[实用新型]纳米材料改性的复合土工布

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纳米材料改性的复合土工布，属于新型复合土工材料。

背景技术

随着我国道路建设、水利工程等基础工程的迅猛发展，土工合成材料日益受到关注，其中土工布的市场需求量最大。现有土工布大多是由聚烯烃类合成材料，尤其是聚丙烯为原料编织土工布。虽然聚丙烯具有良好的性能/价格比，但是，由于聚丙烯本身固有的力学性能较差的缺点，不能满足现代化道路、水利等工程建设对土工材料的高要求，特别是无法克服传统材料的刚性和韧性难以兼顾的缺陷。为克服上述缺点，曾采用化纤机织土工布，利用聚酯、绵纶等具有高强度和高耐候性的材料，但是原料昂贵、加工工艺复杂、比重大，无法被广大用户接受。另外一个传统的方法是用普通碳酸钙对聚烯烃类原料进行改性，但是其强度、韧性等方面仍无法满足高标准基础工程的质量要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种纳米材料改性的复合土工布，这种复合土工布既保持原有的刚性，又使其韧性提高，同时还具有抗紫外光老化的能力，产品的性能/价格比适宜。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种纳米材料改性的复合土工布，具有针刺复合的双层结构，一层为无纺布层，另一层为编织土工布层，其纬丝和经丝都是纳米材料改性的聚烯烃类编织丝。

上述复合土工布所涉及的纳米材料是经过表面处理的、粒径为纳米级的碳酸钙，所述的聚烯烃类为聚丙烯。

上述复合土工布的编织土工布层的纬丝比经丝薄，二者相同长度的重量相等。

本实用新型的技术效果：本实用新型的纳米材料改性的复合土工布，其中的编织土工布层的纬丝和经丝都是纳米材料改性的聚烯烃类编织丝。用作纳米材料的是经表面处理的粒径为纳米级的碳酸钙，不仅其比表面积大、表面原子所占比例大，存在大量活性中心，而且又经过表面处理，所以，这种纳米级粒径的碳酸钙，仍可以均匀分散在聚合物中并很容易与聚合物充分吸附、键合。当本实用新型的复合土工布受到冲击时，纳米级碳酸钙粒子与聚合物之间产生微裂纹，同时粒子之间的聚合物也产生塑性变形，吸收冲击能。粒子粒度越小，比表面积越大，粒子与聚合物之间接触界面也越大，这样受冲击时产生的微裂纹和塑性变形也会更多，吸收的冲击能也就越多，从而使复合土工布的冲击韧性大大增加。另外，由于纳米级碳酸钙可以吸收紫外光，因此当复合土工布被太阳光照射时，其中紫外光被碳酸钙吸收，使聚丙烯抗紫外光老化的能力也得到改善。本实用新型的复合土工布，比使用普通碳酸钙的同类聚丙烯编织土工布，在拉伸强度、冲击强度等主要技术指标可提高约10～15％。由于与无纺布复合，使本实用新型的复合土工布的性能/价格比较为适宜。

附图说明

图1为本实用新型纳米材料改性的复合土工布的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的纳米材料改性的复合土工布作进一步具体描述。

如图1所示，本实用新型的纳米材料改性的复合土工布，具有针刺复合的双层结构，一层为无纺布层1，另一层为编织土工布层2，其纬丝3和经丝4都是纳米材料改性的聚烯烃类编织丝。

本实用新型的复合土工布，其编织土工布层2的经丝4、纬丝3都是用经过表面处理的粒径为纳米级的碳酸钙作为纳米材料，使其分散在聚丙烯中，先作成含纳米级碳酸钙的聚丙烯母粒，与纯聚丙烯母粒按约1∶9的比例剂共混造粒，再用它在拉丝机上制成的编织丝。这种碳酸钙的加入，大大提高了编织丝的拉伸强度。进而提高了本实用新型复合土工布的冲击韧性、改善了蠕动性能并保持了原有的刚性。同时也使本实用新型的复合土工布具有良好的抗紫外光老化性能。

本实用新型复合土工布的编织土工布层2的纬丝3比经丝4薄，二者相同长度的重量相等。因此，纬丝3比较柔软。这样，不仅减少了织造过程中的强度损耗，而且保持了编织土工布表面光洁。

本实用新型复合土工布的无纺布层1所使用的无纺布可根据用户要求选用各种规格的聚丙烯类无纺布。与编织土工布层2的复合可采用通常的针刺方法。

本实用新型的复合土工布可用于土木建筑、水利、铁路、港口、市政、采矿等建设工程中，主要起到反滤、排水、隔离、加固和补强作用。另外，也可与其他土工材料如盲沟管、格栅等复合，进一步改善这些产品性能如冲击韧性、抗紫外光老化等。