阅读说明：本技术 一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法 (Stiff anti-aging rayon used as sand barrier and preparation method thereof ) 是由 王海峰 高艳娥 管永华 段志豪 徐杨 丁志荣 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于防沙治沙环保技术领域,公开了一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法,将人棉浸渍在含有硬挺整理剂700～800g/L,保护剂60～80g/L,催化剂14～16g/L和防紫外整理剂40～60g/L的整理液中进行二浸二轧处理,然后进行预烘和焙烘处理,得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。该方法制备得到的硬挺抗老化人棉具有硬挺性能好、抗风能力强、防风固沙效能高的特点,且价格较低廉,可生物降解,使沙障在使用周期内发挥效能,超过使用周期则自动降解,适合工业化推广。(The invention belongs to the technical field of sand prevention, sand control and environment protection, and discloses stiff anti-aging rayon used as a sand barrier and a preparation method thereof. The stiff anti-aging rayon prepared by the method has the characteristics of good stiffness, strong wind resistance and high wind and sand prevention and fixation efficiency, is low in price, can be biodegraded, enables the sand barrier to exert the efficiency in the service cycle, automatically degrades when the service cycle is exceeded, and is suitable for industrial popularization.)

一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法

技术领域

本发明涉及防沙治沙环保技术领域，尤其涉及一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法。

背景技术

土地荒漠化不仅直接造成土地质量下降、可利用土地资源减少，更会导致自然灾害加剧，制约沙区经济发展。铺设沙障是防沙固沙的有效举措之一。目前，应用较广的沙障固沙技术的包括草方格沙障、粘土沙障、化纤材料沙障等。草方格沙障可降解、无污染，但是容易腐烂、易倒伏、且使用寿命短。粘土沙障就地取材、施工方便，但针对不含丰富粘土的地区并不适用。由化纤材料制作的沙障防沙效果好，然而可降解性差。由以上几种沙障的应用情况可见，目前仍没有一种专业便捷、普遍适用的沙障可以满足大部分地区的防沙固沙要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用作沙障的硬挺、抗老化人棉及其制备方法，制备的硬挺抗老化人棉具有硬挺性好、可降解且使用寿命长等优点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用作沙障的硬挺抗老化人棉的制备方法，包括以下步骤：

S1.将人棉浸渍在整理液中进行二浸二轧处理，所述整理液中各组分及含量为：硬挺整理剂700～800g/L，保护剂60～80g/L，催化剂14～16g/L，防紫外整理剂40～60g/L；

S2.将经过步骤1)处理得到的人棉进行预烘和焙烘处理，得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。

优选的，所述硬挺整理剂为三聚氰胺树脂，所述催化剂为氯化铵，所述三聚氰胺树脂与所述氯化铵的质量比为50：1。

优选的，所述保护剂为聚醋酸乙烯酯乳液。

优选的，所述防紫外整理剂为防紫外吸收剂UV-BS。

优选的，所述人棉的支数为5～10支。

优选的，所述人棉的目数为70～90目。

优选的，步骤S1中所述浸渍的时间为5～10min。

优选的，步骤S1中所述二浸二轧的轧车压力为4～6kg/m²，轧液率为120～140％。

优选的，所述预烘的温度为100～120℃，预烘的时间为3～5min，所述焙烘的温度为150～170℃，所述焙烘的时间为90～120s。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的用作沙障的硬挺抗老化人棉。

与现有技术相比，本发明以可自然降解的植物纤维织物人棉作为主要材料，选择合适的人棉，将人棉用包含硬挺整理剂、保护剂、催化剂和防紫外整理剂的整理液进行浸轧处理，增加人棉硬挺度的同时不影响人棉的断裂强力，并使人棉的防紫外性能明显提高。实验表明，采用本发明方法制备的人棉沙障断裂强力、弯曲长度以及紫外线防护系数UPF均得到大幅提升，防风效能达到40％～60％。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明提供了一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法，包括以下步骤：

S1.将人棉浸渍在整理液中进行二浸二轧处理，所述整理液中各组分及含量为：硬挺整理剂700～800g/L，保护剂60～80g/L，催化剂14～16g/L，防紫外整理剂40～60g/L；

S2.将经过步骤1)处理得到的人棉进行预烘和焙烘处理，得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。

