一种拒水柔韧高强度无纺布及其制备方法与流程

    技术2025-06-03  111


    本发明涉及无纺布加工,具体为一种拒水柔韧高强度无纺布及其制备方法。


    背景技术:

    1、现有技术中的地毯无纺布通常由丙纶、涤纶、锦纶或其他材料制成的纤维进行梳理加工得到,这种无纺布其透气性能较好,但是拒水性能较差,当水泼洒在表面时,由于纤维材质吸水性能和无纺布的孔洞,表面的水渍会很快渗透,因此无纺布的拒水性能有待提高。

    2、随着生活水平的提高,电气化也席卷了整个世界,电子产品、电器等在我们工作和生活环境中无处不在,这也意味着不同程度电磁辐射的危害充满了周边。电磁的屏蔽和吸收技术是控制电磁辐射的主要途径,可以有效防止其对环境的污染,保护人类的身体健康。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种拒水柔韧高强度无纺布及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。

    2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种拒水柔韧高强度无纺布,所述拒水柔韧高强度无纺布由改性聚芳酯纤维梳理铺网后,真空负压浸泡在氢氧化钙悬浮液中,浸泡一段时间后,取出,于二氧化碳气氛下进行热处理制得。

    3、进一步的,所述改性聚芳酯纤维由4-氨基苯-1,3-二醇、1,3,5-均三苯甲酰氯、氯化铁制备纺丝前驱体,再通过磁场辅助熔融挤出制得。

    4、一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,包括以下制备步骤:

    5、(1)将4-氨基苯-1,3-二醇按比例3.5~3.8g:40ml溶于盐酸中,在冰水浴中,20khz超声15min,60rpm搅拌30min后,加入过硫酸铵水溶液,4-氨基苯-1,3-二醇和过硫酸铵的摩尔比为4:5,继续反应24h,抽滤,滤饼用盐酸洗涤至滤液无色后,再用二次蒸馏水洗涤4~6次后,65℃烘干24h,得聚苯胺化合物;

    6、(2)将质量份数为2.2~3.0份的1,3,5-均三苯甲酰氯溶于质量份数为30~35的1,2-二氯乙烷中,得酰氯溶液;将质量份数为1.0~1.4的氢氧化钠溶于质量份数为25的去离子水中,随后加入质量份数为3.3~4.0的聚苯胺化合物,60rpm搅拌10min,加入质量份数为0.05~0.08的苄基三乙基溴化铵,在300~500rpm搅拌下,再加入上述全部的酰氯溶液,反应4~5h后,倒入质量份数为40~50的三氯化铁水溶液,300~500rpm搅拌1h后,抽滤,滤渣依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤4~6次,60℃、真空度为-0.06mpa下干燥12h,得改性聚芳酯;

    7、(3)将改性聚芳酯于150℃干燥6h,送入中间熔融段设有磁场装置的单螺杆挤出机,进行熔融,然后输送至纺丝箱体进行纺丝,得改性聚芳酯纤维;

    8、(4)将改性聚芳酯纤维梳理、铺网、针刺,得无纺布;

    9、(5)将氧化钙分散于去离子水中配置成固含量为10~20%的悬浮液,采用锆球为研磨介质,锆球填充率为90%,500~600rpm研磨4h后,静置24h,再于30khz超声15min,将无纺布按浴比1:20浸泡其中,进行真空负压浸渍处理,真空负压压强为8mpa,浸泡时间为100~120s,负压次数位1~2次,浸泡完成后取出,挤干得预处理无纺布;

    10、(6)将预处理无纺布悬挂夹持在装置中,恒温200~260℃,通入二氧化碳至装置内压力为1.5mpa,反应4~6h,再浸泡于改性液,改性液中5-己烯基三乙氧基硅烷、75%乙醇水溶液的比例为4g:100ml,100rpm搅拌4h,取出,60℃干燥24h得拒水柔韧高强度无纺布。

    11、进一步的,步骤(1)所述盐酸浓度为0.5~2mol/l。

    12、进一步的,步骤(1)所述过硫酸铵水溶液的浓度为0.28g/ml。

    13、进一步的,步骤(2)所述三氯化铁水溶液的浓度为0.2mol/l。

    14、进一步的,步骤(3)所述磁场装置的强度为10~30mt。

    15、进一步的,步骤(3)所述熔融温度为330~350℃。

    16、进一步的,步骤(3)所述纺丝箱体温度为310℃,喷丝板孔径为0.16mm,孔数为36,卷绕速度为500m/min。

    17、进一步的,步骤(4)所述针刺深度为11~13mm,针刺密度为120~150针/cm2。

    18、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:

