一种聚酯熔喷无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酯熔喷无纺布，包括互相堆叠粘合的纤维丝，所述纤维丝的直径设置在200nm‑10μm之间，所述聚酯熔喷无纺布中包含0.1％‑2.0％之间的抑制剂，所述聚酯熔喷无纺布对5μm及以上的颗粒杂质的拦截效率≥90％，所述聚酯熔喷无纺布的纤维材料的特性粘度设置在0.5dL/g‑1.2dL/g之间。还包括聚酯熔喷无纺布的制备方法，包括步骤：S1：原料混合；S2：熔融纺丝；S3：接收成型。本发明专利技术所要达到的目的是提供一种纤维丝直径更细、强度更高的聚酯熔喷无纺布。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯熔喷无纺布及其制备方法
本专利技术涉及熔喷无纺布及其制备方法，特别是一种聚酯熔喷无纺布及其制备方法。
技术介绍
熔喷无纺布是一种由熔喷法工艺制备的非织造材料，从结构上来说，熔喷无纺布空隙多、结构蓬松，具有独特的毛细结构的超细纤维，增加了单位面积纤维的数量和比表面积，从而使熔喷无纺布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。在现有技术中，CN104126034B的中国专利公开了“熔喷方法、低收缩率熔喷聚合物纤维和纤维结构体、以及可熔喷聚合物组合物”，在该专利中提及由聚酯聚合物与助剂(金属次磷酸盐)组合物熔喷形成一种纤维结构体材料，该专利技术制备的聚酯无纺布虽然具有收缩率低、强度好的优点，但是过滤纤维直径达到6-10μm，远远不能满足纳米级的高过滤精度的要求。针对现有技术中无法将聚酯熔喷无纺布直径做细的原因进行分析：在制备熔喷无纺布的工艺中，将聚合物熔体通过喷孔喷出以形成纤维丝。在同样的外部条件情况下，熔体的粘度、流动性对纤维丝的成型起到了较为重要的作用，流动性低的熔体更不利于形成直径较细的纤维，因此常规的解决方案是提升聚合物熔体的流动性来使得能够形成直径更细的纤维，而提升熔体流动性的主要手段为提高温度，温度的升高使得分子链运动加快，能显著提升熔体的流动性。但由于聚酯材料对温度敏感，其降解温度(280-290℃)仅比加工温度(240-280℃)略高，如果提高聚酯材料的熔体温度，则容易发生降解现象，使得熔体易发黄变色，熔体粘度不稳定，降解的熔体比较稀，未降解的熔体比较稠，导致熔体分布不均匀，使得熔喷形成的无纺布性能不均匀。而且降解的那部分熔体，形成的纤维丝强度低，更容易断丝，产生飞花。因此通过现有方法，无法制得直径较细的聚酯熔喷无纺布。
技术实现思路
本专利技术所要达到的目的是提供一种纤维直径更细、强度更高的聚酯熔喷无纺布。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚酯熔喷无纺布，包括互相堆叠粘合的纤维丝，其特征在于：所述纤维丝的直径设置在200nm-10μm之间，所述聚酯熔喷无纺布中包含0.1％-3.0％之间的抑制剂，所述聚酯熔喷无纺布对5μm及以上的颗粒杂质的拦截效率≥90％，所述聚酯熔喷无纺布的纤维材料的特性粘度设置在0.5dL/g-1.2dL/g之间。通过采用上述技术方案，保证了聚酯熔喷无纺布的纤维丝能够达到纳米级别的直径，能够让整体聚酯无纺布的过滤精度达到较高的精度，能够使聚酯熔喷无纺布应用于过滤要求更加严苛的工作情况。通过添加抑制剂，抑制自由基生成，从而抑制聚酯原料热氧降解，保证了高精度的聚酯熔喷无纺布能够顺利成型。进一步的，所述抑制剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂和/或有机硫类抗氧剂中的一种或多种。通过采用上述技术方案，对抑制剂的种类进行了限定，抑制剂的选择是综合具体材料的性能、价格等多方面因素考虑。进一步的，所述聚酯熔喷无纺布纵向的断裂力设置在3N-90N之间，纵向的断裂伸长率设置在1％-30％之间。进一步的，所述聚酯熔喷无纺布横向的断裂强力设置在3N-60N之间，横向的断裂伸长率设置在3％-50％之间。进一步的，所述聚酯熔喷无纺布横向的断裂强力和纵向的断裂强力之比设置在0.2-1之间；横向的断裂伸长率和纵向的断裂伸长率之比设置在1-15之间。通过采用上述技术方案，限定了聚酯熔喷无纺布在横向和纵向两个方向上的断裂强力和断裂伸长率之间的相对关系，以及限定了聚酯熔喷无纺布的断裂强力和断裂伸长率的数值，从数值中体现出本专利技术方案的聚酯熔喷无纺布在强度方面的优势。