一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法，所述多功能装饰材料用复合纤维材料由如下重量份数的原料组成：生物质高强纤维18～24份、胶粘剂20～26份、气凝胶复合特种纤维材料39～46份、轻质增强材料10～17份。本发明专利技术的多功能装饰材料用复合纤维材料，通过气凝胶与具有纳米孔洞结构的特种纤维相结合，使得所得复合纤维材料的保温隔热效果提升，并兼具质轻的特点，同时还具有较高的抗压、抗拉强度。另外，胶粘剂、生物质高强纤维和轻质增强材料的运用，不仅进一步提高了复合纤维材料的强度，并保证其密度仍较小，还令人意外地获得了防水、防火、隔音的效果。本发明专利技术的多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法，生产成本低，所用原料均安全易得，利用了生物质资源，实现了制备过程的环保性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法
本专利技术属于装饰材料领域，具体涉及一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代建筑行业的发展，人们对建筑装饰材料的需求越来越大，同时，对装饰材料的功能性改进也越来越受到人们的关注。然而当前市面上广泛使用的装饰材料还存在着一定的问题，如不够环保、强度较低、比重太大、保温隔热性能及防火隔音性能较差等。气凝胶作为一种保温、质轻效果兼而有之的材料，还存在强度较低易碎烈的问题，与混凝土等基材的粘结力也不强，所以制约了气凝胶在装饰材料的应用。但如能将其与具有纳米孔洞的特种纤维相结合，配合生物质纤维等材料，则能在兼顾保温、质轻的同时，获得具有高强度等优异性能的装饰材料用复合纤维材料，从而满足市场的迫切需求。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。针对现有技术的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于，所述多功能装饰材料用复合纤维材料包括如下重量份数的原料：生物质高强纤维18～24份、胶粘剂20～26份、气凝胶复合特种纤维材料39～46份、轻质增强材料10～17份。进一步地，所述多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于，所述生物质高强纤维的制备方法为：对干燥后的植物纤维进行闪爆处理，并将所得物在密闭高温的条件下加热一定时间，再将所得物浸泡于氢氧化钠溶液中，取出后鼓风干燥即得生物质高强纤维。作为本专利技术所述的多功能装饰材料用复合纤维材料的一种优选方案：所述的植物纤维包括但不限于苎麻纤维、竹纤维、棉纤维、玉米秸秆纤维、丝瓜纤维中的三种或三种以上的组合物。作为本专利技术所述的多功能装饰材料用复合纤维材料的一种优选方案：所述闪爆处理，其压强为1.45～2.0Mpa，保压时间为115～140s；所述密闭高温的条件，其温度为700～780℃，加热时间为115～135s；所述氢氧化钠溶液为3.5％～7.5％质量分数的氢氧化钠水溶液；所述鼓风干燥的温度为65～85℃。作为本专利技术所述的多功能装饰材料用复合纤维材料的一种优选方案：所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、耐热ABS树脂的组合物。进一步地，所述多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于，所述气凝胶复合特种纤维材料的制备方法为：将质量分数为20％～35％的水玻璃溶液、活性碳纤维、聚酰亚胺纤维以10:2～3.5:3～4的质量比混合均匀，静置1～2h，低压抽滤直至凝胶成型，再将所得凝胶用其质量0.3～0.7倍的去离子水洗涤，浸泡于溶剂中交换15～24h，在65～85℃下干燥，切片成0.75～1.25mm厚的气凝胶薄片，即得气凝胶复合特种纤维材料。作为本专利技术所述的多功能装饰材料用复合纤维材料的一种优选方案：所述活性炭纤维为原纤维种类为聚丙烯腈纤维或粘胶纤维的高强度级、超高强度级碳纤维的组合物，纤维长度为28～45mm；所述聚酰亚胺纤维的长度为28～45mm；所述低压抽滤的方法为将整个体系通过3～8μm孔径的滤纸进行抽滤，泵压为0.01～0.02MPa；所述溶剂为乙醇。作为本专利技术所述的多功能装饰材料用复合纤维材料的一种优选方案：所述轻质增强材料为气相纳米二氧化硅、聚碳酸酯粉末的组合物。进一步地，所述多功能装饰材料用复合纤维材料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：将18～24份生物质高强纤维、4～7份气相纳米二氧化硅在65～85℃下与6～8份聚氨酯胶粘剂、7～9份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，得到纤维涂层液A；将6～10份聚碳酸酯粉末与210～220℃下的7～9份耐热ABS树脂混合均匀，得到耐热涂层液B；在一层气凝胶复合特种纤维材料薄片上均匀涂布一层耐热涂层液B，室温下冷却固化8～12s后，再于固化后的耐热涂层B上涂布一层纤维涂层液A，立即盖上一层气凝胶复合特种纤维材料薄片，然后继续在该层气凝胶复合特种纤维材料薄片上均匀涂布一层耐热涂层液B，室温下冷却固化8～12s后，再于固化后的耐热涂层B上涂布一层纤维涂层液A，立即盖上一层气凝胶复合特种纤维材料薄片，即得多功能装饰材料用复合纤维材料雏形，保证在此制备方法下各原料可同时使用完毕；以0.1KPa的压强对功能装饰材料用复合纤维材料雏形进行挤压，时间为10～15s，再于室温下冷却固化5～15min，即得多功能装饰材料用复合纤维材料。本专利技术的有益效果：通过气凝胶与具有纳米孔洞结构的特种纤维相结合，使得所得复合纤维材料的保温隔热效果提升，并兼具质轻的特点，同时还具有较高的抗压、抗拉强度。另外，胶粘剂、生物质高强纤维和轻质增强材料的运用，不仅进一步提高了复合纤维材料的强度，并保证其密度仍较小，还令人意外地获得了防水、防火、隔音的效果。经分析，这可能是由于胶粘剂和轻质增强材料中含硅物质提供了低表面能条件；而生物质高强纤维由于经过闪爆处理使纤维细化，在经过高温炭化和强碱活化，使其表面结构更加粗糙复杂，增大了其比表面积，获得了微纳米粗糙结构；因此，提供低表面能、微纳米粗糙结构的两大类原料满足了拒水、疏水的客观条件，赋予复合纤维材料很好的防水性能，也说明两大类原料间的协同增效作用。而高温炭化后的生物质高强纤维，其耐高温性能大大提高，配合特种纤维、聚碳酸酯的耐高温性能，并加上复合纤维材料的多层复合、连接致密而各层轻质的结构，使得材料燃烧的需氧量难以满足，燃烧点也难以达到，各纤维间产生了协同增效的作用，从而起到防火效果。此外，这种复合结构也使得声音传播时经过层层削弱，最终获得了很好的隔音性能。该专利技术的多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法，生产成本低，所用原料均安全易得，利用了生物质资源，没有使用有毒溶剂和胶粘剂，实现了制备过程的环保性和经济性。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。附图说明图1是本实施例1所得多功能装饰材料用复合纤维材料的结构图，其中1为气凝胶复合特种纤维材料薄片层，2为纤维涂层A，3为耐热涂层B。测试方法1、保温隔热性能测试：根据GB/T10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法，其特征在于，所述多功能装饰材料用复合纤维材料包括如下重量份数的原料：生物质高强纤维18～24份、胶粘剂20～26份、气凝胶复合特种纤维材料39～46份、轻质增强材料10～17份。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能装饰材料用复合纤维材料及其制备方法，其特征在于，所述多功能装饰材料用复合纤维材料包括如下重量份数的原料：生物质高强纤维18～24份、胶粘剂20～26份、气凝胶复合特种纤维材料39～46份、轻质增强材料10～17份。


