本發(fā)明屬于紡織材料領(lǐng)域，涉及高性能纖維的制備，特別是指一種高密度聚乙烯超細纖維篷布及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、篷布作為物資與外界環(huán)境間的物理屏障，兼具有美觀遮羞、外力防護和濕熱調(diào)節(jié)等特性，不僅可用于戶外個人防護，還可用于物資存儲、體育設(shè)施保全和軍事裝備遮蓋和偽裝等集體防護，是安全防護裝備重要組成部分。傳統(tǒng)篷布多為涂層改性纖維材料和多層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，具有高力學(xué)強度和優(yōu)異防水特性。但是傳統(tǒng)篷布往往密度大、厚實，在具體應(yīng)用過程中多表現(xiàn)出柔性差、貼合度低和不便攜的問題，極大限制了其在個人防護和高價值異形目標覆蓋等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此開發(fā)高強輕薄特性的纖維材料已成為運動領(lǐng)域、安全防護領(lǐng)域和功能性紡織品領(lǐng)域的共同研究熱點。

2、靜電紡絲、熔噴和雙組份紡粘-水刺等非織造工藝所制備的柔性纖維材料具有超細纖維非織造材料獨有的致密結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出良好的屏蔽性，受到行業(yè)廣泛關(guān)注。但其分別存在生產(chǎn)效率低及力學(xué)性差的行業(yè)難題，難以滿足高強輕薄篷布的商業(yè)化應(yīng)用需求。目前的超細纖維材料的非織造成網(wǎng)技術(shù)，具有原料來源廣（高密度聚乙烯和聚丙烯等）和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，可用于超細纖維網(wǎng)的規(guī)模化生產(chǎn)。高密度聚乙烯（hdpe）作為一種制備超細纖維網(wǎng)的常用高分子聚合物原料，其本身具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與可成型性，在非織造產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。遺憾的是，雖然現(xiàn)有以hdpe超細纖維網(wǎng)制備的非織造產(chǎn)品具有高強度和優(yōu)異屏蔽性，但也表現(xiàn)出手感差、“塑料感”強的質(zhì)感，而水刺非織造固網(wǎng)工藝是利用高速水射流促使纖維運動而相互穿插纏結(jié)的柔性固網(wǎng)技術(shù)，能夠服務(wù)于hdpe超細纖維網(wǎng)固結(jié)。為了研究hdpe超細纖維網(wǎng)水刺固結(jié)方法及hdpe水刺超細纖維材料的性能，本申請進行了深入的探索。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種高密度聚乙烯（hdpe）超細纖維篷布及其制備方法和應(yīng)用。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種hdpe超細纖維篷布的制備方法，步驟如下：

4、hdpe超細纖維材料的成網(wǎng)方法：將hdpe切片加熱軟化熔融為聚合物熔體后與溶劑一并送入到溫度為205?℃、壓力為20?mpa的混合釜內(nèi)，配置成質(zhì)量分數(shù)為15%-25%的紡絲液。溶劑由二氯甲烷（質(zhì)量比為50%-80%）和甲醇（質(zhì)量比為20%-50%），按照一定的質(zhì)量比配置而成。紡絲液經(jīng)減壓腔噴射到大氣壓環(huán)境中，在此過程中，溶劑瞬間揮發(fā)而形成hdpe超細纖維。hdpe超細纖維在轉(zhuǎn)向板作用下分絲、轉(zhuǎn)向并沉積在接收網(wǎng)簾上形成hdpe超細纖維網(wǎng)。

5、hdpe超細纖維材料的水刺固結(jié)：利用水刺固網(wǎng)系統(tǒng)（sc-600，常州新仁黎紡織器材有限公司）對hdpe超細纖維網(wǎng)進行水刺纏結(jié)。hdpe超細纖維網(wǎng)經(jīng)過多道水刺頭，在水射流沖擊作用下形成hdpe超細纖維材料。

6、上述水刺固結(jié)的參數(shù)為：主刺壓力6-10?mpa、布進速度3m/min、水針能量1699.3-8299.7?kj/m2。

7、進一步的，所述水針能量2105.9-8299.7?kj/m2。

8、上述的方法制備的高密度聚乙烯超細纖維篷布。

9、上述高密度聚乙烯超細纖維篷布的孔隙率82.7%-85.9%、模態(tài)孔徑在6-8?μm、面密度為90-110?g/m2。

10、上述高密度聚乙烯超細纖維篷布的水接觸角為140±5°、耐靜水壓＞4500?pa、柔軟得分＞80、反射率為94.3%，還具有高于純棉布11.2?℃的戶外輻射降溫能力。

