一种复合土工布及其制备方法与流程

本发明属于土工布制备，具体的涉及一种复合土工布及其制备方法。

背景技术：

1、土工布也叫土工织物，土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，土工布是新材料土工合成材料其中的一种，成品为布状，一般宽度为4-6米，长度为50-100米，土工布分为有纺土工布和无纺长丝土工布。它具有高效的隔离和过滤的作用，在水利、公路、铁路、海港、建筑等现代土木工程的各个领域发挥着重要作用。

2、土工布具有很好的承载能力，其可以提高土体的抗拉强度和变形能力，提高了建筑结构的稳定性，提高了土体的质量。集中应力有效地扩散、传递或分解，以防止土体受到外力的破坏。同时，针刺土工布是一种良好的导水材料，可以在土壤中形成排水沟，从土壤结构中去除多余的液体和气体；当水流从细土层流向粗土层时，采用针刺土工布的透水性和透水性好，使水流通过，并有效地保留颗粒、细砂、小石子等。

3、聚丙烯土工布的强度较高，耐腐蚀性和耐酸碱性能优异，且耐低温性能好，具备较好的芯吸效应和渗水能力，尤其是能在碱性环境和高寒地区发挥至关重要的作用，缺点是在紫外光的作用下易老化，这限制了其应用领域。此外，现有的土工布在使用时，土工布的抗拉强度和抗变形能力较低，具有较大的提升空间。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中土工布在强度、抗菌、耐老化等方面存在的不足，提供一种复合土工布及其制备方法，通过引入保护层、加强层、抗菌层，并将层与层之间胶接形成整体复合土工布，使其具有优异的抗拉强度、抗变形能力、抗菌等性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种复合土工布，自上而下依次包括第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层；所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层之间均通过粘胶紧密连接。

4、优选的，所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层的厚度比为1：0.8-1.0:0.6-0.9:1.3-1.8:0.3-0.6:1.2-1.5。

5、优选的，所述第一保护层和第二保护层为改性玄武岩纤维层；所述加强层为改性聚丙烯腈基碳纤维层；所述布体基层为聚丙烯纤维层；所述抗菌层为改性聚丙烯纤维层。

6、上述复合土工布的制备方法，包括如下步骤：

7、s1：制备第一保护层和第二保护层；

8、s2：制备加强层；

9、s3：制备抗菌层；

10、s4；通过胶黏剂自下而上依次将第二保护层、抗菌层、布体基层、加强层和第一保护层粘结，形成复合土工布坯；

11、s5：将步骤s4所得复合土工布坯经张力架调整张力，进入成卷机切边成卷，即可得到复合土工布。

12、优选的，步骤s1所述第一保护层制备工艺如下：以重量份数计，取10-20份玄武岩纤维层、3-6份酚醛树脂、2-6份乙二醇单丁醚和0.3-0.6份纳米二氧化硅、0.5-1份海枣粉，在温度220-240℃下混炼3-6h，得到混合物料；在温度160-180℃下挤出，经过滤，在温度240-260℃纺丝，控制针刺密度70-90针/cm2，针刺深度10-15mm制得第一保护层毛坯。

13、优选的，步骤s1所述第二保护层制备工艺如下：以重量份数计，取10-20份玄武岩纤维层、3-6份酚醛树脂、2-6份乙二醇单丁醚和0.3-0.6份纳米二氧化硅、0.5-1份海枣粉，在温度220-240℃下混炼3-6h，得到混合物料；在温度160-180℃下挤出，经过滤，在温度240-260℃纺丝，控制针刺密度60-70针/cm2，针刺深度12-16mm分别制得第二保护层毛坯。

14、优选的，步骤s2所述加强层的制备工艺为：取15-25份聚丙烯腈基碳纤维、5-10份马来酸、2-5份云母粉和0.3-0.6份硬脂酸镧，在温度160-180℃下混炼1-4h；随后在温度140-160℃下挤出，过滤后在温度210-230℃纺丝，控制针刺密度40-50针/cm2，针刺深度8-10mm，制得加强层。

15、优选的，步骤s3所述抗菌层的制备工艺为：取20-40份聚丙烯纤维、2-5份十二烷基三甲基氯化铵、0.5-1.5份纳米二氧化钛和1-3份壳聚糖，在温度150-170℃下混炼2-3h；随后在温度135-145℃下挤出，过滤后在温度190-210℃纺丝，控制针刺密度35-45针/cm2，针刺深度7-9mm，制得抗菌层。

