本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法。
背景技术：
：合成皮革是相对于“皮革”（即真皮）而言的说法。也称为人造革、合成革。我国对于合成皮革并无标准说法，一般根据其表面树脂的类型分为PVC合成革、PU合成革等。随着技术的发展，现在新兴了一种高分子硅材料合成革，其是由高分子硅材料和基布共同制造而成的一种新品种合成革，相较于普通的PVC合成革、PU合成革等更具手感弹性和使用寿命。但随着人们对于合成革性能要求的不断提升，现有市场上的高分子硅材料合成革的强度、耐温、耐老化等品质已无法满足使用者的需求，需要进一步的改进处理。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法，包括如下步骤：（1）有机硅氧烷单体混合物配制：将环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体对应按照重量比65~70:0.8~1.5:3~5进行混合放入到搅拌罐内，高速搅拌处理30~35min后得有机硅氧烷单体混合物备用；（2）改性填料制备：a.将十六烷基二羟乙基氧化胺、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇溶液按照质量比2:0.7：10~13共同混合放入到反应釜内，不断搅拌处理18~22min后，再向反应釜内滴加氨水，不断搅拌处理20~24min后，再向反应釜内加入正硅酸乙酯，不断超声处理25~30min后得混合料A备用；b.向操作a所得的混合料A中添加其总质量22~26%的改性混合液，然后加热保持反应釜内的温度为72~75℃，并将反应釜内的压力增至0.44~0.48MPa，不断搅拌处理28~33min后进行过滤，最后将所得的滤渣放入到干燥箱内干燥处理45~50min后取出得改性填料备用；所述改性混合液由如下重量份的物质组成：30~34份短切碳纤维、14~18份纳米膨润土粉、5~9份钛酸酯偶联剂、6~8份硬脂酸钙、4~7份甲基丙烯酸乙酯、4~6份碳酸二甲酯、3~6份细菌纤维素、620~660份水；（3）有机聚硅氧烷乳液配制：a.将步骤（1）所得的有机硅氧烷单体混合物放入到均质机内，高速剪切处理10~15min，然后再投入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，保持整体的温度为82~86℃，不断搅拌处理5~8h后得混合液B备用；所述有机硅氧烷单体混合物的总质量是水质量的30~35%，水溶液中催化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的2~4%，水溶液中乳化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的7~10%；b.将操作a所得的混合液B的pH值调至10~11，然后加入引发剂、交联剂，以及步骤（2）制得的改性填料，保持整体的温度为75~80℃，不断搅拌处理6~8h后取出得有机聚硅氧烷乳液备用；所述引发剂的用量是混合液B总质量的0.4~0.6%，所述交联剂的用量是混合液B总质量的0.1~0.3%，所述改性填料的用量是混合液B总质量的7~9%；（4）成品合成革制备：将步骤（3）制得的有机聚硅氧烷乳液按常规方法涂覆固化于基布上后即得成品合成革。进一步的，步骤（1）中所述的环状硅氧烷单体为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷中的任意一种，所述的多功能团硅氧烷单体为甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷中的任意一种，所述的乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种。进一步的，步骤（2）操作a中所述的乙醇溶液中乙醇的体积分数为56~58%，所述的氨水的滴加量是乙醇溶液总质量的18~22%，所述的正硅酸乙酯的添加量是乙醇溶液总质量的5.2~5.4倍。进一步的，步骤（2）操作a中所述的超声处理的频率为88~94kHz。进一步的，步骤（2）操作b中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为88~92℃。进一步的，步骤（3）操作a中所述的高速剪切处理时的剪切转速为10000~12000转/分钟。进一步的，步骤（3）操作a中所述的催化剂为甲基磺酸、乙基磺酸、二甲基苯磺酸中的任意一种，所述的乳化剂为聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、三甲基壬醇聚氧乙烯醚中的任意一种。