一种多层复合型玻纤超强毡及其制备方法与流程

本发明涉及玻璃纤维毡领域，具体涉及一种多层复合型玻纤超强毡及其制备方法。

背景技术：

1、防水卷材是建筑施工中的一种常用建材，防水卷材广泛应用于各种工业与民用建筑的屋面、地下室的工程防水，以及地铁、隧道、公路桥梁等市政及水利设施的工程防水中，在地下工程、水利工程施工中，防水卷材对于减少渗漏、承受较大水压有着非常重要的意义。传统的防水卷材主要由沥青、sbs等材料制成，但这些材料在耐候性、防水性能和使用寿命等方面存在一定的问题，为了提高防水卷材的性能，人们开发了多种新型防水卷材，如玻璃纤维毡复合防水卷材，但是，目前作为胎基使用的玻纤毡，其缺点表现为：抗拉强度偏低，导致玻璃纤维毡复合防水卷材在强度、耐久性和施工性能方面仍存在不足。

2、如何改善现有的玻璃纤维毡抗拉强度低是本发明的关键，因此，亟需一种多层复合型玻纤超强毡及其制备方法来解决以上问题。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种多层复合型玻纤超强毡及其制备方法：通过将复合改性淀粉加入至清水中，配置成初始淀粉胶，将初始淀粉胶加入至多层复合型玻纤超强毡生产设备中，利用温水将初始淀粉胶稀释，得到淀粉胶，将淀粉胶均匀涂在改性玻璃纤维网格布上，然后附到玻璃纤维毡表面，使两者粘合，之后将淀粉胶加热至糊化状态，之后升温进行烘干，然后最终压实，使玻璃纤维毡一面复合改性玻璃纤维网格布，然后将复合了一面的玻璃纤维毡进行翻面，重复上一步工序，复合另一层改性玻璃纤维网格布，得到该多层复合型玻纤超强毡，解决了现有的玻璃纤维毡抗拉强度低的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种多层复合型玻纤超强毡，包括三层结构，其中，中间一层为玻璃纤维毡，所述玻璃纤维毡的正反两面均用淀粉胶黏贴改性玻璃纤维网格布；

4、其中，所述淀粉胶由复合改性淀粉与清水混合而成。

5、作为本发明进一步的方案：所述改性玻璃纤维网格布由以下步骤制备得到：

6、步骤s1：将全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、乳化剂以及n，n-二甲基乙酰胺加入至安装有搅拌器、恒压滴液漏斗以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应30-40min，之后加入引发剂继续搅拌反应20-25min，之后升温至75-80℃的条件下继续搅拌反应6-8h，反应结束后将反应产物冷却至室温，得到耐酸碱乳液；

7、步骤s2：将玻璃纤维网格布浸渍于耐酸碱乳液中，之后静置2-3h，之后取出自然沥干，之后放置于真空干燥箱中，在温度为100-110℃的条件下干燥3-5min，得到改性玻璃纤维网格布。

8、作为本发明进一步的方案：改性玻璃纤维网格布的制作原理以及所起的作用如下：

9、首先利用全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯为主要原料进行乳液聚合，形成乳液，并利用该乳液对玻璃纤维网格布进行处理，使得玻璃纤维网格布的表面包裹一层聚合物，该聚合物兼具良好的柔软性、高强度以及粘黏性，从而提升复合材料的界面结合力，而且该聚合物上含有大量的c-f键，c-f键键能大，难以破坏，稳定性高，而且赋予其低表面能，从而实现疏水的作用，难以被水分侵蚀，提高其耐酸碱性，延长玻璃纤维及玻璃纤维网布的使用寿命，提高其强度。

10、作为本发明进一步的方案：步骤s1中的所述全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、乳化剂、n，n-二甲基乙酰胺以及引发剂的用量比为8-10g：6-8g：5-7g：0.5-0.9g：75-85g：1-1.5g。

