本发明公开了一种抗老化土工布的制备方法，属于纺织品制备技术领域。
背景技术：
土工布，又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。土工布是新材料土工合成材料其中的一种，成品为布状，一般宽度为4～6米，长度为50～100米。土工布分为有纺土工布和无纺长丝土工布。
大部分的土工布用作：作挡土墙回填中的加筋，或用于锚固挡土墙的面板。修筑包裹式挡土墙或桥台。加固柔性路面，修补道路上的裂缝，防止路面反射裂缝。增加碎石边坡及加筋土的稳定性，防止水土流失和低温时土体的冻害。路道碴与路基之间的隔离层，或路基与软基之间的隔离层。人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层，不同冻土层之间的隔离。反滤和加固作用。储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层。排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层。水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层。公路、机场、铁路道喳和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层。土坝内部垂直或水平排水，埋入土体中消散空隙水压力。土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。排除隧洞周边渗水，减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水。人工填土地基运动场地基的排水。公路（包括临时道路）铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中用以加强软弱地基。目前市面上大多用的土工布的抗断裂性和耐磨性都比较好，但土工布长期暴露在阳光下会发生光氧化降解，导致土工布产品的物理、机械和颜色等性能都有所损失及破坏，还需要技术对其加以改进和提高。
因此发明一种抗老化土工布对纺织品制备技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前常见的土工布长期暴露在阳光下会发生光氧化降解，导致土工布产品的物理、机械和颜色等性能都有所损失及破坏的缺陷，提供了一种抗老化土工布的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种抗老化土工布的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取80～100g蒙脱土放入窑炉中煅烧，取出煅烧产物，将煅烧产物加入到带有30～50ml硝酸溶液和12～20ml碳酸钠溶液的烧杯中搅拌反应后，倒入抽滤器中抽滤，抽滤后得到滤渣，用去离子水冲洗后放入烘箱中烘干，得到改性蒙脱土；
（2）将抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑混合搅拌，得到混合物，将混合物倒入带有混合物质量8％的桃胶和混合物质量0.5％的沼液的发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，得到改性混合物；
（3）按重量份数计，将改性蒙脱土加入到装有搅拌器、冷凝管、加料漏斗和温度计的四口烧瓶中，分别添加改性混合物、无水乙醇、氧化锌和去离子水混合搅拌，并加热升温，搅拌后倒入抽滤器中抽滤，分离得到滤渣，再用去离子水洗涤滤渣放入烘箱中烘干，得到插层改性蒙脱土；
（4）称取聚丙烯纤维加热升温，待其软化后添加上述插层改性蒙脱土混合置于双辊混炼机中混炼，搅拌后注入模具中，再放入土工布生产设备中制备，自然晾干，出料，即可制得抗老化土工布。
步骤（1）所述的煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1～3h，硝酸溶液的浓度为3mol/l，碳酸钠溶液的浓度为2mol/l，反应温度为70～90℃，反应时间为2～4h，冲洗次数为3～5次，烘干温度为60～80℃，烘干时间为1～2h。
