本发明涉及防滑纸制备技术领域，具体涉及一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
背景技术：
商品运输过程中，产品防滑主要依赖缠绕膜和捆轧带实施，操作工艺复杂，且无法循环使用。近年来，防滑纸由于具有防滑、便捷、环保等优点在集合包装和运输包装领域发挥显著优势。防滑纸主要依靠防滑涂料来达到防滑的效果。防滑涂料主要包括树脂、防滑粒料和填料等组成，其中防滑粒料在涂膜中起到关键的防滑作用。已有研究表明，纳米材料作为防滑粒料在涂料方面显示出优异的性能。纳米caco3是目前应用最广、用量最大的无机填料，具有较好的防滑、防紫外等性能。
但是传统的由碳酸钙制成的防滑纸的耐磨性差，摩擦系数低，难以满足对耐磨性要求高的商品运输领域，因此，发明一种耐磨性好，摩擦系数高的新型防滑纸对本领域具有积极的意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的由碳酸钙制成的防滑纸的耐磨性差，摩擦系数低，难以满足对耐磨性要求高的商品运输领域的缺陷，提供了一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高摩擦系数防滑纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取石英砂和白云石研磨粉碎，得到混合粉末，将混合粉末装入电阻炉中，加热升温熔制，得到熔体，将熔体经压缩空气喷吹成纤，得到自制陶瓷纤维；
（2）将上述自制陶瓷纤维和浓硝酸混合后加热升温，搅拌反应，反应结束后过滤分离得到滤渣，将滤渣放入烘箱中，干燥，得到预处理自制陶瓷纤维；
（3）称取10～15g上述预处理自制陶瓷纤维加入装有100～200ml蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌分散后，再向三口烧瓶中以m（fe3+）：m（fe2+）=2:1的比例加入5～7gfecl3·6h2o和fecl2·4h2o的混合粉末，超声振荡浸泡，得到混合液；
（4）将上述混合液加热升温，向混合液中滴加氨水调节混合液ph至10，用搅拌器搅拌后静置陈化，过滤分离得到滤渣，用无水乙醇冲洗后放入烘箱，干燥，得到磁性自制陶瓷纤维；
（5）将上述磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油混合加热升温，搅拌反应后再加入京尼平苷，继续搅拌反应后真空脱气处理，得到自制防滑涂料；
（6）将上述防滑涂料用涂布机均匀的涂抹在牛皮纸表面，控制涂抹厚度为1～2mm，涂抹结束后在垂直于牛皮纸表面的方向施加外加磁场，静置处理2～3h，烘干后记得防滑纸粗品；
（7）依次向上述防滑纸粗品表面均匀的涂刷一层圆孢芽孢八叠球菌菌悬液和一层氯化钙溶液以及一层碳酰胺溶液，涂抹完成后在25～27℃下静置反应3～5天，最后移入高温灭菌箱，在120℃下高温灭菌10～15min后取出，即得一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
步骤（1）中所述的石英砂和白云石的质量比为1:2，研磨粉碎的时间为2～4h，加热升温的温度为1600～1800℃，熔制时间为1～2h，压缩空气的压力为0.3～0.7mpa。
步骤（2）中所述的自制陶瓷纤维和浓硝酸的质量比为1：20，浓硝酸的质量分数为65%，加热升温的温度为70～80℃，搅拌反应的时间为5～7h，干燥的温度为110～115℃，干燥的时间为3～5h。
步骤（3）中所述的搅拌分散的时间为10～15min，超声振荡浸泡的频率为25～30khz，超声振荡浸泡的时间为20～24h。
步骤（4）中所述的加热升温的温度为80～85℃，搅拌时间为10～12h，静置陈化的时间为20～24h，干燥温度为105～110℃，干燥时间为1～5h。
步骤（5）中所述的磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油按质量比为1:10:1，加热升温的温度为60～80℃，搅拌反应的时间为20～30min，京尼平苷的加入量为水性聚氨酯质量的5%，继续搅拌反应的时间为1～2h。
步骤（6）中所述的外加磁场的磁感应强度为2000～2500gauss、磁力为1×106gauss2/cm。
步骤（7）中所述的圆孢芽孢八叠球菌菌悬液的浓度为107cfu/ml，氯化钙溶液的质量分数为10%，碳酰胺溶液的质量分数为10%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明利用石英砂和白云石为原料，经高温熔制后用压缩空气喷吹成纤，得到陶瓷纤维，利用浓硝酸对陶瓷纤维进行表面官能化改性，再对表面官能化改性的陶瓷纤维进行四氧化三铁磁性修饰，得到磁性陶瓷纤维，利用得到的磁性陶瓷纤维作为防滑填料，将其和水性聚氨酯以及甘油混合后涂抹在牛皮纸表面，在外加磁场的作用下使得磁性陶瓷纤维定向排列，使得最终防滑纸表面的防滑涂料层内部的陶瓷纤维都成垂直于纸面的状态分布，陶瓷纤维结构层面和防滑纸的摩擦面方向垂直，不仅能够提高防滑纸层间的剪切强度，而且能够提高垂直于防滑纸摩擦面层方向的导热系数，有利于提高材料的抗磨损性能，使得防滑纸的摩擦系数稳定性提高，摩擦系数也得以提高；
