一种坚韧型针刺无纺布的制作方法

本发明属于无纺布技术领域，特别涉及一种坚韧型针刺无纺布。

背景技术：

无纺布又称非织造布，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。如多采用塑料颗粒为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成

无纺布的一大使用方向是用作防水卷材的胎基层，而防水卷材的使用年限非常长，无法避免的会遇到各种意外情况，这使得用作防水卷材胎基的无纺布需要更好的坚韧性以应对难以避免的各种损伤。现有对无纺布的各种改性主要是依靠表面淋涂实现的，较少有修改挤出配方的方式，这是因为无纺布常用的素材pet树脂极性较强，与通常的改性树脂共混比较困难，并且pet树脂对水敏感，这同样使得对pet的改性困难，在本世纪初曾有一些学者针对尼龙和pet的共混提出一些技术方案，但是这些技术方案主要是应用于塑料合金，对于无纺布熔喷工艺中，材料宽度仅有μm级的情况下，无法使得pet很好的包裹pa66团粒，强度较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种坚韧型针刺无纺布，具有韧性大，强度高的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种坚韧型针刺无纺布，包括以质量份数计以下组分：

pet切片：100-120份；

聚己二酰己二胺：20-28份；

脂松香：5-8份；

蛋白质类外加剂：1.5-3份；

氨基硅油：6-18份。

通过采用上述技术方案，申请人在探究pet切片和pa66共混熔喷工艺时，发现两者直接混合效果并不佳，遂探究用于pet/pa66共混的增容剂，但是在试验了ax8900和emg增容剂后发现其应用在共混纺丝上还存在缺陷，最终成丝质量差，申请人在实验意外加入了蛋白质类外加剂后，发现成丝质量有了明显提升，氨基硅油是一种侧链上带有氨基的聚硅氧烷，氨基硅油和脂松香一开始是为了改善熔体喷射性能做出的实验性改进，但是申请人在进行蛋白质类外加剂实验后，发现其对蛋白质类外加剂和脂松香或氨基硅油互相有促进作用，使得熔体更易喷射，也使得成丝的各项指标有了大量提高，并且三者合用时使得三者的各自的加入量降低。

本发明的进一步设置为：所述动物蛋白类表面活性剂包括以下组分：

蛋白发泡剂：10-15份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.5-2份；

三聚氰胺：2-2.5份。

本发明的进一步设置为：所述蛋白发泡剂为动物蹄角蛋白发泡剂。

通过采用上述技术方案，蛋白发泡剂一般是应用在水泥发泡中，是从动植物蛋白质中水解得到的短链多肽，其在水泥中产生的气泡细密坚固，申请人创造性的发现当其应用在共混纺丝中时，丝线中形成的海岛结构变得更为细密，其中更优的选择是动物蹄角蛋白发泡剂，其含有更多的胱氨酸和半胱氨酸，在短肽通过酯交换和胺酯交换反应嵌入pet和pa66段落内，侧链的二硫键和巯基可以互相再进行交联反应，使得整体混合性更佳，通过聚丙烯接枝马来酸酐调节动物蹄角蛋白发泡剂的效果，使得其效果更佳。

本发明的进一步设置为：还以相同的质量份数计的聚合剂，所述聚合剂为三甲氧基硅烷或聚合铝或钛酸四丁酯中的一种，聚合剂的加入量为2-2.5份。

通过采用上述技术方案，聚合剂在纺丝铺网后，会吸水形成小结块，促使结块附近的纤维互相粘结缠绕，增强纤维网的韧性。

本发明的进一步设置为：还以相同的质量份数计，加入多羧基羧酸复合物，所述多羧基羧酸复合物包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸、马来酸中的一种或多种的酸酐或者其中任意种酸互相脱水缩合成形成的酸酐，加入量为按加入的物质水解产生的羧基的数量换算成等羧基数量的乙酸计算质量份数，加入3-5份。

通过采用上述技术方案，多羧基的酸酸酐可以参与酯交换反应，形成更多的结合反应位点，增强纤维的柔性，但是对纤维的韧性有一定的影响。

本发明的进一步设置为：一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将pet切片、聚己二酰己二胺和脂松香送入熔融设备融化，融化后加入蛋白质类外加剂、氨基硅油、聚合剂以及多羧基羧酸快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

通过采用上述技术方案，。

本发明的进一步设置为：所述步骤s2中，熔体过滤器的过滤精度不超过40μm。

通过采用上述技术方案，防止堵塞拉丝喷头。

本发明的进一步设置为：所述步骤s3中，当步骤s2中加入了聚合剂时，控制侧吹风的空气湿度小于50％。

通过采用上述技术方案，防止聚合剂提早成型，避免丝线粘附在设备上。

本发明的有益效果是：。

1.在pet/pa66混纺体系中加入了蛋白质类外加剂，蛋白质类外加剂是动植物蛋白中水解产生的短链多肽，多肽本身可以进行酯交换和胺酯交换反应，嵌入pet和pa66的分子链内，增加pet和pa66之间的相容性，更优的蛋白质类外加剂是动物蹄角型的蛋白发泡剂，动物蹄角型的蛋白发泡剂内含有更多的胱氨酸和半胱氨酸，可以在熔炼温度下不断进行解交联/交联反应，使得相容性更上一层楼，所混纺的纤维韧性、强度更佳。

