一种复合加强型拉丝气垫材料及其制备方法与流程

本发明属于拉丝气垫材料的技术领域，具体涉及一种复合加强型拉丝气垫材料及其制备方法。

背景技术：

现如今，充气材料的发展具有无限的空间，因其可塑性较强、成本可控，他的应用领域从玩具、文化娱乐设施、到充气船舶等可以涵盖到非常广阔的领域。

pvc是充气产品最常用的材料，随着对充气材料的追求和发展，tpu材料因其较强的耐用性能以及环保性能而受到关注，但其成本较高，相比之下，pvc价格低廉、容易修补的特点依然使其成为炙手可热的研发材料。

拉丝气垫材料是一种以拉丝基布取代单层涤纶基布、与一层或多层pvc膜进行复合而成的复合材料，既保有常规充气气密材料的特点，又拥有很好的机械强度、缓冲功能及较强的冲击吸收作用等优点，可用于划水板、水上设施、充气床垫、隔垫、体操垫、气垫船、救生气垫等多个领域。

现有的拉丝气垫的耐磨性能以及弹力性能不足，采用的制备工艺较为繁琐且成本较高，还有材料涂料涂覆于材料表面可能导致一定的化学伤害。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种复合加强型拉丝气垫材料及其制备方法，形成一种加强型的具有高承载力、抗冲击、抗磨损、高弹性的拉丝气垫材料。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种复合加强型拉丝气垫材料，所述拉丝气垫材料包括依次设置的第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布；

所述第一拉丝布和第三拉丝布分别为涤纶丝、玄武岩纤维丝和复合纳米纤维丝的混合编织层；

所述第二拉丝布为涤纶丝、玻璃纤维丝和复合纤维丝的混合编织层。

所述橡塑复合纤维编织层为橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维、木质素纤维与偶联剂混合反应、纺丝、编织制得。

所述第一拉丝布和第三拉丝布分别为拉丝气垫材料的最外层。

本发明还提供了一种复合加强型拉丝气垫材料的制备工艺，包括如下步骤：将第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布进行热熔贴合得到拉丝气垫材料；

所述第一拉丝布和第三拉丝布为将涤纶丝、玄武岩纤维丝和复合纳米纤维丝混合编织制得；

所述第二拉丝布为将涤纶丝、玻璃纤维丝和复合纤维丝混合编织制得；

所述橡塑复合纤维编织层为将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维、木质素纤维与偶联剂混合反应、纺丝编织制得。

所述第一拉丝布和第三拉丝布的涤纶丝、玄武岩纤维丝和复合纳米纤维丝的编织比例为(4～6)：(1～2)：(2～5)，所述涤纶丝、玄武岩纤维丝和复合纳米纤维丝的使用规格包括300d～800d；

所述第二拉丝布的涤纶丝、玻璃纤维丝和复合纤维丝的编织比例为(2～3)：1：(1～3)，所述涤纶丝、玻璃纤维丝和复合纤维丝的使用采用规格包括400d～800d；

所述复合纳米纤维丝的组分包括聚氯乙烯纤维和芳纶纤维，其比例为1:(2～3)，其制备包括如下步骤：将聚氯乙烯纤维、芳纶纤维分别破碎、混合，搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液和乙醇溶液进行混合搅拌，采用静电纺丝制得复合纳米纤维丝；

所述复合纤维丝的组分包括聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶，其比例为(2～3)：(1～3)：(1～2)：1，其制备包括如下步骤：将聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶分别破碎、混合，搅拌均匀，采用湿法工艺制得复合纤维丝。

所述橡塑复合纤维编织层的制备包括如下步骤，将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维破碎之后加入、木质素纤维、偶联剂混合反应，混合比例为(1～2)：(2～5)：(4～7)：1，将得到的产物进行纺丝、编织形成橡塑复合纤维编织层，所述纺丝形成的复合纤维丝的规格包括400d～800d；

所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂的一种，所述钛酸酯偶联剂包括异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸氧基)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)的一种或以上；

所述硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷的一种或以上。

本发明的有益效果如下：

本发明的一种复合加强型拉丝气垫材料，通过采用不同材料形成的拉丝布以及复合纤维编织层形成具有四层结构的拉丝气垫材料，第一拉丝布和第三拉丝布的涤纶丝与玄武岩纤维丝、复合纳米纤维丝形成断裂强度高、耐摩擦、耐高温的外层材料，第二拉丝布的涤纶丝与玻璃纤维丝和复合纤维丝形成具有抗腐蚀、机械强度高，提高抗冲击力的中间层，橡胶颗粒和氯化聚氯乙烯纤维形成的橡塑复合纤维编织层具有较好的机械性能、抗腐蚀、阻燃性能优异、耐磨、抗老化的中间层，四层材料形成具有高承载力、抗冲击、抗磨损、高弹性、抗老化、高稳定性的拉丝气垫材料，适用于制成儿童娱乐设备，并且所采用的材料绿色环保，对儿童身体无伤害。

附图说明

图1为本发明的拉丝气垫材料的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。

实施例1

一种复合加强型拉丝气垫材料的制备工艺：

1)第一拉丝布和第三拉丝布：将400d涤纶丝、300d玄武岩纤维丝和400d复合纳米纤维丝4:1:2混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纳米纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、芳纶纤维分别破碎、以1:2的比例混合，搅拌均匀，加入10％氢氧化钠溶液和20％乙醇溶液进行混合搅拌，采用静电纺丝制得复合纳米纤维丝；

