CN105624825A - 一种阻燃熔喷非织造材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃熔喷非织造材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃熔喷非织造材料，由重量计80～90％的PBT切片和10～20％的复合阻燃剂制备而成，所述复合阻燃剂由以下重量计组分组成：超细氢氧化铝20～30％，超细氢氧化镁20～30％，纳米级凹凸棒土10～20％，纳米氧化锌10～20％，表面活性剂1～5％，偶联剂1～5％，抑烟剂1～5％。本发明有效解决了现有技术中熔喷非织造材料阻燃性差的问题，使其使用范围更加广泛，可以有效的促进熔喷非织造材料产业的发展。

Description

一种阻燃熔喷非织造材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及非织造材料制造领域，特别是，涉及一种阻燃熔喷非织造材料及其制备方法。
背景技术
随着国内生活水平的不断提高，对纺织品的性能要求也越来越高，其中，阻燃性越来越多的受到人们的关注。一些工业发达国家很早就制订了纺织品的阻燃法规，规定剧院、医院、旅馆等公共场所的窗帘、帷帐，老人、儿童、残疾人的服装织物都必须达到一定的阻燃标准。有调查报告指出，经过阻燃处理的纺织品其引发火灾事故的概率至少会减少20％。如何改善熔喷非织造材料的阻燃性，扩大熔喷非织造材料的应用领域，促进本产业的发展，是一个亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃熔喷非织造材料，其有效解决了现有技术中熔喷非织造材料阻燃性差的问题，使其使用范围更加广泛，可以有效的促进熔喷非织造材料产业的发展。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种阻燃熔喷非织造材料，由重量计80～90％的PBT切片和10～20％的复合阻燃剂制备而成，所述复合阻燃剂由以下重量计组分组成：
优选的，所述超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为20～500nm。
优选的，所述纳米级凹凸棒土的粒径为50～200nm，所述纳米氧化锌的粒径为10～100nm。
优选的，所述表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂。
优选的，所述偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂。
优选的，所述抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
本发明还公开了一种阻燃熔喷非织造材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将超细氢氧化铝、超细氢氧化镁、纳米级凹凸棒土、纳米氧化锌、表面活性剂、偶联剂和抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；
2)将PBT切片和复合阻燃剂在220～250℃下进行共混造粒，制得阻燃熔喷PBT切片；
3)将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件再到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维；
4)熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制得阻燃熔喷非织造材料。
进一步的，还包括步骤5)将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理。
优选的，所述步骤3)中熔喷纺丝温度为240～270℃，纺丝速度为100～1000m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.2～0.35mm。
优选的，所述熔喷超细纤维细度为1～5μm，所述阻燃熔喷非织造材料的面密度30～120g/m2，纵向强力40～150N/5cm，横向强力50～160N/5cm，极限氧指数30～35。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明使用高效、环保、无毒、能够在材料中均匀分散的复合阻燃剂和与阻燃剂亲和性好的PBT切片共混造粒，制得阻燃熔喷PBT切片，经熔喷直接成网技术制备阻燃熔喷非织造材料，该阻燃熔喷非织造材料的阻燃耐久性佳、环保无毒，适用于家庭、社区、医院、运输工具等领域，极大的扩大了使用范围，可以有效的促进熔喷非织造材料产业的发展。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明中阻燃熔喷非织造材料采用重量计80～90％的PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)切片和10～20％的复合阻燃剂制备而成，所述复合阻燃剂由以下重量计组分组成：
其中，超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为20～500nm，纳米级凹凸棒土的粒径为50～200nm，所述纳米氧化锌的粒径为10～100nm，表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂，抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
下面以具体的实施例对本发明中阻燃熔喷非织造材料的制备方法进行详细描述。
实施例1
将质量计20％的超细氢氧化铝、30％的超细氢氧化镁、20％的纳米级凹凸棒土、20％的纳米氧化锌、3％的表面活性剂、3％的偶联剂和4％的抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；其中，超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为20～100nm，纳米级凹凸棒土的粒径为50～100nm，所述纳米氧化锌的粒径为10～50nm，表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂，偶联剂为硅烷类偶联剂，抑烟剂为三氧化钼。
将上述制备得到的复合阻燃剂和PBT切片在220℃下进行共混造粒，制成阻燃熔喷PBT切片，其中复合阻燃剂所占质量百分比为10％；将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维，其中熔喷纺丝温度为240℃，纺丝速度为500m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.2mm；熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制成阻燃熔喷非织造材料，将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理，使其表面平整。
经检测，制得的阻燃熔喷非织造材料中熔喷超细纤维细度为1μm，阻燃熔喷非织造材料的面密度30g/m2，纵向强力40N/5cm，横向强力50N/5cm，极限氧指数30。
实施例2
将质量计30％的超细氢氧化铝、30％的超细氢氧化镁、15％的纳米级凹凸棒土、15％的纳米氧化锌、4％的表面活性剂、3％的偶联剂和3％的抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；其中，超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为50-150nm，纳米级凹凸棒土的粒径为50～100nm，所述纳米氧化锌的粒径为50-100nm，表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂，抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