进一步的，步骤（3）操作b中所述的引发剂为叔丁基过氧化氢、过氧化月桂酰、过氧化二异丙苯中的任意一种，所述的交联剂为马来酸烯丙酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯中的任意一种。进一步的，步骤（4）中所述的基布为针织布、机织布、无纺布中的任意一种。本发明对高分子硅材料合成革的制备方法进行了特殊的改进处理，尤其是对其中的有机聚硅氧烷乳液进行了改善，优化了其组成成分，其中搭配选用了环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体三种单体成分进行聚合，提升了整体聚合的效率、强度品质，并且又添加了一种特制的改性填料成分，其是以正硅酸乙酯为硅源，乙醇溶液为溶剂，氨水为催化剂，改性混合液为改性剂，十六烷基二羟乙基氧化胺和壬基酚聚氧乙烯醚为活性剂和模板，共同制成的具有多孔、多须状结构的二氧化硅填料，改性混合液中的短切碳纤维、纳米膨润土粉均能增强二氧化硅的耐温阻燃性，短切碳纤维能提升高分子硅材料基体中各处组织间的连接强度，改善了整体的力学品质，纳米膨润土粉具有很大的比表面积和吸附能力，为单体的聚合提供了附着位点，起到了成核增强的作用，同时其特殊的片层结构又能提升合成革表面的光滑特性和手感品质，此两种成分在二氧化硅生成的过程中，有效的接枝固定于其内，改性效果好，稳定性高，改性混合液中的其余成分有效的提升了二氧化硅的表面反应活性，以及与高分子硅材料基体成分间的相容结合特性，增强了其填充使用品质。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对高分子硅材料合成革的制备方法进行了特殊的改进处理，有效提升了其使用品质，最终制得的合成革具有很强的耐温阻燃、防腐耐老化、耐磨抗皱特性，力学性能优良，使用寿命长，极具推广应用价值。具体实施方式实施例1一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法，包括如下步骤：（1）有机硅氧烷单体混合物配制：将环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体对应按照重量比65:0.8:3进行混合放入到搅拌罐内，高速搅拌处理30min后得有机硅氧烷单体混合物备用；（2）改性填料制备：a.将十六烷基二羟乙基氧化胺、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇溶液按照质量比2:0.7：10共同混合放入到反应釜内，不断搅拌处理18min后，再向反应釜内滴加氨水，不断搅拌处理20min后，再向反应釜内加入正硅酸乙酯，不断超声处理25min后得混合料A备用；b.向操作a所得的混合料A中添加其总质量22%的改性混合液，然后加热保持反应釜内的温度为72℃，并将反应釜内的压力增至0.44MPa，不断搅拌处理28min后进行过滤，最后将所得的滤渣放入到干燥箱内干燥处理45min后取出得改性填料备用；所述改性混合液由如下重量份的物质组成：30份短切碳纤维、14份纳米膨润土粉、5份钛酸酯偶联剂、6份硬脂酸钙、4份甲基丙烯酸乙酯、4份碳酸二甲酯、3份细菌纤维素、620份水；（3）有机聚硅氧烷乳液配制：a.将步骤（1）所得的有机硅氧烷单体混合物放入到均质机内，高速剪切处理10min，然后再投入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，保持整体的温度为82℃，不断搅拌处理5h后得混合液B备用；所述有机硅氧烷单体混合物的总质量是水质量的30%，水溶液中催化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的2%，水溶液中乳化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的7%；b.将操作a所得的混合液B的pH值调至10，然后加入引发剂、交联剂，以及步骤（2）制得的改性填料，保持整体的温度为75℃，不断搅拌处理6h后取出得有机聚硅氧烷乳液备用；所述引发剂的用量是混合液B总质量的0.4%，所述交联剂的用量是混合液B总质量的0.1%，所述改性填料的用量是混合液B总质量的7%；（4）成品合成革制备：将步骤（3）制得的有机聚硅氧烷乳液按常规方法涂覆固化于基布上后即得成品合成革。进一步的，步骤（1）中所述的环状硅氧烷单体为六甲基环三硅氧烷，所述的多功能团硅氧烷单体为甲基三乙氧基硅烷，所述的乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三乙氧基硅烷。