耐磨、防腐竹基卷材及其制备方法以及碳化涂层制备方法技术

本发明专利技术公开耐磨、防腐竹基卷材及其制备方法以及碳化涂层制备方法，其中，耐磨、防腐竹基卷材的制备方法如下：将竹材经过清洗，截断工序后得到初步加工，再通过竹展平一体机和定向纤维毡疏机处理过得到毛竹纤维，对毛竹纤维进行酸性处理，在竹纤维中加入6%wt浓度的冰醋酸溶液经过球磨后使其充分混合均匀，经过湿法施胶后经气流铺装在温度150℃，压力8MPa，时间为60min的热压条件下得到竹基卷材，将碳化涂层溶液利用超声喷头雾化成均匀液滴，喷涂在竹基卷材表面，经固化后形成具有碳化涂层的竹基卷材，本发明专利技术利用纳米管的改性与热塑性材料聚合，制造高性能复合材料，并将其喷涂于竹基卷材表面，以增强其耐磨性及防腐性。以增强其耐磨性及防腐性。以增强其耐磨性及防腐性。

【技术实现步骤摘要】
耐磨、防腐竹基卷材及其制备方法以及碳化涂层制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料表面改性
，具体为耐磨、防腐竹基卷材及其制备方法以及碳化涂层制备方法。