16、优选的，步骤s4的具体工艺为：按照厚度比1：0.8-1.0:0.6-0.9:1.3-1.8:0.3-0.6:1.2-1.5，依次通过胶黏剂将第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层彼此连接，形成复合土工布坯。

17、优选的，所述胶黏剂为聚氨酯类胶黏剂。

18、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

19、本发明以玄武岩纤维层、纳米二氧化硅、海枣粉等成分制备得到第一保护层和第二保护层，通过上述成分的协同作用，明显改善了复合土工布的机械性能和抗氧化性能；以聚丙烯腈基碳纤维、云母粉和硬脂酸镧等成分制备得到加强层，提升聚丙烯腈基碳纤维的力学强度，提高对紫外线的屏蔽作用，提高抗老化性能；以聚丙烯纤维为基体，在十二烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化钛和壳聚糖的协同作用下，得到具有优异效果的抗菌层；以胶黏剂将第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层彼此连接最终形成了具有优异强度、抗菌性、耐老化性的复合土工布。

技术特征：

1.一种复合土工布，其特征在于，自上而下依次包括第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层；所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层之间均通过粘胶紧密连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合土工布，其特征在于，所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层的厚度比为1：0.8-1.0:0.6-0.9:1.3-1.8:0.3-0.6:1.2-1.5。

3.根据权利要求1所述的一种复合土工布，其特征在于，所述第一保护层和第二保护层为改性玄武岩纤维层；所述加强层为改性聚丙烯腈基碳纤维层；所述布体基层为聚丙烯纤维层；所述抗菌层为改性聚丙烯纤维层。

4.一种复合土工布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求3所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，步骤s1所述第一保护层制备工艺如下：以重量份数计，取10-20份玄武岩纤维层、3-6份酚醛树脂、2-6份乙二醇单丁醚和0.3-0.6份纳米二氧化硅、0.5-1份海枣粉，在温度220-240℃下混炼3-6h，得到混合物料；在温度160-180℃下挤出，经过滤，在温度240-260℃纺丝，控制针刺密度70-90针/cm2，针刺深度10-15mm制得第一保护层毛坯。

6.根据权利要求3所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，步骤s1所述第二保护层制备工艺如下：以重量份数计，取10-20份玄武岩纤维层、3-6份酚醛树脂、2-6份乙二醇单丁醚和0.3-0.6份纳米二氧化硅、0.5-1份海枣粉，在温度220-240℃下混炼3-6h，得到混合物料；在温度160-180℃下挤出，经过滤，在温度240-260℃纺丝，控制针刺密度60-70针/cm2，针刺深度12-16mm分别制得第二保护层毛坯。

7.根据权利要求3所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，步骤s2所述加强层的制备工艺为：取15-25份聚丙烯腈基碳纤维、5-10份马来酸、2-5份云母粉和0.3-0.6份硬脂酸镧，在温度160-180℃下混炼1-4h；随后在温度140-160℃下挤出，过滤后在温度210-230℃纺丝，控制针刺密度40-50针/cm2，针刺深度8-10mm，制得加强层。

8.根据权利要求3所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，步骤s3所述抗菌层的制备工艺为：取20-40份聚丙烯纤维、2-5份十二烷基三甲基氯化铵、0.5-1.5份纳米二氧化钛和1-3份壳聚糖，在温度150-170℃下混炼2-3h；随后在温度135-145℃下挤出，过滤后在温度190-210℃纺丝，控制针刺密度35-45针/cm2，针刺深度7-9mm，制得抗菌层。

9.根据权利要求3所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，步骤s4的具体工艺为：按照厚度比1：0.8-1.0:0.6-0.9:1.3-1.8:0.3-0.6:1.2-1.5，依次通过胶黏剂将第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层彼此连接，形成复合土工布坯。

10.根据权利要求9所述的一种复合土工布的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂为聚氨酯类胶黏剂。

技术总结
本发明提供了一种复合土工布，自上而下依次包括第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层；所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层之间均通过粘胶紧密连接；所述第一保护层、加强层、布体基层、抗菌层和第二保护层的厚度比为1：0.8‑1.0:0.6‑0.9:1.3‑1.8:0.3‑0.6:1.2‑1.5。通过引入保护层、加强层、抗菌层，并将层与层之间胶接形成整体复合土工布，使其具有优异的抗拉强度、抗变形能力、抗菌等性能。

技术研发人员：许彬
受保护的技术使用者：南通学帆工程材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11