%的硬脂酸,攪拌均勻後在105℃條件下烘乾至恆重,即得到改性澱粉;所述杜仲提取物為杜仲葉片在水中煮沸25min後過濾掉固體殘渣所得的濾液蒸乾最後得到的粉末;
更進一步的,所述杜仲提取物在製備時,先對杜仲葉片進行以下處理:
1)將杜仲葉片用水清洗乾淨後浸泡到質量濃度為30%的氯化鈉溶液中2h,而後撈出並浸泡到質量濃度為35%的氫氧化鈉溶液中20min,然後撈出並用清水衝洗乾淨;
其中,杜仲葉片在氫氧化鈉溶液中浸泡10min後,向溶液中施加功率為400W的微波處理2min;
2)將步驟1)中清水衝洗乾淨的杜仲葉片浸泡其重量4倍的清水中,然後向其中加入杜仲葉片重量1%的纖維素酶,並靜置3.5h,再將杜仲葉片撈出後用清水清洗乾淨即完成對杜仲葉片的處理;
最後,所述環氧樹脂複合物的製備方法為:
1)分別製備改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,備用;
所述改性納米二氧化矽是將市售納米二氧化矽與其重量4%的表面改性劑混合得到,該表面改性劑由氫氧化鋇、醋酸鉀和KH650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成;
所述改性矽溶膠是在市售矽溶膠中依次加入矽溶膠重量2.5%的矽微粉、矽溶膠重量1.5%的硼酸鎂晶須和矽溶膠重量0.9%的乙酸鈉,而後在75℃條件下攪拌1.5h得到的混合物;
2)按照所述的比例稱取各組分,然後將雙酚F型環氧樹脂融化後,向其中依次加入稱量好的氫化雙酚A型環氧樹脂和雙酚S型環氧樹脂,攪拌至完全融化後,再向其中加入步驟1)製得的改性納米二氧化矽和改性矽溶膠,攪拌均勻後即製得環氧樹脂複合物。