本发明将人棉浸渍在含有硬挺整理剂、保护剂、催化剂和防紫外整理剂的整理液中并进行二浸二轧处理。为了使人棉具有更好的硬挺性能，本发明中优选采用支数为5～10支，目数为70～90目的人棉，更优选采用支数为8，目数为80的人棉。本发明整理液中各组分及含量为：硬挺整理剂700～800g/L，保护剂60～80g/L，催化剂14～16g/L，防紫外整理剂40～60g/L。由于本发明中采用的人棉是未经前处理的纱线，稀释渗透性差，浸渍时间延长有利于整理液的渗透，从而提高整理效果。因此，本发明中浸渍时间优选为5～10min。进行二浸二轧处理时，轧车压力优选为4～6kg/m²，更优选为5kg/m²，轧液率优选为120～140％，更优选为130％。

为了达到更好的硬挺整理效果，本发明优选采用性价比较高的三聚氰胺树脂作为硬挺整理剂，三聚氰胺树脂在酸性条件和催化剂影响下，易发生自交联，并与纤维上羟基、氨基等活性基团发生反应，在纤维间形成网状结构，束缚纤维大分子链段间的运动，减少分子链段及纤维的相对滑移，从而提高沙障的抗弯刚度。另一方面，三聚氰胺树脂经高温焙烘，在纤维表面固化成膜，也在一定程度上提高了沙障的抗弯刚度。为更好地实现自交联，本发明中催化剂优选采用呈弱酸性的氯化铵，三聚氰胺树脂与氯化铵的质量比优选为50：1。

三聚氰胺树脂类整理剂用来整理沙障，既满足了硬挺性要求，又不存在难降解的问题，同时不易变质失效。但作为热固性树脂，经整理后的沙障断裂强力较差，易老化脆损，故本发明中选择聚醋酸乙烯酯乳液作为强力保护剂。一方面，聚醋酸乙烯酯乳液在高温焙烘下，可在纤维表面固化形成塑性薄膜，另一方面，由于聚醋酸乙烯酯乳液的加入，纱线卷曲减少，对纤维有一定的抱合力，所以在一定程度上也能提高沙障抗弯刚度。而同时作为塑性树脂，聚醋酸乙烯酯乳液作为填充剂，在硬挺整理中展现出保护剂的作用。

人棉沙障在紫外线照射下，易发生光老化。防紫外整理剂一般分为吸收剂和反射剂。反射剂是利用反射剂对紫外线的反射作用而实现对人体而言的防紫外，对纤维的抗老化并无直接效果。而吸收剂可以将紫外线吸收并转化成较低能量释放，从而减少了紫外线对沙障的辐射作用。由此，本发明优选防紫外效果较好的防紫外吸收剂UV-BS对人棉沙障进行整理，从而更好地减少紫外线对沙障的老化作用。

将人棉进行二浸二轧处理后，再进行预烘和焙烘处理，得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。本发明中预烘温度优选为100～120℃，更优选为110℃，预烘时间优选为3～5min，更优选为3min；焙烘温度优选为150～170℃，更优选为160℃，焙烘时间优选为90～120s，更优选为90s。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的用作沙障的硬挺抗老化人棉。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种用作沙障的硬挺抗老化人棉及其制备方法进行详细描述。

实施例1

1、将规格为1m×1m、支数为8、目数为80的人棉浸在1L整理液中6min并进行二浸二轧处理；整理液各组分含量为：700g三聚氰胺树脂GQ-800HH、70g聚醋酸乙烯酯GH-710、14g氯化铵和50g防紫外整理剂UV-BS。

2、将经过二浸二轧处理后的人棉进行110℃预烘3min和160℃焙烘90s处理，打卷包装后得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。

3、将得到的硬挺、抗老化人棉作为沙障设置于迎风坡，并露出地面20cm高度。采用风速测量仪在离地面20cm和50cm高度处测试不同风速下沙障的防风效能，即风速削减率。测试结果见表1。

4、断裂强力测试：用强力测试仪对得到的硬挺抗老化人棉进行测试，测试结果见表2。

5、防紫外性能测试：将得到的硬挺抗老化人棉双层叠加起来，用紫外分析仪对进行测试，并通过计算得出紫外防护系数UPF，计算结果见表3。

实施例2

1、将规格为1m×1m、支数为8、目数为80的人棉浸在1L整理液中6min并进行二浸二轧处理；整理液各组分含量为：800g三聚氰胺树脂GQ-800HH、80g聚醋酸乙烯酯GH-710、16g氯化铵和60g防紫外整理剂UV-BS。