进一步的，步骤（2）操作a中所述的乙醇溶液中乙醇的体积分数为56%，所述的氨水的滴加量是乙醇溶液总质量的18%，所述的正硅酸乙酯的添加量是乙醇溶液总质量的5.2倍。进一步的，步骤（2）操作a中所述的超声处理的频率为88kHz。进一步的，步骤（2）操作b中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为88℃。进一步的，步骤（3）操作a中所述的高速剪切处理时的剪切转速为10000转/分钟。进一步的，步骤（3）操作a中所述的催化剂为甲基磺酸，所述的乳化剂为聚甘油脂肪酸酯。进一步的，步骤（3）操作b中所述的引发剂为叔丁基过氧化氢，所述的交联剂为马来酸烯丙酯。进一步的，步骤（4）中所述的基布为针织布。实施例2一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法，包括如下步骤：（1）有机硅氧烷单体混合物配制：将环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体对应按照重量比68:1.3:4进行混合放入到搅拌罐内，高速搅拌处理33min后得有机硅氧烷单体混合物备用；（2）改性填料制备：a.将十六烷基二羟乙基氧化胺、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇溶液按照质量比2:0.7：12共同混合放入到反应釜内，不断搅拌处理20min后，再向反应釜内滴加氨水，不断搅拌处理22min后，再向反应釜内加入正硅酸乙酯，不断超声处理28min后得混合料A备用；b.向操作a所得的混合料A中添加其总质量24%的改性混合液，然后加热保持反应釜内的温度为74℃，并将反应釜内的压力增至0.46MPa，不断搅拌处理30min后进行过滤，最后将所得的滤渣放入到干燥箱内干燥处理48min后取出得改性填料备用；所述改性混合液由如下重量份的物质组成：32份短切碳纤维、16份纳米膨润土粉、8份钛酸酯偶联剂、7份硬脂酸钙、6份甲基丙烯酸乙酯、5份碳酸二甲酯、5份细菌纤维素、640份水；（3）有机聚硅氧烷乳液配制：a.将步骤（1）所得的有机硅氧烷单体混合物放入到均质机内，高速剪切处理13min，然后再投入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，保持整体的温度为84℃，不断搅拌处理7h后得混合液B备用；所述有机硅氧烷单体混合物的总质量是水质量的33%，水溶液中催化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的3%，水溶液中乳化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的9%；b.将操作a所得的混合液B的pH值调至10.5，然后加入引发剂、交联剂，以及步骤（2）制得的改性填料，保持整体的温度为78℃，不断搅拌处理7h后取出得有机聚硅氧烷乳液备用；所述引发剂的用量是混合液B总质量的0.5%，所述交联剂的用量是混合液B总质量的0.2%，所述改性填料的用量是混合液B总质量的8%；（4）成品合成革制备：将步骤（3）制得的有机聚硅氧烷乳液按常规方法涂覆固化于基布上后即得成品合成革。进一步的，步骤（1）中所述的环状硅氧烷单体为八甲基环四硅氧烷，所述的多功能团硅氧烷单体为乙烯基三甲氧基硅烷，所述的乙烯基硅氧烷单体为二乙烯基二乙氧基硅烷。进一步的，步骤（2）操作a中所述的乙醇溶液中乙醇的体积分数为57%，所述的氨水的滴加量是乙醇溶液总质量的20%，所述的正硅酸乙酯的添加量是乙醇溶液总质量的5.3倍。进一步的，步骤（2）操作a中所述的超声处理的频率为91kHz。进一步的，步骤（2）操作b中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为90℃。进一步的，步骤（3）操作a中所述的高速剪切处理时的剪切转速为11000转/分钟。进一步的，步骤（3）操作a中所述的催化剂为乙基磺酸，所述的乳化剂为丙二醇脂肪酸酯。进一步的，步骤（3）操作b中所述的引发剂为过氧化月桂酰，所述的交联剂为二甲基丙烯酸二乙二醇酯。进一步的，步骤（4）中所述的基布为机织布。实施例3一种耐温高强度高分子硅材料合成革的制备方法，包括如下步骤：（1）有机硅氧烷单体混合物配制：将环状硅氧烷单体、多功能团硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体对应按照重量比70:1.5:5进行混合放入到搅拌罐内，高速搅拌处理35min后得有机硅氧烷单体混合物备用；（2）改性填料制备：a.