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一種水性有機硅修飾劍麻纖維表面制備防水材料的方法與流程

文檔序號:11127238閱讀:777來源:國知局
一種水性有機硅修飾劍麻纖維表面制備防水材料的方法與制造工藝

本發(fā)明屬于劍麻纖維改性技術領域,具體涉及一種水性有機硅修飾劍麻纖維表面制備防水材料的方法。該表面改性方法簡單高效,使劍麻纖維具備疏水性,改善了其界面粘合性,能夠拓寬劍麻纖維的研究及應用。



背景技術:

天然植物纖維作為地球上最為豐富的綠色環(huán)??稍偕Y源,其應用及發(fā)展受到了廣泛關注。劍麻是一種多年生龍舌蘭屬葉天然硬質纖維植物,作為重要的天然熱帶經(jīng)濟作物,在我國南方部分地區(qū)種植廣泛。劍麻束狀纖維質地堅硬、強度高、密度小、纖維素含量高、易于表面改性、價格低廉,且屬于可再生資源。但由于劍麻纖維分子間及分子內存在強烈氫鍵,有較強極性及親水性,限制了其更廣泛應用。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是有機硅的一種,其分子主鏈由硅氧原子組成,Si-O鍵的鍵能遠大于C-C鍵,穩(wěn)定性較好。其常溫下為無色或淺黃色無毒油狀物,具耐候性、生理惰性、化學穩(wěn)定性、疏水性等優(yōu)異特性。

將兩種或兩種以上材料匹配協(xié)同而制備符合需求的新材料是改善優(yōu)化單一材料缺陷的方法。充分有效利用天然劍麻纖維及綠色環(huán)保材料PDMS兩者的結合,可制備性能優(yōu)異互補的綠色材料。目前,劍麻纖維表面進行有效處理以改善其性能的研究主要有:蒸氣爆破處理、酸堿處理及烷基化處理,但是這些技術過程復雜,成本較高。而本發(fā)明通過劍麻纖維和PDMS乳液通過簡單的浸泡固化操作可快速簡潔得到表面高度疏水的劍麻纖維,提高了劍麻纖維耐熱性及界面粘合性,拓寬了劍麻纖維的表面研究及應用。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種水性有機硅修飾劍麻纖維表面制備防水材料的方法。

具體步驟為:

(1)將聚二甲基硅氧烷乳液與交聯(lián)劑充分混合均勻后制得有機硅乳液浸液。

(2)將水洗后干燥的劍麻纖維浸入步驟(1)制得的有機硅乳液浸液中,超聲分散浸泡均勻后取出劍麻纖維除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得水性有機硅修飾劍麻纖維表面的防水材料。

所述聚二甲基硅氧烷乳液為羥基封端的聚二甲基硅氧烷乳液,其固含量為5~50%。

所述交聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑,為脫醇型硅烷偶聯(lián)劑、脫酸型硅烷偶聯(lián)劑、脫酰胺型硅烷偶聯(lián)劑、脫酮型硅烷偶聯(lián)劑或脫酮肟型硅烷偶聯(lián)劑,交聯(lián)劑用量為聚二甲基硅氧烷的0.5~8 wt%。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點:

(1)本發(fā)明方法制備過程中所需原料來源廣、廉價易得,且制備過程快速簡潔。

(2)本發(fā)明方法通過簡單的浸泡固化,即實現(xiàn)了劍麻纖維和聚二甲基硅氧烷的優(yōu)異互補,有機硅疏水層改變了劍麻的親水性且改善了其界面粘合性,拓寬了劍麻纖維的研究應用。

附圖說明

圖1為未處理劍麻和本發(fā)明實施例1中制得的水性有機硅修飾劍麻纖維表面的防水材料放在水中的沉浮對比照片,其中a為剛放置的照片,b為放置5分鐘后的照片,c為放置7天后的照片。

具體實施方式

實施例1:

將200 μL硅烷偶聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷逐滴加入到105 g PDMS乳液(固含量10%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

實施例2:

將500 μL硅烷偶聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷逐滴加入到200 g PDMS乳液(固含量10%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

實施例3:

將200 μL硅烷偶聯(lián)劑KH-550逐滴加入到105 g PDMS乳液(固含量10%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

實施例4:

將200 μL硅烷偶聯(lián)劑KH-570逐滴加入到105 g PDMS乳液(固含量10%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

實施例5:

將200 μL硅烷偶聯(lián)劑甲基三丁酮肟基硅烷逐滴加入到160 g PDMS乳液(固含量5%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

實施例6:

將500 μL硅烷偶聯(lián)劑甲基三丁酮肟基硅烷逐滴加入到200 g PDMS乳液(固含量10%)中,攪拌混合均勻后制得有機硅乳液浸液;將水洗干燥后劍麻纖維浸泡在浸液中,超聲分散5 min,浸泡均勻后取出劍麻纖維并除去富余浸液,然后置于室溫下固化,即制得改性劍麻纖維。

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