步骤（2）所述的抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑的质量比为1：1：1，搅拌时间为6～8min，发酵温度为30～40℃，发酵时间为7～9天。
步骤（3）所述的按重量份数计，分别称取20～30份改性蒙脱土、8～10份改性混合物、4～6份无水乙醇、2～4份氧化锌和8～10份去离子水，搅拌时间为4～6h，加热升温温度为70～90℃，烘干温度为60～80℃，烘干时间为1～3h。
步骤（4）所述的按重量份数计，称取35～45份聚丙烯，加热升温温度为165～175℃，混炼时间为1～2h，模具的尺寸为80mm×30mm×10mm。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过蒙脱土经过活化反应、酸化反应和钠化反应，使得改性后的蒙脱土均匀分散在聚丙烯基体中，形成片层结构，其中蒙脱土本身片层的径厚比和比表面积较大，可以提高土工布的机械性能，以及层状无机物夹层可以将聚合物分子束缚住，使聚合物链段的运动以及分子链的平动和转动都受到极大的阻滞，从而使土工布拥有优良的热稳定性和耐热性，可以有效的阻止氧和紫外光等对聚丙烯的破坏，延缓聚丙烯的老化，从而提高土工布的抗老化性能；
（2）本发明使用聚丙烯在加工过程中，由于机械应力和热的作用，碳-氢或碳-碳键均裂会导致形成大分子烷基自由基，高分子与分子氧直接作用或与催化剂残留物的相互作用，也可以导致形成自由基，产生的自由基就会与氧反应形成氢过氧化物，从而导致聚丙烯的热氧化降解，因此向聚丙烯中加入抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑以及氧化锌这些抗氧剂，将其与沼液和桃胶共同发酵，利用沼液中微生物将桃胶分解成具有粘性的大分子糖类，促使这些抗氧剂与聚丙烯和改性蒙脱土的粘结性提高，对聚丙烯的光氧化过程有保护作用，进一步提高土工布的抗老化性能，既经济又环保，具有广泛的使用前景。
具体实施方式
称取80～100g蒙脱土放入温度为800～1000℃的窑炉中煅烧1～3h，取出煅烧产物，将煅烧产物加入到带有30～50ml浓度为3mol/l硝酸溶液和12～20ml浓度为2mol/l碳酸钠溶液的烧杯中，在温度为70～90℃下搅拌反应2～4h后，倒入抽滤器中抽滤，抽滤后得到滤渣，用去离子水冲洗3～5次后，放入烘箱中，在60～80℃下烘干1～2h，得到改性蒙脱土，按质量比为1：1：1将抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑混合搅拌6～8min，得到混合物，将混合物倒入带有混合物质量8％的桃胶和混合物质量0.5％的沼液的发酵罐中，在温度为30～40℃下密封发酵7～9天，取出发酵产物，得到改性混合物，按重量份数计，将20～30份改性蒙脱土加入到装有搅拌器、冷凝管、加料漏斗和温度计的四口烧瓶中，分别添加8～10份改性混合物、4～6份无水乙醇、2～4份氧化锌和8～10份去离子水混合搅拌4～6h，并加热升温至70～90℃，搅拌后倒入抽滤器中抽滤，分离得到滤渣，再用去离子水洗涤滤渣，放入60～80℃的烘箱中烘干1～3h，得到插层改性蒙脱土，称取35～45份聚丙烯纤维加热升温至165～175℃，待其软化后添加上述插层改性蒙脱土混合置于双辊混炼机中混炼1～2h，混炼后注入尺寸为80mm×30mm×10mm的模具中，再放入土工布生产设备中制备，自然晾干，出料，即可制得抗老化土工布。
实例1
称取80g蒙脱土放入温度为800℃的窑炉中煅烧1h，取出煅烧产物，将煅烧产物加入到带有30ml浓度为3mol/l硝酸溶液和12ml浓度为2mol/l碳酸钠溶液的烧杯中，在温度为70℃下搅拌反应2h后，倒入抽滤器中抽滤，抽滤后得到滤渣，用去离子水冲洗3次后，放入烘箱中，在60℃下烘干1h，得到改性蒙脱土，按质量比为1：1：1将抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑混合搅拌6min，得到混合物，将混合物倒入带有混合物质量8％的桃胶和混合物质量0.5％的沼液的发酵罐中，在温度为30℃下密封发酵7天，取出发酵产物，得到改性混合物，按重量份数计，将20份改性蒙脱土加入到装有搅拌器、冷凝管、加料漏斗和温度计的四口烧瓶中，分别添加8份改性混合物、4份无水乙醇、2份氧化锌和8份去离子水混合搅拌4h，并加热升温至70℃，搅拌后倒入抽滤器中抽滤，分离得到滤渣，再用去离子水洗涤滤渣，放入60℃的烘箱中烘干1h，得到插层改性蒙脱土，称取35份聚丙烯纤维加热升温至165℃，待其软化后添加上述插层改性蒙脱土混合置于双辊混炼机中混炼1h，混炼后注入尺寸为80mm×30mm×10mm的模具中，再放入土工布生产设备中制备，自然晾干，出料，即可制得抗老化土工布。
