一种水溶胶抗老化土工布的生产方法与流程

本发明专利涉及一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，抗老化土工布适用酸性环境、碱性环境、多雨环境、沿海地区等使用土工布的工程领域。

背景技术：

土工织物是一种土工合成纤维织物，具有增强/保护、分离、过滤和排水功能，广泛地用于土工技术和环境保护领域。其中非织造土工布由于具有各种应用功能，如分离、增强、过滤和排水等，在多个特殊领域中得到广泛的应用。在使用期间维持土工布的性能非常重要。聚丙烯和聚酯纤维主要用于生产土工布，土工布的耐气候性能正是由其聚合特性决定的。紫外线、氧气、碱性和酸性土壤等会影响土工材料的使用性能。特别是曝露于紫外线条件下能造成聚丙烯材料的光降解，从而造成聚合物链的分离或发生硬化和破裂。

要提高纤维的耐光性就是要提高纤维的抗紫外线性。二氧化钛作为半导体材料，它成本低、稳定性好、比表面积大、光吸收性能好、表面活性大、分散性好、无毒，在生产过程中操作简单且无污染，在改善环境中的用处不断得到提高。采用溶胶-凝胶制备tio2水溶胶，先把钛金属化合物在适当条件下水解，控制水解速率，使之变成溶胶，然后再用溶胶对纤维或土工布进行浸渍或涂层整理，再采用适当的工艺，使得tio2水溶胶在织物表面形成薄膜，赋予纤维或土工布抗紫外性能。

以钛酸丁酯、乙酸、水与乙醇混合物为原料，采用溶胶凝胶法制备tio2水溶胶，产品粒径分布均匀，抗紫外性能优异，用浸渍、涂层法对聚丙烯土工布进行整理，方法简单易操作，在纤维和土工布表面形成的包膜完整均匀，可大大提高土工布抗紫外性能。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，用浸渍、涂层法对纤维或土工布进行后整理，方法简单，易操作，在纤维和土工布表面形成的包膜完整均匀，有利于提高其抗紫外性能。

技术方案：本发明所述的一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，通过tio2水溶胶对纤维或土工布进行浸渍工艺或涂层工艺整理制得；

浸渍工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，将需要整理的纤维或土工布浸没在tio2水溶胶中，震荡浸渍，取出后放入烘箱中烘干；

涂层工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，纤维或土工布在浆槽上方低速通过，由多对毛刷将浆液横纵充分涂刷在纤维或土工布的两面，平均涂刷，取出后放入烘箱中烘干。

进一步的，所述tio2水溶胶是以钛酸丁酯、乙酸、水与乙醇共混物为原料，采用溶胶凝胶法制备。

进一步的，所述纤维是抗老化性能差的化学合成纤维，如聚丙烯纤维、聚酰胺纤维。

进一步的，所述土工布是由耐老化性能差的纤维所制备，土工布种类包括：无纺土工布、有纺土工布或加筋土工布、经编复合土工布、防渗土工布、短纤针刺土工布、编织土工布、机织土工布。

进一步的，所述浸渍工艺中浸渍时间为10~120min，取出后放入烘箱中以60~90℃烘干。

进一步的，所述涂层工艺中用毛刷横纵式交叉正反涂层5~20次，取出后放入烘箱中以60~90℃直至烘干。

有益效果：本发明方法简单，易操作。tio2水溶胶粒子分散均一，抗紫外线功能稳定，用浸渍或涂层法整理后的纤维或土工材料，紫外线透过率低，抗紫外线辐射效果好，强力损失率降低。整理后的纤维或土工布，在ph为4的酸性环境下，抗紫外力学性能提高高15%~30%；在ph为10的碱性环境下，抗紫外力学性能提高10%~25%；在雨水冲洗环境下，抗紫外力学性能提高20%~40%；在模拟海水的金属离子环境下，抗紫外力学性能提高10%~30%。