将十六烷基二羟乙基氧化胺、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇溶液按照质量比2:0.7：13共同混合放入到反应釜内，不断搅拌处理22min后，再向反应釜内滴加氨水，不断搅拌处理24min后，再向反应釜内加入正硅酸乙酯，不断超声处理30min后得混合料A备用；b.向操作a所得的混合料A中添加其总质量26%的改性混合液，然后加热保持反应釜内的温度为75℃，并将反应釜内的压力增至0.48MPa，不断搅拌处理33min后进行过滤，最后将所得的滤渣放入到干燥箱内干燥处理50min后取出得改性填料备用；所述改性混合液由如下重量份的物质组成：34份短切碳纤维、18份纳米膨润土粉、9份钛酸酯偶联剂、8份硬脂酸钙、7份甲基丙烯酸乙酯、6份碳酸二甲酯、6份细菌纤维素、660份水；（3）有机聚硅氧烷乳液配制：a.将步骤（1）所得的有机硅氧烷单体混合物放入到均质机内，高速剪切处理15min，然后再投入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，保持整体的温度为86℃，不断搅拌处理8h后得混合液B备用；所述有机硅氧烷单体混合物的总质量是水质量的35%，水溶液中催化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的4%，水溶液中乳化剂的用量是有机硅氧烷单体混合物总质量的10%；b.将操作a所得的混合液B的pH值调至11，然后加入引发剂、交联剂，以及步骤（2）制得的改性填料，保持整体的温度为80℃，不断搅拌处理8h后取出得有机聚硅氧烷乳液备用；所述引发剂的用量是混合液B总质量的0.6%，所述交联剂的用量是混合液B总质量的0.3%，所述改性填料的用量是混合液B总质量的9%；（4）成品合成革制备：将步骤（3）制得的有机聚硅氧烷乳液按常规方法涂覆固化于基布上后即得成品合成革。进一步的，步骤（1）中所述的环状硅氧烷单体为十甲基环五硅氧烷，所述的多功能团硅氧烷单体为苯基三乙氧基硅烷，所述的乙烯基硅氧烷单体为乙烯基甲基二乙氧基硅烷。进一步的，步骤（2）操作a中所述的乙醇溶液中乙醇的体积分数为58%，所述的氨水的滴加量是乙醇溶液总质量的22%，所述的正硅酸乙酯的添加量是乙醇溶液总质量的5.4倍。进一步的，步骤（2）操作a中所述的超声处理的频率为94kHz。进一步的，步骤（2）操作b中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为92℃。进一步的，步骤（3）操作a中所述的高速剪切处理时的剪切转速为12000转/分钟。进一步的，步骤（3）操作a中所述的催化剂为二甲基苯磺酸，所述的乳化剂为三甲基壬醇聚氧乙烯醚。进一步的，步骤（3）操作b中所述的引发剂为过氧化二异丙苯，所述的交联剂为二甲基丙烯酸丙二醇酯。进一步的，步骤（4）中所述的基布为无纺布。对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，在步骤（3）有机聚硅氧烷乳液配制中，用等质量份的市售二氧化硅取代改性填料成分，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（3）有机聚硅氧烷乳液配制中，省去了改性填料成分，除此外的方法步骤均相同。对照组现有市售的高分子硅材料合成革（所用乳液是由单种环状硅氧烷单体聚合制备而成）。为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对照组对应的合成革（所制成的成品革规格均相同，具体是乳液涂覆厚度、基布材质规格相同）进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：表1拉伸强度（MPa）断裂伸长率（%）耐高温（℃）耐低温（℃）实施例228.2274.0261-55对比实施例124.0242.1244-45对比实施例222.8226.7233-40对照组21.3214.5224-37注：上表1中所述的拉伸强度和断裂伸长率参照GB/T16491-2008进行测试；所述的耐高温是指合成革不变形的最高耐温度；所述的耐低温是指合成革保持柔软的最低耐温度。由上表1可以看出，本发明制得的合成革的综合品质得到了明显的改善，且其表面更为光滑细腻，手感更好，并具有不错的阻燃性能，使用寿命长达20年，极具推广应用价值。当前第1页1 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