一種水性聚氨酯/超細纖維複合材料的製備方法與流程
2023-08-04 12:03:31
本發明涉及複合材料加工領域，具體涉及一種水性聚氨酯/超細纖維複合材料的製備方法。
背景技術：
聚氨醋(pu)/超細纖維(mf)複合材料通常w海島纖維非織造布為基材，通過浸潰溶劑型pu漿料，然後進入＂成0－dmf＂凝固浴，得到pu/海島纖維複合材料，最後採用溶離法開纖來製備。目前，w這種材料作為基布生產的超細纖維合成革，微觀結構與天然皮革相似，並具有良好的物理性能和應用性能，成為替代天然皮革的最佳材料。然而，由於pu/mf複合材料的生產中採用大量的二甲基甲醜胺(dmf)作為溶劑，不僅汙染環境，而且會在成品中殘留。針對這些關鍵問題，本課題水性聚氨醋(wpu)作為浸潰材料，製備了wpu/mf複合材料，詳細研究了wpu/mf的製備技術，探討了wpu/mf複合材料的結構和性能。主要研究內容和結果如下：pu/mf複合材料為研究對象，研究了pu/mf複合材料加工過程中結構和性能的變化，探討了pu/mf複合材料結構與性能的相關性。實驗結果表明：pu/mf複合材料由；維交織的mf和具有微孔結構的pu填充體複合而成，mf和pu填充體之間的離型度、pu填充體的開孔度和mf的分散度是影響pu/mf複合材料力學性能和衛生性能的主要因素。
以海島纖維非織造布為基材，浸潰wpu漿料後直接乾燥，得到wpu/海島纖維複合材料，最後通過開纖得到wpu/mf複合材料，研巧了wpu/mf複合材料的製備工藝、微觀結構和性能。實驗結果表明；採用聚立婦醇(pva)前處理工藝得到的wpu/mf複合材料具有較好的離型結構，有利於提高複合材料的綜合性能；wpu的浸潰量對複合材料的綜合性能有很大的影響；與pu/mf複合材料相比，wpu/mf複合材料具有更好的衛生性能。
以海島纖維非織造布為基材，浸潰wpu發泡漿料後直接乾燥，得到wpu/海島纖維複合材料，最後通過開纖得到wpu/mf複合材料，研究了wpu/mf複合材料的製備工藝、微觀結構和性能。實驗結果表明：浸潰漿料的發泡倍率對wpu/mf複合材料的微觀結構、衛生性能和力學性能均有較大的影響，當發泡倍率為180％時，wpu/mf複合材料的綜合性能較好；與不發泡的wpu漿料浸潰工藝相比，所得wpu/mf複合材料具有更好的衛生性能和手感，但其力學性能相對較差。
以海島纖維非織造布為基材，浸潰wpu發泡漿料，然後在多金屬醋酸鹽(sla)溶液中溼法凝固得到wpu/海島纖維複合材料，最後通過開纖，i得到wpu/mf複合材料，研究了wpu/mf複合材料的製備工藝、微觀結構和性能。實驗結果表明：溼法凝固工藝有利於提高wpu/mf複合材料的為學性能，發泡倍率為180％的發泡漿料浸潰經過pva處理的海島纖維非織造布，在1.5％的sla溶液中凝固，再經過開纖處理得到的wpu/mf複合材料，不僅具有良好的手感，而且具有較好的力學性能和衛生性能。
綜上所述，本課題的研究結果為wpu/mf複合材料的製備提供了新的思路和技術，並為wpu超細纖維合成革的製備提供了理論依據和支撐。該技術的應用，可解決pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留問題。
但是現有的wpu/mf複合材料雖然解決了汙染和殘留的問題，但是採用上述複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種水性聚氨酯/超細纖維複合材料的製備方法，具備抗菌性。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：
一種水性聚氨酯/超細纖維複合材料的製備方法，其步驟如下：
1)pva預處理
首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為1-2小時，浸漬溫度為20-25℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為85-90℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡30-45分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度80-85℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行70-78℃的水浸洗45-60分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度80-85℃；
2)wpu發泡
將步驟1中三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為30-45分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾；
3)膜處理
將步驟2中烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為1-2h；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為80-85℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料。
進一步地，步驟1為浸泡時間35分鐘，一次烘乾溫度為86℃，二次烘乾溫度為80℃，三次烘乾溫度為83℃。
進一步地，步驟2中浸漬時間為35分鐘，烘乾的溫度為45-60℃，烘乾時間為45分鐘。
進一步地，步驟3浸漬時間為1.5h，清洗槽內的清洗溫度為80℃。
進一步地，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液20-30份、海藻酸鈉溶液20-25份。
進一步地，土槿皮酸溶液的質量濃度為3-5％。
進一步地，海藻酸鈉溶液的質量濃度為3-4％。
本發明優點為：採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。
具體實施方式
以下結合具體實施方式對本發明做進一步詳細說明。
實施例1
首先pva預處理：首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為1小時，浸漬溫度為20℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為85℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡30分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度80℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行70℃的水浸洗45分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度80℃，一次清洗防止進一步增加物料的纖維間隙，可以將多餘的pva稀釋清洗；且防止直接採用高溫清洗破壞纖維間隙；二次浸洗可以進一步清洗掉多餘的pva；
其次wpu發泡：將三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為30分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾，烘乾時間為45分鐘；
最後膜處理：將烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為1h；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為80℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液20份、海藻酸鈉溶液20份；土槿皮酸溶液的質量濃度為3-5％；海藻酸鈉溶液的質量濃度為3％，證物料的柔軟度，保溼，殺菌，修復烘乾和熱水時損傷的纖維。
