專利名稱：一種耐高溫熔噴非織造材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非織造材料領(lǐng)域，特別是涉及一種耐高溫的熔噴非織造材料以及該材
料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯熔噴法非織造材料由于纖維直徑細(xì)、比表面積大、孔隙小、空隙率高，極適 合用做液體或氣體高效過(guò)濾材料，并且隨著SARS、 H1N1流感的流行而為人們所廣泛的接受 和認(rèn)識(shí)。 聚丙烯熔噴法非織造材料是通過(guò)熔噴技術(shù)加工而成的。熔噴法非織造技術(shù)是聚合 物直接成網(wǎng)非織造布技術(shù)中的一種，它采用高速熱空氣對(duì)細(xì)絲進(jìn)行拉伸，直接由聚合物或 樹脂一步法制成超細(xì)纖維或產(chǎn)品的一種非織造布加工工藝。其具體工藝流程如下
切片喂入一熔融擠出一纖維形成一靜電駐極一纖維冷卻一成網(wǎng)一粘合(加固)一 切邊巻取 切片喂入聚丙烯切片被倒入料斗，與其他添加劑(降溫母粒)混合均勻，輸送進(jìn) 擠壓機(jī)； 熔融擠出在擠壓機(jī)的進(jìn)料端，聚丙烯切片與其他添加劑等必須原料混合均勻，
經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入鏍桿擠壓機(jī)，加熱成為熔體最后由計(jì)量泵經(jīng)過(guò)過(guò)濾器將熔體送入噴絲
板，在熔噴工藝中， 一般擠壓機(jī)也借其剪切作用與熱降解來(lái)降低聚合物分子量； 纖維形成經(jīng)過(guò)過(guò)濾的清潔熔體要經(jīng)過(guò)分配系統(tǒng)，再均勻地送入每組噴絲板，使每
個(gè)噴絲孔的擠出量一致，熔噴非織造材料的噴撕板設(shè)計(jì)與一般化學(xué)紡絲、紡絲成網(wǎng)非織造
布不同，其噴絲孔必須排列成一直線，上下兩側(cè)則開有高速氣流的噴槽，用來(lái)牽伸熔體成為
纖維； 靜電駐極在熔融狀態(tài)下，施加一定的靜電場(chǎng)，使纖維帶有靜電； 纖維冷卻在噴絲板兩側(cè)大量的室溫空氣同時(shí)被吸入，與含有超細(xì)纖維的熱空氣
流混合，使聚丙烯纖維降溫，熔融態(tài)的超細(xì)纖維因而冷卻固化； 成網(wǎng)在網(wǎng)底負(fù)壓的狀態(tài)下，熱氣流和室溫氣流相混的工作氣流帶著其中的超細(xì)
纖維噴向成網(wǎng)簾，凝聚成網(wǎng)，由混合氣流帶向成網(wǎng)簾的超細(xì)纖維基本上是以雜亂狀態(tài)分布
在氣流中的，其中有些纖維相互間有少量的纏結(jié)，在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下，纖維凝聚在網(wǎng)上時(shí)
候，仍帶有余溫，十分柔軟，有粘性，因此纖網(wǎng)中部分纖維產(chǎn)生黏結(jié)作用； 粘合(加固)纖網(wǎng)的自身黏結(jié)具有較蓬松的結(jié)構(gòu)，良好的空氣保有率或空隙率。
切邊巻取在巻繞前，將熔噴布兩邊的毛邊切去。 常規(guī)得到的聚丙烯熔噴法非織造材料，其應(yīng)用溫度一般在120度以下，在高于此 溫度應(yīng)用時(shí)，其耐熱性能無(wú)法達(dá)到要求。 蛭石是一種天然、無(wú)毒的礦物質(zhì)，在高溫作用下會(huì)膨脹的礦物，屬于硅酸鹽。蛭石 的化學(xué)式為Mgx(H20) {Mg3—x[AlSi0301Q] (0H)2}，是一種含鎂的水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物，外 形似云母，通常由黑(金)云母經(jīng)熱液蝕變作用或風(fēng)化而成，因其受熱失水膨脹時(shí)呈撓曲
3狀，形態(tài)酷似水蛭，故稱蛭石。蛭石具有高溫膨脹性、陽(yáng)離子交換性、吸附性、吸水性、隔音 性、隔熱性、耐火性。蛭石已廣泛應(yīng)用到建筑、冶金、石油、造船、環(huán)保、保溫、隔熱、絕緣、節(jié) 能、園藝等領(lǐng)域。畜牧業(yè)方面膨脹蛭石有獨(dú)特的構(gòu)造特性和表面性質(zhì)，以及無(wú)毒、無(wú)菌和化 學(xué)惰性，可用作載體，吸附劑，固著劑，和飼料添加劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有耐高溫性能及高過(guò)濾效率的 熔噴非織造材料。 本發(fā)明的另一目的在于提供上述熔噴非織造材料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案 本發(fā)明公開了一種耐高溫熔噴非織造材料，所述材料含有聚丙烯纖維，所述聚丙
