一种纤维素改性乳胶材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种纤维素改性乳胶材料及其制备方法和应用，具体涉及乳胶制品技术领域，该方法包括两个步骤即首先将热活化纤维素溶液与生产天然乳胶材料所需的助剂共混，得到热活化纤维素混合物；然后，将获得的热活化纤维素混合物与天然乳胶共混，干燥固化获得纤维素改性乳胶材料。本发明专利技术通过采用天然的热活化纤维素对天然乳胶进行改性处理，充分利用天然纤维素的多孔、机械强度及抗撕裂度性能，能够有效提高乳胶材料的机械强度及抗撕裂度性能，同时确保纤维素改性乳胶材料制备及使用过程中安全无副作用。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素改性乳胶材料及其制备方法和应用
本专利技术属于乳胶制品
，具体涉及一种纤维素改性乳胶材料及其制备方法和应用。
技术介绍
天然乳胶由于具有透气性、吸湿性、柔软触觉以及高弹性等特点，应用范围日益扩大。但现有制备的普通天然乳胶材料的拉伸强度一般为30-40MPa，抗撕裂度一般为60-65KN/m，机械强度及抗撕裂度性能较差，所以提高这些方面性能的研究比较多，如近年来很多研究采用石墨烯对天然乳胶材料的机械强度及抗撕裂度性能进行改性。但有研究指出，石墨烯纳米粒子的锯齿边缘非常锋利和强劲，能够轻易穿刺入人类皮肤以及免疫细胞的细胞膜，对皮肤、眼睛以及呼吸都存在潜在的危害与刺激。因此，急需一种解决上述问题的纤维素改性乳胶材料及其制备方法。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提出一种纤维素改性乳胶材料及其制备方法，通过采用天然的热活化纤维素对天然乳胶进行改性处理，目的在于提高乳胶材料的机械强度及抗撕裂度性能，同时确保纤维素改性乳胶材料制备及使用过程中安全无副作用(采用纯天然的纤维素对天然乳胶进行改性，采用天然材料，无污染无危害)。为实现上述专利技术目的，本专利技术提出了一种纤维素改性乳胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将热活化纤维素溶液与生产天然乳胶材料所需的助剂共混，得到热活化纤维素混合物；S2、将步骤S1获得的热活化纤维素混合物与天然乳胶共混，干燥固化获得纤维素改性乳胶材料。优选地，上述技术方案中制备所述热活化纤维素溶液的方法包括以下步骤：1)将聚合度DP＝800～1500的纤维素(可以是棉浆纤维素、木浆纤维素或者竹浆纤维素)置于150～250℃环境加热30～60min，得到热活化纤维素物料；2)配制6～8wt％氢氧化钠、3～5wt％尿素、1～5wt％氧化锌含量的水溶剂；3)将步骤1)获得的所述热活化纤维素物料分散于步骤2)获得的所述水溶剂中，置于﹣18～﹣48℃环境冷冻5h～48h，解冻后得到所述热活化纤维素溶液。一般优选的是按照热活化纤维素物料和水溶剂的质量比为20～55:100的比例将热活化纤维素物料分散于水溶剂中。优选地，步骤S1中共混所需要的温度为80～120℃，时间为0.5～5h；步骤S2中共混所需要的温度为50～80℃，时间为0.5～5h。优选地，上述技术方案中步骤S1中所述热活化纤维素溶液与硫化剂、或/和定型剂、或/和促进剂、或/和发泡剂、或/和防老剂、或/和硫化活性剂的质量比为1:0.01～0.05:0.01～0.05:0.01～0.05:0.01～0.05:0.01～0.05:0.01～0.05。优选地，上述技术方案中步骤S2中所述热活化纤维素混合物与天然乳胶的质量比为0.05～0.1:1。优选地，上述技术方案中步骤S2中还加入海藻酸钠接枝壳聚糖，该海藻酸钠接枝壳聚糖的单体结构式为：其中，该单体结构式中n为自然数；所述海藻酸钠接枝壳聚糖中海藻酸钠的分子量为200～250kDa、壳聚糖的分子量为50～100kDa。其中，海藻酸钠接枝壳聚糖与天然乳胶的质量比为(0.01～0.05)：1。上述技术方案中制备海藻酸钠接枝壳聚糖的方法包括以下步骤：将海藻酸钠粉末分散到蒸馏水中共混，获得上层清液；按照质量比将1份氢氧化钠、2～5份壳聚糖分散于2～5份海藻酸钠含量的上层清液中，回流10～20小时后冷却至室温，获得海藻酸钠接枝壳聚糖溶液；然后在该海藻酸钠接枝壳聚糖溶液中加入2～5倍体积比的提纯溶剂，离心去除上层清液直至pH值下降到7以下，获得提纯后的海藻酸钠接枝壳聚糖溶液，并置于120～160℃干燥环境下固化3～5h，获得海藻酸钠接枝壳聚糖。上述技术方案中氢氧化钠作为催化剂，提供碱性环境，让壳聚糖更容易进攻海藻酸上的羟基基团，发生缩合反应；海藻酸与壳聚糖发生化学反应，生成含有丰富-NH2基团、氢键的海藻酸钠接枝壳聚糖，可以选择性吸附环境中的醛类、酚类等有害物质。另一方面，本专利技术提供了如上所述的制备方法制备得到的纤维素改性乳胶材料。另一方面，本专利技术提供了如上所述的纤维素改性乳胶材料在乳胶制品制备中的应用。优选地，上述技术方案中.