本发明属于地毯技术领域,尤其涉及一种纳米纤维地毯。
背景技术:
国家“十三五”规划纲要中,提出发展“绿色建筑”,而绿色建筑离不开对室内空气质量的要求。在社会环境方面,人们通过改善施工方式和材料生产方式等途径来降低建筑工程建设污染和废弃物产出,减轻对社会环境的环保压力,取得了一定的成效。在室内空气环境方面,人们逐渐意识到选择绿色环保材料是创造良好室内空气环境的关键。
地毯由于具有非常美观的装饰效果和良好的舒适性在室内装饰装修工程中被大量应用于地面装饰上,尤其是化纤地毯,因相对较低的价格和维护方便而得到更广泛的使用。然而,由于化纤地毯在制造过程中大量使用了化工胶合剂,这些胶合剂会释放甲醛、苯、二甲苯等有毒有害物质,对室内空气造成污染,长期在这种环境下工作生活,会对身体带来诸多不利影响。另一方面,地毯也容易藏污纳垢,即使经常清理,也难免细菌滋生,威胁人们的身体健康。
因此,现有技术存在缺陷,急需改进。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明提供了一种纳米纤维地毯。
本发明是这样实现的,一种纳米纤维地毯,所述纳米纤维地毯由下向上依次包含底层、粘合胶层及纳米纤维层;其中,所述纳米纤维层的组分化学纤维线和纳米纤维丝,所述纳米纤维丝的组分包括:
进一步地,所述纳米纤维层的厚度为5~7mm。
进一步地,所述底层、粘合胶层及纳米纤维层的质量比为0.5~0.6:0.05~0.07:0.47~0.33。
进一步地,所述纳米植物纤维为纳米竹纤维,所述纳米竹纤维的粒径为20~30nm。
进一步地,所述无机抗静电母粒为以树脂为载体的抗静电剂。
本发明还提供了一种上述所述的纳米纤维层的制备方法,包括:
步骤(1):按纳米纤维层的组分称取各原料,并将所述聚乳酸酯配制成聚乳酸酯溶液;
步骤(2):按顺序将聚乳酸酯溶液、乙酰柠檬酸三正丁酯、丙三醇、邻苯二甲酸二辛酯加入到搅拌装置中,搅拌;
步骤(3):向搅拌装置中加入无机抗静电母粒,搅拌,静置,得到改性聚乳酸酯溶液;
步骤(4):依序将纳米二氧化钛、纳米银、纳米植物纤维加入到所述改性聚乳酸酯溶液中,搅拌,静置,过滤得到浓度为65%~70%聚合物溶液;
步骤(5):采用静电纺丝法将聚合物溶液纺成纳米纤维丝。
进一步地,所述静电纺丝法包括以下步骤:
将聚合物溶液置入纳米静电纺丝机中,调整纳米静电纺丝机各项参数,制得直径为70~90nm的纳米纤维丝;
将化学纤维线与纳米纤维丝按质量比为7:3混织成直径为0.3~0.5mm的纳米纤维线。
进一步地,所述步骤(2)中搅拌的转速为300-500转/分钟,时间为5-15分钟。
进一步地,所述步骤(3)中搅拌的转速为1000~1500转/分钟,温度为100~120℃,时间为20-30分钟。
进一步地,所述步骤(4)中搅拌的转速为500~800转/分钟,温度为40~50℃,时间为10-20分钟。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明实施例提供的纳米纤维地毯,以纳米纤维层为原料制得,制得的纳米纤维地毯不但自身不会释放有毒、有害物质,通过纳米材料的特殊功能,还可以吸附空气中的异味起到净化空气的效果。此外,纳米纤维也有抑菌、杀菌作用,均有益于人体健康。
本发明实施例提供的纳米纤维地毯还具有防霉、防潮、易于清理维护、具有良好的使用耐久度等优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的纳米纤维地毯的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参见图1,本发明实施例提供了一种纳米纤维地毯100,所述纳米纤维地毯由下向上依次包含底层2、粘合胶层3及纳米纤维层1;其中,所述纳米纤维层的组分化学纤维线和纳米纤维丝,所述纳米纤维丝的组分包括:
本发明实施例提供的纳米纤维地毯100,在纳米纤维层1的组分中,聚乳酸酯(PLA)是一种可降解原料,绿色不污染环境;聚乳酸酯还具有一定的抗菌、抗紫外线、阻燃性。所述聚乳酸酯由植物成分提取,制得的聚乳酸酯纤维也可以称为植物纤维。在其中加入纳米植物纤维,目的是对聚乳酸酯改性,从而增强制得的纳米纤维地毯的柔韧性、抗菌、抗污染性能。所述乙酰柠檬酸三正丁酯为增塑剂,用于增加纳米纤维地毯的塑性。所述邻苯二甲酸二辛酯也是增塑剂,增加纳米纤维地毯的塑性,也具有一定的电绝缘性,有利于增强纳米纤维丝的抗静电性。加入无机抗静电母粒的目的是增强地毯纳米纤维的抗静电性,使地毯在使用中摩擦不产生静电,不易吸附头发丝、碎屑、粉尘颗粒等。所述无机抗静电母粒主要成分为抗静电剂,载体为树脂。所述纳米二氧化钛为纳米材料,其氧化钛纯度≥99%,平均粒径为20-30nm,具有抗菌、抗紫外线、吸收红外线性能,可提高纳米纤维柔顺性,耐磨性。所述纳米银为纳米材料,用于提高纳米纤维的抗菌、吸附异味等性能,具有分解细小粉尘颗粒功能;所述纳米银的平均粒径为20-25nm。