2、将经过二浸二轧处理后的人棉进行110℃预烘3min和160℃焙烘90s处理，打卷包装后得到用作沙障的硬挺、抗老化人棉。

3、将得到的硬挺、抗老化人棉作为沙障设置于迎风坡，并露出地面20cm高度。采用风速测量仪在离地面20cm和50cm高度处测试不同风速下沙障的防风效能，即风速削减率。测试结果见表1。

4、断裂强力测试：用强力测试仪对得到的硬挺抗老化人棉进行测试，测试结果见表2。

5、防紫外性能测试：将得到的硬挺抗老化人棉双层叠加起来，用紫外分析仪对进行测试，并通过计算得出紫外防护系数UPF，计算结果见表3。

实施例3

1、将规格为1m×1m、支数为8、目数为80的人棉浸在1L整理液中6min并进行二浸二轧处理；整理液各组分含量为：750g三聚氰胺树脂GQ-800HH、70g聚醋酸乙烯酯GH-710、15g氯化铵和50g防紫外整理剂UV-BS。

2、将经过二浸二轧处理后的人棉进行110℃预烘3min和160℃焙烘90s处理，打卷包装后得到用作沙障的硬挺、抗老化人棉。

3、将得到的硬挺抗老化人棉作为沙障设置于迎风坡，并露出地面20cm高度。采用风速测量仪在离地面20cm和50cm高度处测试不同风速下沙障的防风效能，即风速削减率。测试结果见表1。

4、断裂强力测试：用强力测试仪对得到的硬挺抗老化人棉进行测试，测试结果见表2。

5、防紫外性能测试：将得到的硬挺抗老化人棉双层叠加起来，用紫外分析仪对进行测试，并通过计算得出紫外防护系数UPF，计算结果见表3。

对比例1

1、将规格为1m×1m、支数为8、目数为80的人棉浸在1L整理液中6min并进行二浸二轧处理；整理液各组分含量为：700g三聚氰胺树脂GQ-800HH、14g氯化铵和50g防紫外整理剂UV-BS。

2、将经过二浸二轧处理后的人棉进行110℃预烘3min和160℃焙烘90s处理，打卷包装后得到用作沙障的硬挺抗老化人棉。

3、断裂强力测试：用强力测试仪对制得的硬挺抗老化人棉进行测试，测试结果见表2。

对比例2

1、将规格为1m×1m、支数为8、目数为80的人棉浸在1L整理液中并进行二浸二轧处理；整理液各组分含量为：700g三聚氰胺树脂GQ-800HH、70g聚醋酸乙烯酯GH-710和14g氯化铵；

2、将经过二浸二轧处理后的人棉进行110℃预烘3min和160℃焙烘90s处理，打卷包装后得到用作沙障的硬挺抗老化人棉；

3、防紫外性能测试：将得到的硬挺抗老化人棉双层叠加起来，用紫外分析仪对进行测试，并通过计算得出紫外防护系数UPF，计算结果见表3。

表1沙障风速削减率测试结果

表2

	对比例1	实施例1	实施例2	实施例3
					断裂强力/N	10	130	130	130
弯曲长度/cm	2	10.5	11	12

表3

	对比例2	实施例1	实施例2	实施例3
					紫外防护系数UPF	9	50+	50+	50+

由表1可知，在20cm处，在3.0-9.0m/s风速下对风速进行测定，结果证明沙障防风效能即风速削减率都可以达到60％。在50cm处，在3.0-3.5m/s和8.1-9.0m/s风速下，防风效能可达50％；在在3.6-7.9m/s风速下，防风效能在40％左右

由表2可知，与对比例1相比，对人棉进行处理的整理液中添加保护剂可以使人棉的断裂强力由10N提高到130N，弯曲长度不足3.0cm提高至大于10.0cm，

由表3可知，与对比例1相比，对人棉进行处理的整理液中添加紫外线整理剂可以使人棉的紫外线防护系数UPF(双层叠加)由不足10(只经过硬挺整理)提高至50+。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。