这里所说的横向为幅宽方向，纵向为收卷或走膜方向。这样设置的聚酯熔喷无纺布具有较好的纵向强度，使得在聚酯熔喷无纺布收卷或是卷绕成滤芯的生产过程中，均不易断裂。进一步的，所述纤维丝包括直径在200nm-1000nm之间的细纤维丝以及直径在1μm-10μm之间的粗纤维丝，所述细纤维丝的质量比例设置在30％-70％之间，粗纤维丝的质量比例设置在30％-70％之间。通过采用上述技术方案，对聚酯熔喷无纺布来说，相对较粗的纤维丝能够提供较高的支撑强度，起到了骨架的作用，而相对更细的纤维丝能够保证聚酯熔喷无纺布的高精度，通过粗纤维和细纤维的质量比例限定，保证了聚酯熔喷无纺布在具有一定强度的同时，又保证一定的透气量、过滤精度以及纳污量。进一步的，所述纤维丝直径的标准差设置在0.1μm-1.2μm之间。通过采用上述技术方案，限定了纤维丝直径的标准差，说明了纤维丝的粗细是相对比较均匀的，不存在单根纤维丝中，粗细相差很大的情况。粗细均匀的纤维丝，保证了整体聚酯熔喷无纺布具有相对较为均匀的性能分布。进一步的，所述聚酯熔喷无纺布的克重设置在20g/㎡-200g/㎡之间，透气量设置在20mm/s-500mm/s之间。通过采用上述技术方案，限定了聚酯熔喷无纺布的克重和透气量范围，使其对应满足不同的应用场景。进一步的，所述受阻酚类抗氧剂包括但不限于四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯；所述亚磷酸酯类抗氧剂包括但不限于三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4,6-三叔丁基苯基-2-丁基-2-乙基)-1,3-丙二醇亚磷酸酯；所述有机硫类抗氧剂包括但不限于季戊四醇类十二硫代丙酯、硫代二丙酸双十八醇酯。通过采用上述技术方案，更具体地公开了受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和有机硫类抗氧剂的具体成分，保证抑制剂具有较优的抑制聚酯热降解的效果。本专利技术中还公开了一种聚酯熔喷无纺布的制备方法，包括步骤：S1：原料混合，将质量含量在97％-99.9％的聚酯原料和质量含量在0.1％-3.0％的抑制剂进行均匀混合；S2：熔融纺丝，将步骤S1中得到的共混体于挤出机中熔融挤出后经计量泵计量和风刀牵引，并通过喷丝板熔喷，形成直径在200nm-10μm之间的纤维丝，所述聚酯原料的特性粘度设置在0.5dL/g-1.2dL/g之间；S3：接收成型，将S2中熔喷出的纤维丝于卷绕网帘上交织粘合形成熔喷无纺布，且经过冷却装置冷却成型。传统无添加抑制剂的制备聚酯熔喷无纺布工艺，当发生热降解的时候，包括两个过程。1.链引发(聚合物加热后产生自由基阶段)。即RH(聚合物材料)→R·+H·。2.链传递和链增长(自由基在热、氧的作用下发生氧化反应，使大分子链发生断裂、降解变色，一般为变黄)。即在链引发步骤中产生的自由基R·和氧气发生反应产生ROO·，即R·+O2→ROO·；ROO·可夺取聚合物上的氢生成氢过氧化物ROOH，即ROO·+RH→ROOH+R·；而后ROOH分解成为RO·和·OH，即ROOH→RO·+·OH；同时ROOH又可以结合RH反应而生成RO·、R·和H2O，即ROOH+RH→RO·+R·+H2O；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯熔喷无纺布，包括互相堆叠粘合的纤维丝，其特征在于：所述纤维丝的直径设置在200nm-10μm之间，所述聚酯熔喷无纺布中包含0.1％-3.0％之间的抑制剂，所述聚酯熔喷无纺布对5μm及以上的颗粒杂质的拦截效率≥90％，所述聚酯熔喷无纺布的纤维材料的特性粘度设置在0.5dL/g-1.2dL/g之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酯熔喷无纺布，包括互相堆叠粘合的纤维丝，其特征在于：所述纤维丝的直径设置在200nm-10μm之间，所述聚酯熔喷无纺布中包含0.1％-3.0％之间的抑制剂，所述聚酯熔喷无纺布对5μm及以上的颗粒杂质的拦截效率≥90％，所述聚酯熔喷无纺布的纤维材料的特性粘度设置在0.5dL/g-1.2dL/g之间。