採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。
實施例2
首先pva預處理：首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為1.1小時，浸漬溫度為21℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為86℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡36分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度81℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行73℃的水浸洗46分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度81℃，一次清洗防止進一步增加物料的纖維間隙，可以將多餘的pva稀釋清洗；且防止直接採用高溫清洗破壞纖維間隙；二次浸洗可以進一步清洗掉多餘的pva；
其次wpu發泡：將三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為36分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾，烘乾時間為45分鐘；
最後膜處理：將烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為1.2h；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為81℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液21份、海藻酸鈉溶液21份；土槿皮酸溶液的質量濃度為3.5％；海藻酸鈉溶液的質量濃度為3％，證物料的柔軟度，保溼，殺菌，修復烘乾和熱水時損傷的纖維。
採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。
實施例3
首先pva預處理：首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為1.5小時，浸漬溫度為21℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為86℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡38分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度81℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行73℃的水浸洗51分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度83℃，一次清洗防止進一步增加物料的纖維間隙，可以將多餘的pva稀釋清洗；且防止直接採用高溫清洗破壞纖維間隙；二次浸洗可以進一步清洗掉多餘的pva；
其次wpu發泡：將三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為38分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾，烘乾時間為45分鐘；
最後膜處理：將烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為1.2；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為82℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液25份、海藻酸鈉溶液23份；土槿皮酸溶液的質量濃度為4％；海藻酸鈉溶液的質量濃度為3％，證物料的柔軟度，保溼，殺菌，修復烘乾和熱水時損傷的纖維。
採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。
實施例4
首先pva預處理：首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為1.8小時，浸漬溫度為24℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為89℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡42分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度84℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行76℃的水浸洗58分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度84℃，一次清洗防止進一步增加物料的纖維間隙，可以將多餘的pva稀釋清洗；且防止直接採用高溫清洗破壞纖維間隙；二次浸洗可以進一步清洗掉多餘的pva；
其次wpu發泡：將三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為32分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾，烘乾時間為45分鐘；
最後膜處理：將烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為1.8h；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為84℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液28份、海藻酸鈉溶液24份；土槿皮酸溶液的質量濃度為4.5％；海藻酸鈉溶液的質量濃度為3.5％，證物料的柔軟度，保溼，殺菌，修復烘乾和熱水時損傷的纖維。
採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。
實施例5
首先pva預處理：首先將海島纖維非織造布完全浸漬在pva溶液中，浸漬時間為2小時，浸漬溫度為25℃；將浸漬後的物料一次瀝乾溶液，並在紅外線烘乾機中進行一次烘乾，一次烘乾溫度為90℃；再將一次烘乾後的物料轉移至清洗槽內採用45℃的水浸泡45分鐘，再將浸泡後的物料二次瀝乾；將二次瀝乾後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行二次烘乾，二次烘乾的溫度85℃；將二次烘乾後的物料轉移至清洗槽內進行78℃的水浸洗60分鐘，將物料進行三次瀝乾，然後採用紅外線烘乾機進行三次烘乾，三次烘乾的溫度85℃，一次清洗防止進一步增加物料的纖維間隙，可以將多餘的pva稀釋清洗；且防止直接採用高溫清洗破壞纖維間隙；二次浸洗可以進一步清洗掉多餘的pva；
其次wpu發泡：將三次烘乾後的物料轉移至wpu發泡劑中進行浸漬，浸漬時間為45分鐘，將浸漬後的物料轉移至紅外線烘乾機中進行烘乾，烘乾時間為45分鐘；
最後膜處理：將烘乾後的物料轉移至成膜液中浸漬，且浸漬量為待浸漬物料的20％，浸漬時間為2h；將浸漬後的物料轉移至清洗槽中清洗，清洗槽內的清洗溫度為85℃，將清洗後的物料撈出瀝乾，轉移至烘乾機中進行烘乾即可得到水性聚氨酯/超細纖維複合材料，成膜液的原料重量份為土槿皮酸溶液30份、海藻酸鈉溶液25份；土槿皮酸溶液的質量濃度為5％；海藻酸鈉溶液的質量濃度為4％，證物料的柔軟度，保溼，殺菌，修復烘乾和熱水時損傷的纖維。
採用上述工藝生產既解決了pu/mf複合材料生產中的dmf汙染和殘留的問題，又解決了採用上述現有複合材料生產的產品在長時間使用，以及即使採用無汙染的原材料進行生產複合材料的產品也容易產生細菌對人體使用造成一定的傷害的問題。