将上述制备得到的复合阻燃剂和PBT切片在230℃下进行共混造粒，制成阻燃熔喷PBT切片，其中复合阻燃剂所占质量百分比为15％；将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维，其中熔喷纺丝温度为250℃，纺丝速度为800m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.25mm；熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制成阻燃熔喷非织造材料，将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理，使其表面平整。
经检测，制得的阻燃熔喷非织造材料中熔喷超细纤维细度为3μm，阻燃熔喷非织造材料的面密度60g/m2，纵向强力70N/5cm，横向强力80N/5cm，极限氧指数33。
实施例3
将质量计30％的超细氢氧化铝、30％的超细氢氧化镁、20％的纳米级凹凸棒土、10％的纳米氧化锌、2％的表面活性剂、3％的偶联剂和5％的抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；其中，超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为300～500nm，纳米级凹凸棒土的粒径为100～200nm，所述纳米氧化锌的粒径为70～100nm，表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂，抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
将上述制备得到的复合阻燃剂和PBT切片在250℃下进行共混造粒，制成阻燃熔喷PBT切片，其中复合阻燃剂所占质量百分比为15％；将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维，其中熔喷纺丝温度为270℃，纺丝速度为1000m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.2mm；熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制成阻燃熔喷非织造材料，将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理，使其表面平整。
经检测，制得的阻燃熔喷非织造材料中熔喷超细纤维细度为2μm，阻燃熔喷非织造材料的面密度45g/m2，纵向强力85N/5cm，横向强力80N/5cm，极限氧指数33。
实施例4
将质量计30％的超细氢氧化铝、20％的超细氢氧化镁、18％的纳米级凹凸棒土、17％的纳米氧化锌、5％的表面活性剂、5％的偶联剂和5％的抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；其中，超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为100～200nm，纳米级凹凸棒土的粒径为100～150nm，所述纳米氧化锌的粒径为50～80nm，表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂，抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
将上述制备得到的复合阻燃剂和PBT切片在250℃下进行共混造粒，制成阻燃熔喷PBT切片，其中复合阻燃剂所占质量百分比为20％；将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维，其中熔喷纺丝温度为260℃，纺丝速度为700m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.35mm；熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制成阻燃熔喷非织造材料，将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理，使其表面平整。
经检测，制得的阻燃熔喷非织造材料中熔喷超细纤维细度为5μm，阻燃熔喷非织造材料的面密度90g/m2，纵向强力100N/5cm，横向强力120N/5cm，极限氧指数35。
超细氢氧化铝、超细氢氧化镁作为无机阻燃剂，不仅具有优良的阻燃效果，而且具有环保、无毒、发烟量低、热稳定好等优点，两者复合使用，其协同阻燃效果更佳。
纳米级凹凸棒土将自身的阻燃性能和与其他阻燃剂协同作用的特点结合起来，提高了阻燃效率，降低了生产成本。
纳米氧化锌的粒径小，表面积大，表面活性高，且具有较高的热稳定性、化学稳定性以及优良的光学特性。
表面活性剂能够促进复合阻燃剂中各种成分均匀分散，为阻燃熔喷非织造材料的高阻燃性奠定坚实的基础。
偶联剂能够使复合阻燃剂各种成分之间的相容性和粘结力提高，使复合后的阻燃剂成分不易脱落。
抑烟剂能够促进炭层的形成，使发烟量大大降低。
本发明使用高效、环保、无毒、能够在材料中均匀分散的复合阻燃剂和与阻燃剂亲和性好的PBT切片共混造粒，制得阻燃熔喷PBT切片，经熔喷直接成网技术制备阻燃熔喷非织造材料，该阻燃熔喷非织造材料的阻燃耐久性佳、环保无毒，适用于家庭、社区、医院、运输工具等领域，极大的扩大了使用范围，可以有效的促进熔喷非织造材料产业的发展。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻燃熔喷非织造材料，其特征在于，由重量计80～90％的PBT切片和10～20％的复合阻燃剂制备而成，所述复合阻燃剂由以下重量计组分组成：
2.如权利要求1所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于：所述超细氢氧化铝、超细氢氧化镁的粒径为20～500nm。
3.如权利要求1所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于：所述纳米级凹凸棒土的粒径为50～200nm，所述纳米氧化锌的粒径为10～100nm。
4.如权利要求1所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于：所述表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂或硫酸酯盐阴离子表面活性剂。
5.如权利要求1所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂。
6.如权利要求1所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于：所述抑烟剂为三氧化钼或八钼酸铵。
7.权利要求1～6任一项所述阻燃熔喷非织造材料的制备方法，包括如下步骤：
1)将超细氢氧化铝、超细氢氧化镁、纳米级凹凸棒土、纳米氧化锌、表面活性剂、偶联剂和抑烟剂加入高速混合机，升温并进行高速混合制得复合阻燃剂；
2)将PBT切片和复合阻燃剂在220～250℃下进行共混造粒，制得阻燃熔喷PBT切片；
3)将阻燃熔喷PBT切片送入螺杆挤出机中进行熔喷纺丝，熔体经螺杆到纺丝组件再到喷丝板喷出，经高速热气流牵伸后制成熔喷超细纤维；
4)熔喷超细纤维经负压凝集、滚筒卷绕制得阻燃熔喷非织造材料。
8.如权利要求7所述的阻燃熔喷非织造材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤5)将制成的阻燃熔喷非织造材料经热轧进行定型处理。
9.如权利要求7所述的阻燃熔喷非织造材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中熔喷纺丝温度为240～270℃，纺丝速度为100～1000m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径是0.2～0.35mm。
10.如权利要求7所述的阻燃熔喷非织造材料，其特征在于，所述熔喷超细纤维细度为1～5μm，所述阻燃熔喷非织造材料的面密度30～120g/m2，纵向强力40～150N/5cm，横向强力50～160N/5cm，极限氧指数30～35。
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