2.根据权利要求1所述的多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于：所述生物质高强纤维的制备方法为：
对干燥后的植物纤维进行闪爆处理，并将所得物在密闭高温的条件下加热一定时间，再将所得物浸泡于氢氧化钠溶液中，取出后鼓风干燥即得生物质高强纤维。


3.根据权利要求2所述的生物质高强纤维的制备方法，其特征在于：所述的植物纤维包括但不限于苎麻纤维、竹纤维、棉纤维、玉米秸秆纤维、丝瓜纤维中的三种或三种以上的组合物。


4.根据权利要求2所述的生物质高强纤维的制备方法，其特征在于：所述闪爆处理，其压强为1.45～2.0Mpa，保压时间为115～140s；所述密闭高温的条件，其温度为700～780℃，加热时间为115～135s；所述氢氧化钠溶液为3.5％～7.5％质量分数的氢氧化钠水溶液；所述鼓风干燥的温度为65～85℃。


5.根据权利要求1所述的多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于：所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、耐热ABS树脂的组合物。


6.根据权利要求1所述的多功能装饰材料用复合纤维材料，其特征在于：所述气凝胶复合特种纤维材料的制备方法为：
将质量分数为20％～35％的水玻璃溶液、活性碳纤维、聚酰亚胺纤维以10:2～3.5:3～4的质量比混合均匀，静置1～2h，低压抽滤直至凝胶成型，再将所得凝胶用其质量0.3～0.7倍的去离子水洗涤，浸泡于溶剂中交换15～24h，在65～85℃下干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，
申请(专利权)人：江阴市美泰装饰材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32