烯纖維中含有蛭石粉體。 所述蛭石粉體的粒徑為納微米級(jí)。 在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述蛭石粉體的粒徑為聚丙烯超細(xì)纖維細(xì)度的 10% 30%。所述聚丙烯纖維的細(xì)度通常為300nm 5 y m。 優(yōu)選的，所述蛭石粉體在所述材料中的質(zhì)量百分比含量為3% 15%。 所述熔噴非織造材料的克重為20 50g/m2。所述聚丙烯熔融指數(shù)為800g/10min 1800g/10min。 本發(fā)明進(jìn)一步公開了所述耐高溫熔噴非織造材料的制備方法，所述方法包括在纖
維形成之前將聚丙烯與蛭石粉體充分混合，并共同紡絲。 由于采用了以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于 本發(fā)明通過(guò)將蛭石納微米粉體添加在聚丙烯熔噴高效過(guò)濾材料中，可以獲得耐高 溫的熔噴高效過(guò)濾材料。采用該技術(shù)方案制造的聚丙烯熔噴高效過(guò)濾材料，其過(guò)濾效率達(dá) 到95 %以上，在該熔噴高效過(guò)濾材料的超細(xì)纖維上有類似氣泡的突起，在高溫使用時(shí)，氣泡 內(nèi)的結(jié)晶水吸收熱量汽化從而降低了聚丙烯的溫度，并且由于氣泡的作用，增加了比表面 積，提高了過(guò)濾效率，也提高了耐熱性，耐熱溫度超過(guò)140°C 。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明旨在提供一種含有納微米蛭石粉體的聚丙烯熔噴高效過(guò)濾材料，該材料是 在紡絲過(guò)程中混入一定比例的納微米蛭石粉體，在熔融噴絲過(guò)程中，蛭石粉體的結(jié)晶水汽 化，在聚丙烯熔噴無(wú)紡布的超細(xì)纖維上形成一個(gè)個(gè)類似氣泡的突起，冷卻后，重新形成結(jié)晶 水，在以后的高溫使用過(guò)程中，外界熱量首先要使過(guò)濾材料中的結(jié)晶水汽化，這提高了聚丙 烯熔噴高效過(guò)濾材料的耐溫性能。本發(fā)明的聚丙烯熔噴非織造布材料克重20-50g/m、其過(guò) 濾效率達(dá)到95%以上。 為了保證有效的機(jī)械強(qiáng)度，蛭石粉體的質(zhì)量百分比含量應(yīng)在3%_15%的范圍，根 據(jù)使用溫度調(diào)整含量，在上述范圍內(nèi)，蛭石粉體含量越高，耐高溫性越好，但是隨著含量的 增加，產(chǎn)品的物理性能會(huì)有很大變化，強(qiáng)力會(huì)降低。在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，是將熔融指數(shù)為800g/10min 1800g/10min的等規(guī)聚丙烯切片與納微米蛭石粉體以比例為(85-97) : (15-3)的質(zhì)量比混合均勻，按照 熔噴法非織造布的工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工。在螺桿擠壓器中，由于內(nèi)部壓力大，并未產(chǎn)生氣泡， 但一出噴絲板，由于外界壓力迅速變小，蛭石粉體周圍的水蒸汽的壓力高，導(dǎo)致有蛭石粉體 的地方迅速起泡，然后隨著纖維的冷卻，水蒸氣又成為結(jié)晶水，氣泡會(huì)縮小，形成不規(guī)則狀 態(tài)更小氣泡，生產(chǎn)出克重為20-50g/m2的聚丙烯熔噴法非織造布。上述所用的熔融指數(shù)為 800g/10min 1800g/10min以上的等規(guī)聚丙烯切片，是聚丙烯熔噴非織造布的常用的原料 規(guī)格，對(duì)于其他常規(guī)原料，同樣也適用于本發(fā)明。所用的納微米蛭石粉體，其粒徑只要在納 微米級(jí)范圍內(nèi)，通常都能達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。但優(yōu)選粒徑為纖維細(xì)度的10 30%，更優(yōu)選在 1/5左右。而通常的聚丙烯熔噴非織造材料的超細(xì)纖維細(xì)度為300納米至5微米左右。