本发明实施例提供的纳米纤维地毯100,以纳米纤维层1为原料制得,纳米二氧化钛及纳米银可持续释放负离子,具有吸附、分解空气中的异味的功能。纳米银具有抑菌、杀菌功能,可防霉、防潮。本发明实施例制得的纳米纤维地毯不但自身不会释放有毒、有害物质,通过纳米材料的特殊功能,还可以吸附空气中的异味起到净化空气的效果。此外,采用该纳米纤维制成的地毯柔韧性好,舒适度高,无污染,绿色环保。
本发明实施例提供的纳米纤维地毯100还具有防霉、防潮、易于清理维护、具有良好的使用耐久度等优点。丙三醇在这里作为稀释剂使用,原料混合后不需保留此成分。
具体地,所述纳米纤维层的组分还包括化学纤维线,所述化学纤维线包括丙纶、涤纶及腈纶中的至少一种。所述纳米纤维层由普通的化学纤维线与所述纳米纤维丝混织而成。
所述纳米纤维层的厚度为5-7mm,一般根据地毯的纺法不同有所区别。具体地,所述底层、粘合胶层及纳米纤维层的质量比为0.5~0.6:0.05~0.07:0.47~0.33。
具体地,所述纳米植物纤维为纳米竹纤维,所述纳米竹纤维的粒径为20~30nm。所述无机抗静电母粒为以树脂为载体的抗静电剂。
本发明实施例还提供了上述所述的纳米纤维层的制备方法,包括:
步骤(1):按纳米纤维层的组分称取各原料,并将所述聚乳酸酯配制成聚乳酸酯溶液;
步骤(2):按顺序将聚乳酸酯溶液、乙酰柠檬酸三正丁酯、丙三醇、邻苯二甲酸二辛酯加入到搅拌装置中,搅拌;
步骤(3):向搅拌装置中加入无机抗静电母粒,搅拌,静置,得到改性聚乳酸酯溶液;
步骤(4):依序将纳米二氧化钛、纳米银、纳米植物纤维加入到所述改性聚乳酸酯溶液中,搅拌,静置,过滤得到浓度为65%~70%聚合物溶液;
步骤(5):采用静电纺丝法将聚合物溶液纺成纳米纤维丝。
具体地,所述聚乳酸酯溶液的浓度为70%~75%。所述聚乳酸酯颗粒通过溶剂制作的溶液,目的是利于各种原料的混合,混合后的制作过程溶剂会挥发掉,但聚乳酸酯成分会保留。所述丙三醇为稀释剂,起到稀释作用,在纳米纤维丝制备完成后即挥发掉。
具体地,所述静电纺丝法包括以下步骤:
将聚合物溶液置入纳米静电纺丝机中,调整纳米静电纺丝机各项参数,制得直径为70~90nm的纳米纤维丝;
将化学纤维线与纳米纤维丝按质量比为7:3混织成直径为0.3~0.5mm的纳米纤维线。
具体地,所述各项参数包括:调节温度至45~50度,湿度调节至60%~65%,电压调至10~20kV,推注速度调节至7~8mm/min。
具体地,所述步骤(2)中搅拌的转速为300-500转/分钟,时间为5-15分钟。
所述步骤(3)中搅拌的转速为1000~1500转/分钟,温度为100~120℃,时间为20-30分钟。
所述步骤(4)中搅拌的转速为500~800转/分钟,温度为40~50℃,时间为10-20分钟。
本发明实施例运用纳米技术生产地毯纤维,不但显著降低地毯本身有毒有害物质的释放,而且可以吸附空气中的烟雾、细微颗粒等,对室内空气起到一定的净化作用。
实施例1
制备纳米纤维丝,配方如下:
所述聚乳酸酯溶液的浓度为70%~75%。
纳米纤维丝制备方法(1000g):
制作方法:
1)按配方量配好原料;
2)依序将1、2、3、4加入搅拌机,转速调至400转/分钟,搅拌10分钟,分散均匀;
3)将5加入搅拌,转速调至1000~1500转/分钟,温度100~120℃,搅拌25分钟,分散均匀,静置,得到改性聚乳酸酯溶液;
4)依序将6、7、8加入改性聚乳酸酯溶液中搅拌,转速调至500~800转/分钟,温度40~50℃,搅拌15分钟,分散均匀;
5)静置,过滤,得到聚合物溶液;
6)采用静电纺丝法直接将聚合物溶液纺成纳米纤维丝。
所述纳米纤维地毯制作原理:以纳米纤维丝作为原料制成纳米纤维,用该纳米纤维制造纳米纤维地毯。制得的纳米纤维无有毒有害物质释放,抗静电。
实施列2
实施例2与实施例1的区别仅在于:配方中的无机抗静电母粒为10g,纳米银含量为10g,其他均相同,由此制得纳米纤维地毯。
将制得的纳米纤维地毯进行抗静电测试,测试环境温度为23+/-1℃,相对湿度为25+/-3%,采用地毯静电仪测试,检测到地毯静电电荷值较高,抗静电性能较低。地毯纤维弹性测试,地毯受压厚度变形较大,脚感舒适低。
实施例3
实施例3与实施例1的区别仅在于:配方中的纳米银,纳米二氧化钛去掉,其他均与实施例1中相同,由此制得纳米纤维地毯。
将制得的纳米纤维地毯进行紫外线抗老化测试,地毯纤维层变色明显,纤维弹性降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。