11、上述的高密度聚乙烯超細纖維篷布在制備戶外運動、物資存儲和軍用物資中的應(yīng)用。

12、本發(fā)明具有以下有益效果：

13、1、本申請以高密度聚乙烯（hdpe）為原料，將hdpe超細纖維網(wǎng)經(jīng)過水刺固結(jié)工藝后，制備一種hdpe超細纖維材料；基于所制備的hdpe超細纖維網(wǎng)直徑分布在1~6?μm特點，在水射流沖擊下可以形成均勻、致密的穩(wěn)定超細纖維非織造結(jié)構(gòu)。調(diào)整水針能量和單位面積質(zhì)量，可以實現(xiàn)孔隙率在82.7%~85.9%和模態(tài)孔徑在6~8?μm內(nèi)的可調(diào)可控，從而實現(xiàn)力學(xué)性能的提升；110g/m2樣品在2821.9?kj/m2的水射流沖擊下，樣品縱向和橫向拉伸斷裂強力分別為217.8?n和168.0?n。得益于hdpe纖維低表面能和hdpe超細纖維水刺固網(wǎng)所形成的非織造結(jié)構(gòu)，樣品具有高的耐靜水壓為6695.7pa和良好的透氣率和水蒸氣透過率。

14、2、本申請的hdpe超細纖維材料樣品表現(xiàn)出高的柔軟性、易折疊及便攜性和優(yōu)異的異形貼合性，柔軟得分均高于80，反射率為94.3%，具有高于純棉布11.2?℃的戶外輻射降溫能力，不僅可用于高強輕薄篷布，還可以為運動裝備、戶外防護和軍事裝備等功能性產(chǎn)品的開發(fā)提供案例。

技術(shù)特征：

1.一種高密度聚乙烯超細纖維篷布的制備方法，其特征在于，步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中溶劑為質(zhì)量比4:1的二氯甲烷和甲醇的混合液；紡絲液的質(zhì)量分數(shù)為10%-30%。

3.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布的制備方法，其特征在于：所述混合的溫度為180-260?℃、壓力為10-50?mpa。

4.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中水刺固網(wǎng)的工藝參數(shù)設(shè)定為：主刺壓力6-10?mpa、布進速度1-5?m/min、水針能量1699.3-8299.7?kj/m2。

5.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布的制備方法，其特征在于：所述水針能量2105.9-8299.7?kj/m2。

6.權(quán)利要求1-5任一項所述的方法制備的高密度聚乙烯超細纖維篷布。

7.?根據(jù)權(quán)利要求6所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布，其特征在于：所述高密度聚乙烯超細纖維篷布的孔隙率82.7%-85.9%、模態(tài)孔徑在6-8?μm、面密度為90-110?g/m2。

8.?根據(jù)權(quán)利要求7所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布，其特征在于：所述高密度聚乙烯超細纖維篷布的水接觸角為140±5°、耐靜水壓＞4500?pa、柔軟得分＞80、反射率為94.3%，還具有高于純棉布11.2?℃的戶外輻射降溫能力。

9.權(quán)利要求6-8任一項所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布在制備戶外運動、物資存儲中的應(yīng)用。

10.權(quán)利要求6-8任一項所述的高密度聚乙烯超細纖維篷布在制備軍用物資中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于紡織材料領(lǐng)域，涉及高性能纖維的制備，特別是指一種高密度聚乙烯超細纖維篷布及其制備方法和應(yīng)用。利用水刺固結(jié)HDPE超細纖維網(wǎng)的方式制備了高密度聚乙烯（HDPE）超細纖維材料，樣品表現(xiàn)出致密的超細纖維非織造結(jié)構(gòu)，孔隙率為82.7%~85.9%，模態(tài)孔徑為6~8μm的柔性多孔材料；拉伸斷裂強力與頂破強力隨水針能量增大而分別提高到218.0?N和301.3?N，且柔性分高于80；靜水壓隨著樣品單位面積質(zhì)量增大到110?g/m<supgt;2</supgt;而增大到6695.7?Pa，且透氣率和水蒸氣透過率為48.3?mm/s和2321.2?g/（m<supgt;2</supgt;·24h）。樣品兼具有高強、柔軟和防水透氣性，可作為篷布用于戶外運動、物資存儲和軍用物資的安全防護性能提升。

技術(shù)研發(fā)人員：張恒,甄琪,秦子軒,趙珂,盧鵬,滑博斐,寧曉雪,翟倩
受保護的技術(shù)使用者：中原工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2