（2）本发明在防滑涂料层上分别涂抹了微生物层和氯化钙层，，微生物以氯化钙作为钙源，以碳酰胺溶液作为营养来源和氮源，通过微生物进行自身新陈代谢活动产生矿化作用，诱导防滑层间隙中沉积碳酸盐晶体，形成的高强度碳酸钙晶体对防滑层间起到填充支撑效果，进一步提高了防滑层的耐磨性能，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
按质量比为1:2称取石英砂和白云石放入球磨机中研磨粉碎2～4h，得到混合粉末，将混合粉末装入电阻炉中，加热升温至1600～1800℃熔制1～2h，得到熔体，将熔体经0.3～0.7mpa的压缩空气喷吹成纤，得到自制陶瓷纤维；将自制陶瓷纤维和质量分数为65%浓硝酸按质量比为1：20混合后加热升温至70～80℃，搅拌反应5～7h，反应结束后过滤分离得到滤渣，将滤渣放入烘箱中，在110～115℃下干燥3～5h，得到预处理自制陶瓷纤维；称取10～15g预处理自制陶瓷纤维加入装有100～200ml蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌分散10～15min后，再向三口烧瓶中以m（fe3+）：m（fe2+）=2:1的比例加入5～7gfecl3·6h2o和fecl2·4h2o的混合粉末，以25～30khz的频率超声振荡浸泡20～24h，得到混合液；将混合液加热升温至80～85℃，向混合液中滴加质量分数为30%的氨水调节混合液ph至10，用搅拌器搅拌10～12h后静置陈化20～24h，过滤分离得到滤渣，用无水乙醇冲洗3～5遍后放入烘箱，在105～110℃下干燥1～5h，得到磁性自制陶瓷纤维；将磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油按质量比为1:10:1混合加热升温至60～80℃，搅拌反应20～30min后再加入水性聚氨酯质量5%的京尼平苷，继续搅拌反应1～2h后真空脱气处理，得到自制防滑涂料；将防滑涂料用涂布机均匀的涂抹在牛皮纸表面，控制涂抹厚度为1～2mm，涂抹结束后在垂直于牛皮纸表面的方向施加磁感应强度为2000～2500gauss、磁力为1×106gauss2/cm的外加磁场，静置处理2～3h，烘干后记得防滑纸粗品；依次向防滑纸粗品表面均匀的涂刷一层浓度为107cfu/ml的圆孢芽孢八叠球菌菌悬液和一层质量分数为10%的氯化钙溶液以及一层质量分数为10%的碳酰胺溶液，涂抹完成后在25～27℃下静置反应3～5天，最后移入高温灭菌箱，在120℃下高温灭菌10～15min后取出，即得一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
实例1
按质量比为1:2称取石英砂和白云石放入球磨机中研磨粉碎2h，得到混合粉末，将混合粉末装入电阻炉中，加热升温至1600℃熔制1h，得到熔体，将熔体经0.3mpa的压缩空气喷吹成纤，得到自制陶瓷纤维；将自制陶瓷纤维和质量分数为65%浓硝酸按质量比为1：20混合后加热升温至70℃，搅拌反应5h，反应结束后过滤分离得到滤渣，将滤渣放入烘箱中，在110℃下干燥3h，得到预处理自制陶瓷纤维；称取10g预处理自制陶瓷纤维加入装有100ml蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌分散10min后，再向三口烧瓶中以m（fe3+）：m（fe2+）=2:1的比例加入5gfecl3·6h2o和fecl2·4h2o的混合粉末，以25khz的频率超声振荡浸泡20h，得到混合液；将混合液加热升温至80℃，向混合液中滴加质量分数为30%的氨水调节混合液ph至10，用搅拌器搅拌10h后静置陈化20h，过滤分离得到滤渣，用无水乙醇冲洗3遍后放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到磁性自制陶瓷纤维；将磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油按质量比为1:10:1混合加热升温至60℃，搅拌反应20min后再加入水性聚氨酯质量5%的京尼平苷，继续搅拌反应1h后真空脱气处理，得到自制防滑涂料；将防滑涂料用涂布机均匀的涂抹在牛皮纸表面，控制涂抹厚度为1mm，涂抹结束后在垂直于牛皮纸表面的方向施加磁感应强度为2000gauss、磁力为1×106gauss2/cm的外加磁场，静置处理2h，烘干后记得防滑纸粗品；依次向防滑纸粗品表面均匀的涂刷一层浓度为107cfu/ml的圆孢芽孢八叠球菌菌悬液和一层质量分数为10%的氯化钙溶液以及一层质量分数为10%的碳酰胺溶液，涂抹完成后在25℃下静置反应3天，最后移入高温灭菌箱，在120℃下高温灭菌10min后取出，即得一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