11、作为本发明进一步的方案：步骤s1中的所述乳化剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

12、作为本发明进一步的方案：步骤s2中的所述玻璃纤维网格布、耐酸碱乳液的用量比为10g：80-100ml。

13、作为本发明进一步的方案：所述复合改性淀粉由以下步骤制备得到：

14、步骤a1：将十二烷基硫酸钠、去离子水加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应20-30min，之后加入衣康酸继续搅拌反应20-30min，之后加入烘干后的淀粉和盐酸溶液，之后升温至60-65℃的条件下继续搅拌反应1-2h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤3-5次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为45-50℃的条件下干燥2-3h，得到衣康酸改性淀粉；

15、步骤a2：将衣康酸改性淀粉、去离子水加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应20-30min，之后用盐酸溶液调节ph为4-4.5，之后加入羟基封端聚二甲基硅氧烷，之后升温至90-95℃的条件下继续搅拌反应40-60min，之后加入引发剂继续搅拌反应2-3h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后用三乙胺调节ph为8-8.5，之后离心，将沉淀物用蒸馏水洗涤3-5次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为45-50℃的条件下干燥2-3h，得到复合改性淀粉。

16、作为本发明进一步的方案：改性复合改性淀粉的制作原理以及所起的作用如下：

17、利用衣康酸对淀粉进行改性，淀粉的分子结构上含有大量的羟基，而衣康酸的分子结构上含有两个羧基和一个烯基，两者相遇后，羟基和羧基发生酯化反应，会将衣康酸上的烯基引入至淀粉分子中，同时会引入羧基，引入的部分羧基会与其他的淀粉分子进行进一步的反应，从而提升淀粉的交联程度，提升其强度以及粘黏强度，得到衣康酸改性淀粉，之后利用羟基封端聚二甲基硅氧烷对衣康酸改性淀粉进行改性，衣康酸改性淀粉分子上残余的羧基与羟基封端聚二甲基硅氧烷上的羟基进行反应，从而将具有优良的耐候性、耐久性、粘附性、耐热性、耐寒性、高强度以及耐水性的有机硅引入至淀粉分子中，最后再在引发剂的作用下，烯基发生聚合，进一步的使得淀粉交联程度进行提升，最终制得复合改性淀粉，并且赋予了制备得到的复合改性淀粉良好的粘接强度、耐水性、耐候性，并且消除淀粉胶粘剂具有粘度大但是防水性较弱的缺点。

18、作为本发明进一步的方案：步骤a1中的所述十二烷基硫酸钠、去离子水、衣康酸、淀粉以及盐酸溶液的用量比0.2-0.3g：8-10ml：0.8-1.2g：10g：20-25ml。

19、作为本发明进一步的方案：步骤a1中的所述淀粉为工业级玉米淀粉，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1-1.5mol/l。

20、作为本发明进一步的方案：步骤a2中的所述衣康酸改性淀粉、去离子水、羟基封端聚二甲基硅氧烷以及引发剂的用量比为10g：20-25ml：0.5-1.5g：0.15-0.2g。

21、作为本发明进一步的方案：步骤a2中的所述羟基封端聚二甲基硅氧烷的相对分子质量为400-700，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1-1.5mol/l。

22、作为本发明进一步的方案：一种多层复合型玻纤超强毡的制备方法，包括以下步骤：

23、步骤一：将复合改性淀粉加入至清水中，配置成质量分数为50%的初始淀粉胶；

24、步骤二：将初始淀粉胶加入至多层复合型玻纤超强毡生产设备中，利用温度为76℃的清水将初始淀粉胶的质量分数稀释至20%，得到淀粉胶；

25、步骤三：在生产设备运行过程中，将淀粉胶均匀涂在改性玻璃纤维网格布上，然后附到玻璃纤维毡表面，使两者粘合，之后通过升高温度到88-92℃，将淀粉胶加热至糊化状态，使得改性玻璃纤维网格布和玻璃纤维毡有效粘合，之后升温至115-117℃，进行烘干，然后最终压实，使玻璃纤维毡一面复合改性玻璃纤维网格布；