所述乳胶制品包括枕头、床垫、坐垫、靠垫、沙发、护腰、鞋垫、汽车座椅、马桶坐垫、鼠标垫、手套、杯套、气球、奶嘴、奶瓶或暖手宝。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)本专利技术通过采用天然的热活化纤维素对天然乳胶进行改性处理，充分利用天然纤维素的多孔、机械强度及抗撕裂度性能，能够有效提高乳胶材料的机械强度及抗撕裂度性能以及抗菌性，同时确保纤维素改性乳胶材料制备及使用过程中安全无副作用(由于采用纯天然的纤维素对天然乳胶进行改性，采用天然材料，无污染无危害。)。2)本专利技术纤维素改性乳胶材料中共混的海藻酸钠接枝壳聚糖，配合纤维素改性乳胶材料丰富的多孔结构，能够选择性吸附环境中的醛类、酚类等有害物质，进一步改善纤维素改性乳胶材料在使用过程中的安全环保环境。附图说明图1本专利技术制备纤维素改性乳胶材料的方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1步骤1:称量500g聚合度为800的棉浆纤维素物料，置于150℃环境加热60min，得到热活化棉浆纤维素物料；然后配制6wt％氢氧化钠、3wt％尿素、1wt％氧化锌含量的水溶剂(也就是水溶剂中含有6wt％氢氧化钠、3wt％尿素、1wt％氧化锌)，并按照质量比20:100(热活化纤维素物料：水溶剂)将热活化棉浆纤维素物料分散于该水溶剂中，搅拌均匀得到棉浆纤维素混合物；然后将该棉浆纤维素混合物置于-18℃温度条件下冷冻48h至完全冷冻；然后将冷冻后的棉浆纤维素混合物置于常温下溶解，搅拌直至完全溶解，得到热活化纤维素溶液。步骤2：按照质量比1:0.01：0.02:0.02(热活化纤维素溶液：硫化剂：定型剂：发泡剂)将步骤1获得的热活化纤维素溶液与硫化剂(为硫磺、硫化促进剂M、硫化分散剂、油酸和水在20～50℃条件下共混制得，质量比为0.2:0.05:0.05:0.1:1)、定型剂(氟硅酸钠、氟硅酸镁混合物，质量比1:1)、发泡剂(碳酸钠、稀盐酸，质量比2:1)，在80℃条件下共混5h得到热活化纤维素混合物；步骤3：按照质量比0.05:1(热活化纤维素混合物：天然乳胶)将步骤2获得的热活化纤维素混合物与天然乳胶(浓缩天然乳胶)共混，共混的温度条件为50℃、时间为5h，干燥固化获得纤维素改性乳胶材料。实施例2步骤1:称量500g聚合度为1000的棉浆纤维素物料，置于200℃环境加热50min，得到热活化棉浆纤维素物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将热活化纤维素溶液与生产天然乳胶材料所需的助剂共混，得到热活化纤维素混合物；/nS2、将步骤S1获得的热活化纤维素混合物与天然乳胶共混，干燥固化获得纤维素改性乳胶材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将热活化纤维素溶液与生产天然乳胶材料所需的助剂共混，得到热活化纤维素混合物；
S2、将步骤S1获得的热活化纤维素混合物与天然乳胶共混，干燥固化获得纤维素改性乳胶材料。


2.根据权利要求1所述的纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，制备所述热活化纤维素溶液的方法包括以下步骤：
1)将聚合度DP＝800～1500的纤维素置于150～250℃环境加热30～60min，得到热活化纤维素物料；
2)配制6～8wt％氢氧化钠、3～5wt％尿素、1～5wt％氧化锌含量的水溶剂；
3)将步骤1)获得的所述热活化纤维素物料分散于步骤2)获得的所述水溶剂中，置于﹣18～﹣48℃环境冷冻5h～48h，解冻后得到所述热活化纤维素溶液。


3.根据权利要求2所述的纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的纤维素为棉浆纤维素、木浆纤维素或者竹浆纤维素；步骤3)中按照热活化纤维素物料和水溶剂的质量比为20～55:100的比例将热活化纤维素物料分散于水溶剂中。


4.根据权利要求1所述的纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中共混所需要的温度为80～120℃，时间为0.5～5h；步骤S2中共混所需要的温度为50～80℃，时间为0.5～5h。


5.根据权利要求1所述的纤维素改性乳胶材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述助剂包括硫化剂、定型剂、促进剂、发泡剂、防老剂和硫化活性剂中的至少一种，其中具体用量如下：
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文养，刘育敏，
申请(专利权)人：南京瑞润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32