    19、本发明采用4-氨基苯-1,3-二醇形成聚苯胺聚合体,再依靠羟基与1,3,5-均三苯甲酰氯聚合形成聚芳酯,提高纤维导电性能的同时,丰富纤维内部的交联网络,进而提高无纺布的柔韧性,然后将聚合物与氯化铁共同熔融挤出纺丝,聚合物中的羟基等极性基团螯合氯化铁,为fe3o4提供附着点,也能间接提高fe3o4的分散性,提高纤维的磁性,进而提高无纺布的抗辐射能力;且熔融挤出的温度促进氯化铁生成fe3o4,并且配合螺杆挤出机内部的磁场装置,使得fe3o4受到外加磁场力的拉伸作用,形成针状结构,并且调控氯化铁含量,防止生成的fe3o4过多进而团聚,进一步加强fe3o4的分散性,进而提高面料整体磁性效果,使得无纺布具有导电性和磁性,能够将照射到无纺布上的电磁波吸收到导电的纤维网格中,在导电网格中传输并消耗掉,达到良好的电磁辐射屏蔽效果;此外,纤维内部存在fe3o4颗粒,大大增强了无纺布的强度,减少液体穿透时间。

    20、将改性聚芳酯纤维梳理铺网后,浸泡在氢氧化钙溶液中,在真空负压的帮助下,纳米级的氢氧化钙嵌入在无纺布纤维丝中,并且控制浸泡时间,防止氢氧化钙渗透进纤维内部,影响后续效果,然后在二氧化碳气氛下进行热处理,在纤维表面形成碳酸钙颗粒,从而无纺布表面形成纳米颗粒凸起,使得无纺布表面粗糙,从而静态接触角大,无纺布具有良好的拒水性能,且无纺布纤维含有的羟基基团,能够吸附钙离子,使得生成的碳酸钙粒子能够固定于无纺布表面,实现长效拒水效果,此外,热处理使得无纺布中的聚芳酯纤维结晶度提高,大分子链的堆砌更有序、更紧密,进而提高纤维强度。



    技术特征:

    1.一种拒水柔韧高强度无纺布,其特征在于,所述拒水柔韧高强度无纺布由改性聚芳酯纤维梳理铺网后,真空负压浸泡在氢氧化钙悬浮液中,浸泡一段时间后,取出,于二氧化碳气氛下进行热处理制得。

    2.根据权利要求1所述的一种拒水柔韧高强度无纺布,其特征在于,所述改性聚芳酯纤维由4-氨基苯-1,3-二醇、1,3,5-均三苯甲酰氯、氯化铁制备纺丝前驱体,再通过磁场辅助熔融挤出制得。

    3.一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:

    4.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述盐酸浓度为0.5~2mol/l。

    5.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述过硫酸铵水溶液的浓度为0.28g/ml。

    6.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述三氯化铁水溶液的浓度为0.2mol/l。

    7.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述磁场装置的强度为10~30mt。

    8.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述熔融温度为330~350℃。

    9.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述纺丝箱体温度为310℃,喷丝板孔径为0.16mm,孔数为36,卷绕速度为500m/min。

    10.根据权利要求3所述的一种拒水柔韧高强度无纺布的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述针刺深度为11~13mm,针刺密度为120~150针/cm2。


    技术总结
    本发明公开了一种拒水柔韧高强度无纺布及其制备方法,涉及无纺布加工技术领域。本发明利用4‑氨基苯‑1,3‑二醇、1,3,5‑均三苯甲酰氯聚合形成导电的改性聚芳酯纤维,并且在制备过程中,加入氯化铁,进而在设有磁场装置的螺杆挤出内,生成分散性好的针状Fe3O4,进而提高无纺布的电磁辐射屏蔽效果、强度,同时减少液体穿透时间,提高无纺布的拒水性能;然后铺网成无纺布后,真空负压浸泡在氢氧化钙溶液中,令纳米级的氢氧化钙嵌入在无纺布纤维丝中,然后在二氧化碳气氛下进行热处理,在纤维表面形成碳酸钙颗粒,提高无纺布的拒水性和强度。

    技术研发人员:宋亚楠
    受保护的技术使用者:河北途亨毛毡制品有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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