上述制備得到的聚丙烯熔噴高效過(guò)濾材料，其過(guò)濾效率達(dá)到95%以上，在該熔噴 高效過(guò)濾材料的超細(xì)纖維上有類似氣泡的突起，在高溫使用時(shí)，氣泡內(nèi)的結(jié)晶水吸收熱量 汽化從而降低了聚丙烯的溫度，并且由于氣泡的作用，增加了比表面積，提高了過(guò)濾效率， 同時(shí)提高了材料的耐熱性能。 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1 : 在紡絲之前，將熔融指數(shù)為1200g/10min以上的等規(guī)聚丙烯切片與納微米蛭石粉 體以比例為90 : IO的質(zhì)量比混合均勻，然后按照熔噴法非織造布的工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工，在 螺桿擠壓器中，由于內(nèi)部壓力大，并未產(chǎn)生氣泡，但一出噴絲板，由于外界壓力迅速變小，蛭 石粉體周圍的水蒸汽的壓力高，導(dǎo)致有蛭石粉體的地方迅速起泡，然后隨著纖維的冷卻，水 蒸氣又成為結(jié)晶水，氣泡會(huì)縮小，形成不規(guī)則狀態(tài)更小氣泡，生產(chǎn)出克重為35g/m2的聚丙烯 熔噴法非織造布。纖維細(xì)度為lPm左右，所用蛭石粉體的平均粒徑為200nm左右。
經(jīng)檢測(cè)，該材料的過(guò)濾效率達(dá)到99. 99%，耐溫溫度為140度，可以用于汽車危氣 過(guò)濾。
實(shí)施例2 : 將熔融指數(shù)為1000g/10min以上的等規(guī)聚丙烯切片與納微米蛭石粉體以比例為
85 : 15的質(zhì)量比混合均勻，按照熔噴法非織造布的工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工，在螺桿擠壓器中，
由于內(nèi)部壓力大，并未產(chǎn)生氣泡，但一出噴絲板，由于外界壓力迅速變小，蛭石粉體周圍的
水蒸汽的壓力高，導(dǎo)致有蛭石粉體的地方迅速起泡，然后隨著纖維的冷卻，水蒸氣又成為結(jié)
晶水，氣泡會(huì)縮小，形成不規(guī)則狀態(tài)更小氣泡，生產(chǎn)出克重為40g/m2的聚丙烯熔噴法非織造
布。纖維細(xì)度為3 ii m左右，所用蛭石粉體的平均粒徑為0. 6 ii m左右。 該材料的過(guò)濾效率達(dá)到99. 99%以上，耐溫溫度為150度，同其他材料復(fù)合在一起
用做袋式過(guò)濾器。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)
明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種耐高溫熔噴非織造材料，所述材料含有聚丙烯纖維，其特征在于所述聚丙烯纖維中含有蛭石粉體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所述蛭石粉體的 粒徑為納微米級(jí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所述蛭石粉體的 粒徑為聚丙烯超細(xì)纖維細(xì)度的10% 30%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所述聚丙烯纖維的細(xì)度為300nm 5 ii m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所 述蛭石粉體在所述材料中的質(zhì)量百分比含量為3% 15%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所述熔噴非織造 材料的克重為20 50g/m2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐高溫熔噴非織造材料，其特征在于所述聚丙烯熔融 指數(shù)為800g/10min 1800g/10min。
8. 權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述的耐高溫熔噴非織造材料的制備方法，所述方法包括 在纖維形成之前將聚丙烯與蛭石粉體充分混合，并共同紡絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫熔噴非織造材料，所述材料含有聚丙烯纖維，所述聚丙烯纖維中含有蛭石粉體。本發(fā)明還公開了上述材料的制備方法。本發(fā)明的熔噴非織造材料具有優(yōu)良的耐高溫性能及高效的過(guò)濾性能。
文檔編號(hào)D01F1/10GK101787620SQ201010103719
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者張衛(wèi)東, 慕春霞, 李強(qiáng), 王玉梅, 謝國(guó)東 申請(qǐng)人:山東俊富無(wú)紡布有限公司