2.根据权利要求1所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述抑制剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂和/或有机硫类抗氧剂中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述聚酯熔喷无纺布纵向的断裂强力设置在3N-90N之间，纵向的断裂伸长率设置在1％-30％之间。


4.根据权利要求3所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述聚酯熔喷无纺布横向的断裂强力设置在3N-60N之间，横向的断裂伸长率设置在3％-50％之间。


5.根据权利要求3所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述聚酯熔喷无纺布横向的断裂强力和纵向的断裂强力之比设置在0.2-1之间；横向的断裂伸长率和纵向的断裂伸长率之比设置在1-15之间。


6.根据权利要求1所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述纤维丝包括直径在200nm-1000nm之间的细纤维丝以及直径在1μm-10μm之间的粗纤维丝，所述细纤维丝的质量比例设置在30％-70％之间，粗纤维丝的质量比例设置在30％-70％之间。


7.根据权利要求1所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述纤维丝直径的标准差设置在0.1μm-1.2μm之间。


8.根据权利要求1所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述聚酯熔喷无纺布的克重设置在20g/㎡-200g/㎡之间，透气量设置在20mm/s-500mm/s之间。


9.根据权利要求2所述的聚酯熔喷无纺布，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂包括但不限于四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯；所述亚磷酸酯类抗氧剂包括但不限于三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4,6-三叔丁基苯基-2-丁基-2-乙基)-1,3-丙二醇亚磷酸酯；所述有机硫类抗氧剂包括但不限于季戊四醇类十二硫代丙酯、硫代二丙酸双十八醇酯。


10.根据权利要求1至权利要求9中所述的聚酯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于包括步骤：
S1：原料混合，将质量含量在97％-99.9％的聚酯原料和质量含量在0.1％-3.0％的抑制剂进行均匀混合；
S2：熔融纺丝，将步骤S1中得到的共混体于挤出机中熔融挤出后经计量泵计量和风刀牵引，并通过喷丝板熔喷，形成直径在200nm-10μm之间的纤维丝，所述聚酯原料的特性粘度设置在0.5dL/g-1.2dL/g之间；
S3：接收成型，将S2中熔喷出的纤维丝于卷绕网帘上交织粘合形成熔喷无纺布，且经过冷却装置冷却成型。


11.根据权利要求10所述的聚酯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于，所述原料先于挤出机中进行初步熔融...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海明，徐建明，贾建东，
申请(专利权)人：杭州科百特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33