附图说明

图1为本发明的抗老化土工布纤维纵向截面图；

图2为本发明的抗老化土工布纤维横向截面图；

图3为1000倍下纤维电镜图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，通过tio2水溶胶对纤维或土工布进行浸渍工艺或涂层工艺整理制得。

浸渍工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，将需要整理的纤维或土工布浸没在tio2水溶胶中，震荡浸渍10min，取出后放入烘箱中60℃烘干；

涂层工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，纤维或土工布在浆槽上方低速通过，由多对毛刷将浆液横纵充分涂刷在纤维或土工布的两面，用毛刷横纵式交叉正反涂层5次，取出后放入烘箱中以60℃直至烘干。

实施例2

一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，通过tio2水溶胶对纤维或土工布进行浸渍工艺或涂层工艺整理制得。

浸渍工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，将需要整理的纤维或土工布浸没在tio2水溶胶中，震荡浸渍70min，取出后放入烘箱中90℃烘干；

涂层工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，纤维或土工布在浆槽上方低速通过，由多对毛刷将浆液横纵充分涂刷在纤维或土工布的两面，用毛刷横纵式交叉正反涂层20次，取出后放入烘箱中以90℃直至烘干。

实施例3

一种水溶胶抗老化土工布的生产方法，通过tio2水溶胶对纤维或土工布进行浸渍工艺或涂层工艺整理制得。

浸渍工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，将需要整理的纤维或土工布浸没在tio2水溶胶中，震荡浸渍120min，取出后放入烘箱中75℃烘干；

涂层工艺包括：将tio2水溶胶放置浆槽中，纤维或土工布在浆槽上方低速通过，由多对毛刷将浆液横纵充分涂刷在纤维或土工布的两面，用毛刷横纵式交叉正反涂层10次，取出后放入烘箱中以75℃直至烘干。

上述三个实施例中的tio2水溶胶是以钛酸丁酯、乙酸、水或乙醇共混物为原料，采用溶胶凝胶法制备。其中，钛酸丁酯作为前驱体，含量为20~40wt%；乙酸作为稳定剂和催化剂，含量为10~30wt%；剩余水、乙醇或水和乙醇的共混物作为溶剂，含量为30~70wt%。

tio2水溶胶的制备方法如下：将钛酸丁酯放入到水或乙醇中水解，添加乙酸控制其水解速率，同时用搅拌器搅拌混合液体40~80min；再将其进行20~50℃的水浴加热，得到tio2水溶胶。

该tio2水溶胶的特性如下：

（1）粒径分布：tio2水溶胶粒径在5nm~100nm；

（2）稳定时间：tio2水溶胶随着稳定剂使用量的不同，稳定时间在20~30天；

（3）upf系数：tio2水溶胶整理后织物upf达到40以上，uva达10%以上，uvb达1%以上。

所述纤维是抗老化性能差的化学合成纤维，如聚丙烯纤维、聚酰胺纤维。

所述土工布是由耐老化性能差的纤维所制备，土工布种类包括：无纺土工布、有纺土工布或加筋土工布、经编复合土工布、防渗土工布、短纤针刺土工布、编织土工布、机织土工布。

制得的一种水溶胶抗老化土工布的纤维横纵截面如图1和图2，纤维在1000倍电镜下如图3，tio2水溶胶均匀包覆在纤维1表面，形成一层tio2薄膜2，经老化试验得出整理后的纤维或土工布具有优良的抗老化性能。

本发明方法简单，易操作。tio2水溶胶粒子分散均一，抗紫外线功能稳定，用浸渍或涂层法整理后的纤维或土工材料，紫外线透过率低，抗紫外线辐射效果好，强力损失率降低。整理后的纤维或土工布，在ph为4的酸性环境下，抗紫外力学性能提高高15%~30%；在ph为10的碱性环境下，抗紫外力学性能提高10%~25%；在雨水冲洗环境下，抗紫外力学性能提高20%~40%；在模拟海水的金属离子环境下，抗紫外力学性能提高10%~30%。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。