实例2
称取90g蒙脱土放入温度为900℃的窑炉中煅烧2h，取出煅烧产物，将煅烧产物加入到带有40ml浓度为3mol/l硝酸溶液和15ml浓度为2mol/l碳酸钠溶液的烧杯中，在温度为80℃下搅拌反应3h后，倒入抽滤器中抽滤，抽滤后得到滤渣，用去离子水冲洗4次后，放入烘箱中，在70℃下烘干1.5h，得到改性蒙脱土，按质量比为1：1：1将抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑混合搅拌7min，得到混合物，将混合物倒入带有混合物质量8％的桃胶和混合物质量0.5％的沼液的发酵罐中，在温度为35℃下密封发酵8天，取出发酵产物，得到改性混合物，按重量份数计，将25份改性蒙脱土加入到装有搅拌器、冷凝管、加料漏斗和温度计的四口烧瓶中，分别添加9份改性混合物、5份无水乙醇、3份氧化锌和9份去离子水混合搅拌5h，并加热升温至80℃，搅拌后倒入抽滤器中抽滤，分离得到滤渣，再用去离子水洗涤滤渣，放入70℃的烘箱中烘干2h，得到插层改性蒙脱土，称取40份聚丙烯纤维加热升温至170℃，待其软化后添加上述插层改性蒙脱土混合置于双辊混炼机中混炼1.5h，混炼后注入尺寸为80mm×30mm×10mm的模具中，再放入土工布生产设备中制备，自然晾干，出料，即可制得抗老化土工布。
实例3
称取100g蒙脱土放入温度为1000℃的窑炉中煅烧3h，取出煅烧产物，将煅烧产物加入到带有50ml浓度为3mol/l硝酸溶液和20ml浓度为2mol/l碳酸钠溶液的烧杯中，在温度为90℃下搅拌反应4h后，倒入抽滤器中抽滤，抽滤后得到滤渣，用去离子水冲洗5次后，放入烘箱中，在80℃下烘干2h，得到改性蒙脱土，按质量比为1：1：1将抗氧剂1010、炭黑和苯并三唑混合搅拌8min，得到混合物，将混合物倒入带有混合物质量8％的桃胶和混合物质量0.5％的沼液的发酵罐中，在温度为40℃下密封发酵9天，取出发酵产物，得到改性混合物，按重量份数计，将30份改性蒙脱土加入到装有搅拌器、冷凝管、加料漏斗和温度计的四口烧瓶中，分别添加10份改性混合物、6份无水乙醇、4份氧化锌和10份去离子水混合搅拌6h，并加热升温至90℃，搅拌后倒入抽滤器中抽滤，分离得到滤渣，再用去离子水洗涤滤渣，放入80℃的烘箱中烘干3h，得到插层改性蒙脱土，称取45份聚丙烯纤维加热升温至175℃，待其软化后添加上述插层改性蒙脱土混合置于双辊混炼机中混炼2h，混炼后注入尺寸为80mm×30mm×10mm的模具中，再放入土工布生产设备中制备，自然晾干，出料，即可制得抗老化土工布。
对比例
以山东某公司生产的抗老化土工布作为对比例
对本发明制得的抗老化土工布和对比例中的抗老化土工布进行性能检测，检测结果如表1所示：
1、测试方法：
将实例1～3和对比例中的土工布在500lx的光照强度下光照10天，再分别测得各土工布的拉伸强度、断裂伸长率、颜色变化、体积含水率。
拉伸强度保持率测试采用拉伸强度测试仪进行检测；
颜色测试采用颜色测试仪进行检测；
体积含水率测试方法：去实例1～3和对比例中的土工布，将每块土工布裁剪为长500mm、宽50mm的试样长条待用，烧杯中装三分之二的有色溶液，把试样夹在实验架上悬空放置，试样放入烧杯中，保证试样下端20mm浸入有色溶液，静置72小时后，把试样按原来每隔5mm的分割线裁成50mm×5mm的小块，放入已标记并称重的铝盒中称铝盒和浸水试样的体积vm。称铝盒和原试样的体积v。计算土工布的体积含水率：
θ=vm/v×100%
式中：θ为体积含水率；vm为土工布中含水的体积；v为土工布体积；
表1
根据表1数据可知，本发明制得的抗老化土工布光降解后的机械性能、拉伸强度保持率和断裂伸长率高，而对比例中的强度明显低，说明本发明制得的抗氧化土工布光氧化降解慢，土工布的机械性能和颜色没有发生太大变化，抗老化性能好，水分是光氧化降解很重要原因，土工布内部的水分会加速光氧化降解，而本发明制得的抗氧化土工布较对比例的抗氧化土工布体积含水率低，减慢了土工布老化时间，抗老化性能好，具有广阔的应用前景。