2.脂松香和氨基硅油本身具有羧基和氨基，有进行酯交换和胺酯交换反应的能力，但是其效果很差，基本上对增容起不到较好的效果，当加入蛋白质类外加剂后，脂松香和氨基硅油可以作为短肽之间连接的桥梁，特别是脂松香内有较多的双键，可以和巯基反应，极大的降低了短肽之间互相连接的难度，降低了所需短肽的浓度，而氨基硅油本身分子链较长，起效范围大，并且能在保持丝体状态的情况下增加喷射速度，提高产量。

3.三聚氰胺和聚丙烯接枝马来酸酐是用于调节蛋白发泡剂的效果，在共混过程中其上含有的基团可以替代高分子链和蛋白发泡剂之间相互作用，延长蛋白发泡剂起到增容效果的时间，避免蛋白发泡剂过早过快的剧烈反应以至于形成难以分散的胶团，对蛋白发泡剂的使用产生不利影响。

4.加入聚合剂，使得丝线表层粘性在接触到空气中的水分之后逐渐上升，并在大量接触水分后消失，使得丝线表面粘性可以先增加后减少，在针刺阶段提供更好的粘性，增强针刺的效果。

具体实施方式

下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

实施例2

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将100份pet切片、28份聚己二酰己二胺和5份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入3份蛋白质类外加剂、6份氨基硅油、2.5份钛酸四丁酯以及等同于3份乙酸的马来酸酐，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：15份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.5份；

三聚氰胺：2.5份。

实施例3

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将120份pet切片、20份聚己二酰己二胺和8份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入1.5份蛋白质类外加剂、18份氨基硅油、2份钛酸四丁酯以及等同于5份乙酸的马来酸酐，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：10份；

聚丙烯接枝马来酸酐：2份；

三聚氰胺：2份。

实施例4

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

实施例5

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油以及1.3份钛酸四丁酯搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

实施例6

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的柠檬酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

实施例7

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

大豆蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

对比例1

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入8.5份氨基硅油、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

对比例2

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺和7.2份脂松香送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

对比例3

一种坚韧型针刺无纺布的制备工艺，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片和26份聚己二酰己二胺送入熔融设备融化，融化后加入2.5份蛋白质类外加剂、8.5份氨基硅油、1.3份钛酸四丁酯以及等同于4.5份乙酸的马来酸酐快速搅拌均匀，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束，控制侧吹风的空气湿度小于50％；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

所述蛋白类表面活性剂包括以下组分：

动物蹄角蛋白发泡剂：13.5份；

聚丙烯接枝马来酸酐：1.75份；

三聚氰胺：2.2份。

对比例4

采用现有技术，包括以下步骤：

s1.干燥：将所有原材料干燥至最终含水率小于35ppm；

s2.熔融：将110份pet切片、26份聚己二酰己二胺送入熔融设备融化，然后通过熔体过滤器过滤，熔体过滤器的过滤精度为40μm；

s3.拉丝：将s2熔融中得到的熔体，通过纺丝箱拉丝，拉丝的同时通过侧吹风冷却丝束；

s4.摆丝：将s3.拉丝中得到的丝束打散，铺设到传动网帘上；

s5.针刺：将s4.摆丝中铺设好的网状无纺布通过针刺机针刺，得到成品无纺布。

将所有的实施例和对比例制成样品，按照《gb/t17639-2008土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》上所载的方案进行检测，得到检测结果如下表，其中，标称断裂强度设为50kn/m，下表中横纵向伸长率也变为该强度下的横纵向伸长率，当横纵向断裂强度小于50kn/m时，按照其断裂时伸长率进行记录：

表1物理性质检测表

从表中可以看出，实施例1-3都是远优于其他实施例和对比例的，其中和未添加蛋白质类外加剂相比，未添加蛋白质类外加剂的对比例1所纺织出来的纤维几乎可以算作不可使用。和未添加脂松香的对比例3与在性能上与实施例有巨大的差别，在申请人的实验中，如果要将强度增强到与实施例1相似的地步，需要将氨基硅油和蛋白质外加剂的添加量增大2-4倍。未添加氨基硅油的对比例2和对比例3相似，要达到与实施例1相似的地步需要脂松香和蛋白质类外加剂的添加量增大三倍以上，耐候性也较实施例1差，并且在同样的纺丝压力下，纺丝速度要较之实施例1慢10％左右。

未添加聚合剂的实施例4和实施例1相比，横纵向断裂强度有所下降，横纵向伸长率有所提高，直观表现是变得柔软了许多；而未添加多羧基羧酸复合物的实施例5，从数据来看，各个数值都比较优秀，但是从横纵向伸长率、cbr顶破强力两项数值可以看出，事实上无纺布已经变硬变脆，韧性下降，在使用上带来了一定的不便。

使用柠檬酸的实施例6和实施例1相比，没有产生明显的缺陷，说明起反应的主要还是依靠羧基数量。使用大豆蛋白水解起泡剂的实施例7和采用动物蹄角蛋白水解产的起泡剂的实施例1相比，各项数值有一定降低，说明动物蹄角蛋白起泡剂时较优的选择。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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