技术介绍

[0002]竹基卷材作为一种新型的复合材料，由于其制造成本低、绿色无毒的特点正受到世界范围内的广泛关注。而竹基卷材由于其自身柔软、来源于竹材的特性，易受到外界冲击力带来的磨损和外界环境造成竹基卷材本身发生腐烂的现象。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。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。
[0004]鉴于上述和/或现有的竹基卷材中在存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供耐磨、防腐竹基卷材及其制备方法以及碳化涂层制备方法，利用纳米管的改性与热塑性材料聚合，制造高性能复合材料，并将其喷涂于竹基卷材表面，以增强其耐磨性及防腐性。
[0006]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]一种耐磨、防腐竹基卷材，其特征在于，包括：竹基卷材以及喷涂于竹基卷材表面的碳化涂层。
[0008]作为本专利技术所述的一种耐磨、防腐竹基卷材的一种优选方案，其中，所述竹基卷材厚度为1cm—2cm，所述碳化涂层厚度为50
‑
60μm。
[0009]一种耐磨、防腐竹基卷材的制备方法，具体步骤如下：
[0010]将竹材经过清洗，截断工序后得到初步加工，再通过竹展平一体机和定向纤维毡疏机处理过得到毛竹纤维，对毛竹纤维进行酸性处理；
[0011]在竹纤维中加入6％wt浓度的冰醋酸溶液经过球磨后使其充分混合均匀，经过湿法施胶后经气流铺装在温度150℃，压力8MPa，时间为60min的热压条件下得到竹基卷材；
[0012]将碳化涂层溶液利用超声喷头雾化成均匀液滴，喷涂在竹基卷材表面，经固化后形成具有碳化涂层的竹基卷材。
[0013]作为本专利技术所述的一种耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述碳化涂层溶液粘稠度低于30cps，固体含量低于30％。
[0014]作为本专利技术所述的一种耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述竹材为毛竹或者废弃竹材。
[0015]一种碳化涂层的制备方法，具体步骤如下：
[0016]预处理：取一定量的多壁碳纳米管于烧杯中，取质量分数为98％的浓硫酸和浓硝
酸按2：1的比例混合酸处理多壁纳米管，在60℃条件下共混10h，用2mol/L的氢氧化钠溶液对多壁纳米管进行处理，调整PH值至中性；
[0017]改性处理：将经过预处理的多壁纳米管与加入无水乙醇和去离子水的溶液相混合，超声处理15分钟，后加入硅烷偶联剂再超声10分钟，经过硅烷偶联剂的处理，疏水性的多壁纳米管因极性基团的附着而变为亲水性，从而使多壁纳米管能够更好地溶解于多种有机溶剂；
[0018]原位聚合处理：将改性处理后的多壁纳米管经烘干、过滤后与添加了0.1mol/L的表面活化剂和5％的碳酸氢钠的水溶液混合，在混合溶液中加入聚乙烯单体粒料，在温度183℃，搅拌器搅拌速率80rpm条件下共混8分钟，得到分散均匀的微乳液液滴，利用挤出机，温度200℃、螺杆转速20r/min的条件下，反应挤出得到碳纳米/聚乙烯复合材料。
[0019]作为本专利技术所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述表面活化剂是0.1mol/L的十二烷基硫酸钠。
[0020]作为本专利技术所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述原位聚合处理过程中，混合物溶液进行超声处理，处理时间为20分钟。
[0021]作为本专利技术所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述挤出机为双螺杆挤出机。
[0022]作为本专利技术所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法的一种优选方案，其中，所述预处理步骤中，将酸处理后的多壁纳米管用大量去离子水冲洗后，再用2mol/L的氢氧化钠溶液对多壁纳米管进行处理，调整PH值至中性。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0024]1、本专利技术提供的碳化涂层的制备方法，在现有的碳化涂层的制备方法基础上进行改良，采用价格更低的原材料来降低碳化涂层的成本，采用原位聚合的方法使得碳纳米单体在聚乙烯上发生预聚，当预聚体聚合尺寸逐步增大后，沉积在聚乙烯的表面制成复合材料，这种原位聚合的方法使得碳纳米的分散更加均匀，制备的复合材料性能更加优良，并且采用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂处理，表面活性剂在多壁纳米管表面的物理吸附降低了多壁纳米管的表面张力，经过表面活性剂处理的多壁纳米管之间的静电/空间排斥力大于多壁纳米管之间的范德华引力，有效防止碳纳米材料的团聚。
[0025]2、竹材经过展平一体机进行去黄、去青、展平连续化，经分段式干燥工艺和相向堆垛方式进行干燥，得到处理后竹片。采用定向纤维毡疏机对竹片进行切割、劈裂等处理，将竹材原料分离成若干基本组织和2—4个维管束原位纤维。将得到的基本组织和原位纤维与胶粘剂混合均匀，采用湿法铺装的方式，通过气流铺装成型热压制得竹基卷材。将纳米颗粒/聚乙烯复合材料采用超声喷涂的方式以薄膜的形式喷涂在竹基卷材的表面，该涂层可以在较大程度上阻止腐蚀介质穿过涂层进而腐蚀基体竹基卷材，实现竹基材料永久防腐。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0027]图1为本专利技术一种耐磨、防腐竹基卷材以及碳化涂层制备的工艺流程图。
具体实施方式
[0028]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，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0029]其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。
[0031]实施例1
[0032]本专利技术提供一种耐磨、防腐竹基卷材，其包括：竹基卷材以及喷涂于竹基卷材表面的碳化涂层，竹基卷材制备所用的竹材为毛竹或者废弃竹材，毛竹是中国栽培最悠久、面积最广、经济价值最重要的竹种，生长快、成材早、产量高、用途广，可采用毛竹最为主要的生产原料以降低成本，竹材具有可回收利用的价值，也可采用废弃的竹材进行竹基卷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨、防腐竹基卷材，其特征在于，包括：竹基卷材以及喷涂于竹基卷材表面的碳化涂层。2.根据权利要求1所述的耐磨、防腐竹基卷材，其特征在于，所述竹基卷材厚度为1cm—2cm，所述碳化涂层厚度为50
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60μm。3.一种如权利要求1
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2任一项所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将竹材经过清洗，截断工序后得到初步加工，再通过竹展平一体机和定向纤维毡疏机处理过得到毛竹纤维，对毛竹纤维进行酸性处理；在竹纤维中加入6％wt浓度的冰醋酸溶液经过球磨后使其充分混合均匀，经过湿法施胶后经气流铺装在温度150℃，压力8MPa，时间为60min的热压条件下得到竹基卷材；将碳化涂层溶液利用超声喷头雾化成均匀液滴，喷涂在竹基卷材表面，经固化后形成具有碳化涂层的竹基卷材。4.根据权利要求3所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法，其特征在于，所述碳化涂层溶液粘稠度低于30cps，固体含量低于30％。5.根据权利要求3所述的耐磨、防腐竹基卷材的制备方法，其特征在于，所述竹材为毛竹或者废弃竹材。6.一种如权利要求3
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4任一项所述的碳化涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：预处理：取一定量的多壁碳纳米管于烧杯中，取质量分数为98％的浓硫酸和浓硝酸按2：1的比例混合酸处理多壁纳米管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏可心，葛省波，彭万喜，马欢欢，康雪莲，石洋，陈佳蔚，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：