实例2
按质量比为1:2称取石英砂和白云石放入球磨机中研磨粉碎3h，得到混合粉末，将混合粉末装入电阻炉中，加热升温至1700℃熔制1h，得到熔体，将熔体经0.5mpa的压缩空气喷吹成纤，得到自制陶瓷纤维；将自制陶瓷纤维和质量分数为65%浓硝酸按质量比为1：20混合后加热升温至75℃，搅拌反应6h，反应结束后过滤分离得到滤渣，将滤渣放入烘箱中，在113℃下干燥4h，得到预处理自制陶瓷纤维；称取13g预处理自制陶瓷纤维加入装有150ml蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌分散13min后，再向三口烧瓶中以m（fe3+）：m（fe2+）=2:1的比例加入6gfecl3·6h2o和fecl2·4h2o的混合粉末，以28khz的频率超声振荡浸泡22h，得到混合液；将混合液加热升温至83℃，向混合液中滴加质量分数为30%的氨水调节混合液ph至10，用搅拌器搅拌11h后静置陈化22h，过滤分离得到滤渣，用无水乙醇冲洗4遍后放入烘箱，在108℃下干燥3h，得到磁性自制陶瓷纤维；将磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油按质量比为1:10:1混合加热升温至70℃，搅拌反应25min后再加入水性聚氨酯质量5%的京尼平苷，继续搅拌反应1h后真空脱气处理，得到自制防滑涂料；将防滑涂料用涂布机均匀的涂抹在牛皮纸表面，控制涂抹厚度为1mm，涂抹结束后在垂直于牛皮纸表面的方向施加磁感应强度为2300gauss、磁力为1×106gauss2/cm的外加磁场，静置处理2h，烘干后记得防滑纸粗品；依次向防滑纸粗品表面均匀的涂刷一层浓度为107cfu/ml的圆孢芽孢八叠球菌菌悬液和一层质量分数为10%的氯化钙溶液以及一层质量分数为10%的碳酰胺溶液，涂抹完成后在26℃下静置反应4天，最后移入高温灭菌箱，在120℃下高温灭菌13min后取出，即得一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
实例3
按质量比为1:2称取石英砂和白云石放入球磨机中研磨粉碎4h，得到混合粉末，将混合粉末装入电阻炉中，加热升温至1800℃熔制2h，得到熔体，将熔体经0.7mpa的压缩空气喷吹成纤，得到自制陶瓷纤维；将自制陶瓷纤维和质量分数为65%浓硝酸按质量比为1：20混合后加热升温至80℃，搅拌反应7h，反应结束后过滤分离得到滤渣，将滤渣放入烘箱中，在115℃下干燥5h，得到预处理自制陶瓷纤维；称取15g预处理自制陶瓷纤维加入装有200ml蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌分散15min后，再向三口烧瓶中以m（fe3+）：m（fe2+）=2:1的比例加入7gfecl3·6h2o和fecl2·4h2o的混合粉末，以30khz的频率超声振荡浸泡24h，得到混合液；将混合液加热升温至85℃，向混合液中滴加质量分数为30%的氨水调节混合液ph至10，用搅拌器搅拌12h后静置陈化24h，过滤分离得到滤渣，用无水乙醇冲洗5遍后放入烘箱，在110℃下干燥5h，得到磁性自制陶瓷纤维；将磁性自制陶瓷纤维和水性聚氨酯以及甘油按质量比为1:10:1混合加热升温至80℃，搅拌反应30min后再加入水性聚氨酯质量5%的京尼平苷，继续搅拌反应2h后真空脱气处理，得到自制防滑涂料；将防滑涂料用涂布机均匀的涂抹在牛皮纸表面，控制涂抹厚度为2mm，涂抹结束后在垂直于牛皮纸表面的方向施加磁感应强度为2500gauss、磁力为1×106gauss2/cm的外加磁场，静置处理3h，烘干后记得防滑纸粗品；依次向防滑纸粗品表面均匀的涂刷一层浓度为107cfu/ml的圆孢芽孢八叠球菌菌悬液和一层质量分数为10%的氯化钙溶液以及一层质量分数为10%的碳酰胺溶液，涂抹完成后在27℃下静置反应5天，最后移入高温灭菌箱，在120℃下高温灭菌15min后取出，即得一种高摩擦系数防滑纸的制备方法。
以上海市某公司生产的防滑纸作为对照例
对本发明制得的额防滑纸和对照例中的防滑纸进行性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法
摩擦系数检测：
将涂覆好的牛皮纸裁剪成63mm×63mm和80mm×200mm的试样，用双面胶将试样分别粘附在滑块和滑板上，用摩擦系数仪测定接触面的摩擦系数。
防滑纸耐磨性能的测定
将复合型防滑纸裁剪成尺寸为40mm×40mm和5mm×15mm的试样，用双面胶固定于实验铁块上，摩擦副接触面积约为1.96×10-5m2，滑动行程为1cm，频率为1hz。
表1
由上表中的检测数据可知，本发明制得的防滑纸的耐磨性好，摩擦系数高，具有广阔的应用前景。