2)第二拉丝布：将400d涤纶丝、450d玻璃纤维丝和400复合纤维丝2:1:2混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶分别破碎、按照2:2:1:1的比例混合，搅拌均匀，采用湿法工艺制得复合纤维丝；

3)橡塑复合纤维编织层：将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维破碎之后加入、木质素纤维、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸氧基)混合反应，混合比例为1:3:4:1，将得到的产物进行纺丝、编织形成橡塑复合纤维编织层，所述纺丝形成的复合纤维丝的规格包括400d；

4)分别第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布之间辊涂1～3mm厚度的胶水，按照第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布的顺序将四层材料进行热熔贴合，贴合温度为150℃，贴合压力为350n，获得拉丝气垫材料，其结构示意图如图1所示。

实施例2

一种复合加强型拉丝气垫材料的制备工艺：

1)第一拉丝布和第三拉丝布：将350d涤纶丝、400d玄武岩纤维丝和300d复合纳米纤维丝5:1:4混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纳米纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、芳纶纤维分别破碎、以1:2的比例混合，搅拌均匀，加入10％氢氧化钠溶液和20％乙醇溶液进行混合搅拌，采用静电纺丝制得复合纳米纤维丝；

2)第二拉丝布：将500d涤纶丝、400d玻璃纤维丝和500d复合纤维丝3:1:2混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶分别破碎、按照3:2:2：1的比例混合，搅拌均匀，采用湿法工艺制得复合纤维丝；

3)橡塑复合纤维编织层：将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维破碎之后加入、木质素纤维、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合反应，混合比例为2:3:5:1，将得到的产物进行纺丝、编织形成橡塑复合纤维编织层，所述纺丝形成的复合纤维丝的规格包括500d；

4)分别第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布之间辊涂1～3mm厚度的胶水，按照第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布的顺序将四层材料进行热熔贴合，贴合温度为160℃，贴合压力为350n，获得拉丝气垫材料。

实施例3

一种复合加强型拉丝气垫材料的制备工艺：

1)第一拉丝布和第三拉丝布：将650d涤纶丝、600d玄武岩纤维丝和700d复合纳米纤维丝5:2:2混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纳米纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、芳纶纤维分别破碎、以1:3的比例混合，搅拌均匀，加入10％氢氧化钠溶液和20％乙醇溶液进行混合搅拌，采用静电纺丝制得复合纳米纤维丝；

2)第二拉丝布：将550d涤纶丝、500d玻璃纤维丝和600d复合纤维丝3:1:2混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶分别破碎、按照2:3:2:1的比例混合，搅拌均匀，采用湿法工艺制得复合纤维丝；

3)橡塑复合纤维编织层：将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维破碎之后加入、木质素纤维、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷混合反应，混合比例为(1～2)：(2～5)：(4～7)：1，将得到的产物进行纺丝、编织形成橡塑复合纤维编织层，所述纺丝形成的复合纤维丝的规格包括600d；

4)分别第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布之间辊涂1～3mm厚度的胶水，按照第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布的顺序将四层材料进行热熔贴合，贴合温度为180℃，贴合压力为380n，获得拉丝气垫材料。

实施例4

一种复合加强型拉丝气垫材料的制备工艺：

1)第一拉丝布和第三拉丝布：将800d涤纶丝、700d玄武岩纤维丝和800d复合纳米纤维丝6:2:5混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纳米纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、芳纶纤维分别破碎、以1:3的比例混合，搅拌均匀，加入10％氢氧化钠溶液和20％乙醇溶液进行混合搅拌，采用静电纺丝制得复合纳米纤维丝；

2)第二拉丝布：将800d涤纶丝、800d玻璃纤维丝和700d复合纤维丝2:1:3混合交叉编织制得拉丝布；

所述复合纤维丝的制备：将聚氯乙烯纤维、羧甲基纤维、聚酰胺纤维以及天然橡胶分别破碎、按照3:3:2:1的比例混合，搅拌均匀，采用湿法工艺制得复合纤维丝；

3)橡塑复合纤维编织层：将橡胶颗粒、氯化聚氯乙烯纤维破碎之后加入、木质素纤维、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)混合反应，混合比例为2:5:7:1，将得到的产物进行纺丝、编织形成橡塑复合纤维编织层，所述纺丝形成的复合纤维丝的规格包括800d；

4)分别第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布之间辊涂1～3mm厚度的胶水，按照第一拉丝布、第二拉丝布、橡塑复合纤维编织层以及第三拉丝布的顺序将四层材料进行热熔贴合，贴合温度为200℃，贴合压力为400n，获得拉丝气垫材料。

将实施例1～4所制备的拉丝气垫材料用于机械强度的性能检测，结果如下表所示：

表1拉丝气垫材料的性能检测

由表1可见，本发明实施例1～4所制备的拉丝气垫材料具有较为优异的拉伸负荷、撕裂强力、剥离强力和较强的耐磨性能，通过本发明形成具有高承载力、抗冲击、抗磨损、高弹性、抗老化、高稳定性的拉丝气垫材料，适用于制成儿童娱乐设备，并且所采用的材料绿色环保，对儿童身体无伤害。