CN107345339A - 一种竹炭无纺布的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹炭无纺布的制备方法，先将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理；再将聚丙烯、纳米炭粉、分散剂、相容剂混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；然后将聚丙烯、竹炭聚合物母粒、稳定剂、抗氧剂混合，挤出造粒，将所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；最后将初生无纺布置于100‑110℃下放置2‑3h，得到竹炭无纺布。本发明所得竹炭无纺布不仅具有多孔结构，而且具有优异的吸附性能。
Description
技术领域
本发明属于产业用纺织品技术领域，具体一种竹炭无纺布的制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。
无纺布根据成分，有涤纶、丙纶、锦纶、氨纶、腈纶等；不同的成分会有截然不同的无纺布风格。无纺布是一种非织造布，它是直接利用高聚物切片、短纤维或长丝将纤维通过气流或机械成网，然后经过水刺，针刺，或热轧加固，最后经过后整理形成的无编织的布料。无纺布的优点是不产生纤维屑，强韧、耐用、丝般柔软，而且还有棉质的感觉，和棉织品相比，无纺布的袋子容易成形，而且造价便宜。
竹炭纤维，是取毛竹为原料，采用了纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧新工艺和新技术，然后再与具有蜂窝状微孔结构趋势的聚酯改性切片熔融纺丝而制成的。该纤维最大的与众不同之处，就是每一根竹炭纤维都呈内外贯穿的蜂窝状微孔结构。这种独特的纤维结构设计，能使竹炭所具有的功能100%的发挥出来。
吸附是气体净化中应用较多的技术，最常见的吸附剂是活性炭。活性炭无纺布是较为新型的吸附材料，以优质粉状活性炭为吸附材料，采用高分子粘结材料将其载附于无纺布基体上。但活性炭无纺布只是将活性炭载附于无纺布基体，使用长时间后吸附性和稳定性都会下降，因此，需要开发具有长期稳定性的竹炭无纺布。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是提供一种竹炭无纺布的制备方法，所得竹炭无纺布不仅具有多孔结构，而且具有优异的吸附性能。
技术方案： 一种竹炭无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉10-20份、分散剂10-20份、相容剂5-10份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒10-20份、稳定剂3-7份、抗氧剂2-5份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于100-110℃下放置2-3h，得到竹炭无纺布。
进一步地，步骤1中炭化处理的温度为800-900℃。
进一步地，所述纳米炭粉的粒度在300-400nm。
进一步地，所述分散剂为乙二醇、丙二醇、山梨醇或甘油中的一种。
进一步地，所述稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：1-2组成的混合物。
有益效果： 本发明将竹片炭化后得到的炭粉与聚丙烯混合制成竹炭母粒，再将竹炭母粒与聚丙烯混合熔喷制得竹炭无纺布；所得竹炭无纺布不仅具有多孔结构，而且具有优异的吸附性能。
具体实施方式
实施例1
一种竹炭无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉10份、分散剂10份、相容剂5份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒10份、稳定剂3份、抗氧剂2份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于100℃下放置3h，得到竹炭无纺布。
其中，步骤1中炭化处理的温度为800℃；所述纳米炭粉的粒度在300nm；所述分散剂为乙二醇；所述稳定剂为硬脂酸钙；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：1组成的混合物。
所得竹炭无纺布克重为27g/m2，纤维平均直径为11μm，无纺布孔隙率为55%，单根纤维孔隙率为68%，纤维中孔的尺寸分布范围为500nm～1.5μm。
在25℃、相对湿度50%、吸附层数3层的条件下，对CO2的吸附率在55%、对酚醛清漆的吸附率在61%。
实施例2
一种竹炭无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉14份、分散剂12份、相容剂7份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒13份、稳定剂4份、抗氧剂4份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于105℃下放置3h，得到竹炭无纺布。
其中，步骤1中炭化处理的温度为900℃；所述纳米炭粉的粒度在400nm；所述分散剂为丙二醇；所述稳定剂为硬脂酸锌；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：1组成的混合物。
所得竹炭无纺布克重为33g/m2，纤维平均直径为12μm，无纺布孔隙率为50%，单根纤维孔隙率为62%，纤维中孔的尺寸分布范围为600nm～1.2μm。
在25℃、相对湿度50%、吸附层数3层的条件下，对CO2的吸附率在50%、对酚醛清漆的吸附率在55%。
实施例3
一种竹炭无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉17份、分散剂15份、相容剂7份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒18份、稳定剂5份、抗氧剂4份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于100℃下放置3h，得到竹炭无纺布。
其中，步骤1中炭化处理的温度为800℃；所述纳米炭粉的粒度在300nm；所述分散剂为乙二醇；所述稳定剂为硬脂酸钙；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：1组成的混合物。
所得竹炭无纺布克重为35g/m2，纤维平均直径为11μm，无纺布孔隙率为55%，单根纤维孔隙率为68%，纤维中孔的尺寸分布范围为300nm～1.2μm。
在25℃、相对湿度50%、吸附层数3层的条件下，对CO2的吸附率在50%、对酚醛清漆的吸附率在55%。
实施例4
一种竹炭无纺布的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉20份、分散剂20份、相容剂10份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒20份、稳定剂7份、抗氧剂5份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于110℃下放置2h，得到竹炭无纺布。
其中，步骤1中炭化处理的温度为900℃；所述纳米炭粉的粒度在400nm；所述分散剂为山梨醇；所述稳定剂为硬脂酸钙；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：2组成的混合物。
所得竹炭无纺布克重为35g/m2，纤维平均直径为14μm，无纺布孔隙率为53%，单根纤维孔隙率为64%，纤维中孔的尺寸分布范围为400nm～1.4μm。
在25℃、相对湿度50%、吸附层数3层的条件下，对CO2的吸附率在61%、对酚醛清漆的吸附率在57%。
Claims (6)
1.一种竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将竹子剖成竹片后进行炭化处理，炭粉经微粉化处理，得到纳米炭粉；
步骤2，以重量份计，将聚丙烯100份、纳米炭粉10-20份、分散剂10-20份、相容剂5-10份混合，挤出造粒，得到竹炭聚合物母粒；
步骤3，以重量份计，将聚丙烯100份、竹炭聚合物母粒10-20份、稳定剂3-7份、抗氧剂2-5份混合，挤出造粒，得到混合母粒；
步骤4，将步骤3所得混合物母粒采用熔喷工艺制成初生无纺布；
步骤5，将步骤4所得初生无纺布置于100-110℃下放置2-3h，得到竹炭无纺布。
2.根据权利要求1所述的竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：步骤1中炭化处理的温度为800-900℃。
3.根据权利要求1所述的竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：所述纳米炭粉的粒度在300-400nm。
4.根据权利要求1所述的竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：所述分散剂为乙二醇、丙二醇、山梨醇或甘油中的一种。
5.根据权利要求1所述的竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述的竹炭无纺布的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按重量比1：1-2组成的混合物。
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