26、步骤四：将复合了一面的玻璃纤维毡进行翻面，重复上一步工序，复合另一层改性玻璃纤维网格布，得到该多层复合型玻纤超强毡。

27、作为本发明进一步的方案：玻璃纤维网格布为绞织网格，每根经纱由两束玻璃纤维纱拧成一股为一根，每根纬纱由一束玻璃纤维纱组成为一根，经纱与纬纱绞织在一起，每根经纱与每根纬纱均由若干电子玻璃纤维纱成束组成，通过复合改性淀粉制备的淀粉胶的复合加持，在增强玻璃纤维毡强力的同时，也使玻璃纤维网格布本身的绞织结构更加稳定。

28、本发明的有益效果：

29、本发明的一种多层复合型玻纤超强毡及其制备方法，通过将复合改性淀粉加入至清水中，配置成初始淀粉胶，将初始淀粉胶加入至多层复合型玻纤超强毡生产设备中，利用温水将初始淀粉胶稀释，得到淀粉胶，将淀粉胶均匀涂在改性玻璃纤维网格布上，然后附到玻璃纤维毡表面，使两者粘合，之后将淀粉胶加热至糊化状态，之后升温进行烘干，然后最终压实，使玻璃纤维毡一面复合改性玻璃纤维网格布，然后将复合了一面的玻璃纤维毡进行翻面，重复上一步工序，复合另一层改性玻璃纤维网格布，得到该多层复合型玻纤超强毡；本发明通过将玻璃纤维毡和玻璃纤维网格布复合使用，发挥各自优势，两者协同作用下赋予了所得复合材料优异的抗拉性能，提高了材料整体性能，使其还具有高强力、耐腐蚀、热稳定性好、渗透性好、硬挺度好及抗老化等优点，可应用于做防水卷材，制作的防水卷材主要应用于屋顶和地下防水，其具有良好的热尺寸稳定性、渗透性及其抗老化等性能，使其受环境温度影响较小，因此，用玻纤超强毡布做出的防水卷材，适用范围很广，性能持久稳定。

30、在制备多层复合型玻纤超强毡的过程中首先制备了一种改性玻璃纤维网格布，首先利用全氟己基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯为主要原料进行乳液聚合，形成乳液，并利用该乳液对玻璃纤维网格布进行处理，得到改性玻璃纤维网格布；该改性玻璃纤维网格布的表面包裹一层聚合物，该聚合物兼具良好的柔软性、高强度以及粘黏性，使其与淀粉胶进行粘黏时不仅仅淀粉胶起到粘黏作用，从而提升复合材料的界面结合力，而且该聚合物上含有大量的c-f键，c-f键键能大，难以破坏，稳定性高，而且赋予其低表面能，从而实现疏水的作用，难以被水分侵蚀，当作为防水卷材与水泥接触时，不会轻易受到水泥中的碱性介质的侵蚀，延长玻璃纤维及玻璃纤维网布的使用寿命，提高它们的强度；

31、在制备多层复合型玻纤超强毡的过程中还制备了一种复合改性淀粉，首先利用衣康酸对淀粉进行改性，淀粉的分子结构上含有大量的羟基，而衣康酸的分子结构上含有两个羧基和一个烯基，两者相遇后，羟基和羧基发生酯化反应，会将衣康酸上的烯基引入至淀粉分子中，同时会引入羧基，引入的部分羧基会与其他的淀粉分子进行进一步的反应，从而提升淀粉的交联程度，提升其强度以及粘黏强度，得到衣康酸改性淀粉，之后利用羟基封端聚二甲基硅氧烷对衣康酸改性淀粉进行改性，衣康酸改性淀粉分子上残余的羧基与羟基封端聚二甲基硅氧烷上的羟基进行反应，从而将具有优良的耐候性、耐久性、粘附性、耐热性、耐寒性、高强度以及耐水性的有机硅引入至淀粉分子中，最后再在引发剂的作用下，烯基发生聚合，进一步的使得淀粉交联程度进行提升，最终制得复合改性淀粉，并且赋予了制备得到的复合改性淀粉良好的粘接强度、耐水性、耐候性，并且消除淀粉胶粘剂具有粘度大但是防水性较弱的缺点。