专利名称：一种耐高温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领域，特别是涉及一种耐高温的熔喷非织造材料以及该材
料的制备方法。
背景技术：
聚丙烯熔喷法非织造材料由于纤维直径细、比表面积大、孔隙小、空隙率高，极适 合用做液体或气体高效过滤材料，并且随着SARS、 H1N1流感的流行而为人们所广泛的接受 和认识。 聚丙烯熔喷法非织造材料是通过熔喷技术加工而成的。熔喷法非织造技术是聚合 物直接成网非织造布技术中的一种，它采用高速热空气对细丝进行拉伸，直接由聚合物或 树脂一步法制成超细纤维或产品的一种非织造布加工工艺。其具体工艺流程如下
切片喂入一熔融挤出一纤维形成一静电驻极一纤维冷却一成网一粘合(加固)一 切边巻取 切片喂入聚丙烯切片被倒入料斗，与其他添加剂(降温母粒)混合均匀，输送进 挤压机； 熔融挤出在挤压机的进料端，聚丙烯切片与其他添加剂等必须原料混合均匀，
经过充分搅拌后进入镙杆挤压机，加热成为熔体最后由计量泵经过过滤器将熔体送入喷丝
板，在熔喷工艺中， 一般挤压机也借其剪切作用与热降解来降低聚合物分子量； 纤维形成经过过滤的清洁熔体要经过分配系统，再均匀地送入每组喷丝板，使每
个喷丝孔的挤出量一致，熔喷非织造材料的喷撕板设计与一般化学纺丝、纺丝成网非织造
布不同，其喷丝孔必须排列成一直线，上下两侧则开有高速气流的喷槽，用来牵伸熔体成为
纤维； 静电驻极在熔融状态下，施加一定的静电场，使纤维带有静电； 纤维冷却在喷丝板两侧大量的室温空气同时被吸入，与含有超细纤维的热空气
流混合，使聚丙烯纤维降温，熔融态的超细纤维因而冷却固化； 成网在网底负压的状态下，热气流和室温气流相混的工作气流带着其中的超细
纤维喷向成网帘，凝聚成网，由混合气流带向成网帘的超细纤维基本上是以杂乱状态分布
在气流中的，其中有些纤维相互间有少量的缠结，在适当的工艺条件下，纤维凝聚在网上时
候，仍带有余温，十分柔软，有粘性，因此纤网中部分纤维产生黏结作用； 粘合(加固)纤网的自身黏结具有较蓬松的结构，良好的空气保有率或空隙率。
切边巻取在巻绕前，将熔喷布两边的毛边切去。 常规得到的聚丙烯熔喷法非织造材料，其应用温度一般在120度以下，在高于此 温度应用时，其耐热性能无法达到要求。 蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物，属于硅酸盐。蛭石 的化学式为Mgx(H20) {Mg3—x[AlSi0301Q] (0H)2}，是一种含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，外 形似云母，通常由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成，因其受热失水膨胀时呈挠曲
3状，形态酷似水蛭，故称蛭石。蛭石具有高温膨胀性、阳离子交换性、吸附性、吸水性、隔音 性、隔热性、耐火性。蛭石已广泛应用到建筑、冶金、石油、造船、环保、保温、隔热、绝缘、节 能、园艺等领域。畜牧业方面膨胀蛭石有独特的构造特性和表面性质，以及无毒、无菌和化 学惰性，可用作载体，吸附剂，固着剂，和饲料添加剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有耐高温性能及高过滤效率的 熔喷非织造材料。 本发明的另一目的在于提供上述熔喷非织造材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案 本发明公开了一种耐高温熔喷非织造材料，所述材料含有聚丙烯纤维，所述聚丙
烯纤维中含有蛭石粉体。 所述蛭石粉体的粒径为纳微米级。 在本发明优选的实施方式中，所述蛭石粉体的粒径为聚丙烯超细纤维细度的 10% 30%。所述聚丙烯纤维的细度通常为300nm 5 y m。 优选的，所述蛭石粉体在所述材料中的质量百分比含量为3% 15%。 所述熔喷非织造材料的克重为20 50g/m2。所述聚丙烯熔融指数为800g/10min 1800g/10min。 本发明进一步公开了所述耐高温熔喷非织造材料的制备方法，所述方法包括在纤
维形成之前将聚丙烯与蛭石粉体充分混合，并共同纺丝。 由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于 本发明通过将蛭石纳微米粉体添加在聚丙烯熔喷高效过滤材料中，可以获得耐高 温的熔喷高效过滤材料。采用该技术方案制造的聚丙烯熔喷高效过滤材料，其过滤效率达 到95 %以上，在该熔喷高效过滤材料的超细纤维上有类似气泡的突起，在高温使用时，气泡 内的结晶水吸收热量汽化从而降低了聚丙烯的温度，并且由于气泡的作用，增加了比表面 积，提高了过滤效率，也提高了耐热性，耐热温度超过140°C 。
具体实施例方式
本发明旨在提供一种含有纳微米蛭石粉体的聚丙烯熔喷高效过滤材料，该材料是 在纺丝过程中混入一定比例的纳微米蛭石粉体，在熔融喷丝过程中，蛭石粉体的结晶水汽 化，在聚丙烯熔喷无纺布的超细纤维上形成一个个类似气泡的突起，冷却后，重新形成结晶 水，在以后的高温使用过程中，外界热量首先要使过滤材料中的结晶水汽化，这提高了聚丙 烯熔喷高效过滤材料的耐温性能。本发明的聚丙烯熔喷非织造布材料克重20-50g/m、其过 滤效率达到95%以上。 为了保证有效的机械强度，蛭石粉体的质量百分比含量应在3%_15%的范围，根 据使用温度调整含量，在上述范围内，蛭石粉体含量越高，耐高温性越好，但是随着含量的 增加，产品的物理性能会有很大变化，强力会降低。在本发明一个具体的实施方式中，是将熔融指数为800g/10min 1800g/10min的等规聚丙烯切片与纳微米蛭石粉体以比例为(85-97) : (15-3)的质量比混合均匀，按照 熔喷法非织造布的工艺进行生产加工。在螺杆挤压器中，由于内部压力大，并未产生气泡， 但一出喷丝板，由于外界压力迅速变小，蛭石粉体周围的水蒸汽的压力高，导致有蛭石粉体 的地方迅速起泡，然后随着纤维的冷却，水蒸气又成为结晶水，气泡会縮小，形成不规则状 态更小气泡，生产出克重为20-50g/m2的聚丙烯熔喷法非织造布。上述所用的熔融指数为 800g/10min 1800g/10min以上的等规聚丙烯切片，是聚丙烯熔喷非织造布的常用的原料 规格，对于其他常规原料，同样也适用于本发明。所用的纳微米蛭石粉体，其粒径只要在纳 微米级范围内，通常都能达到预计的效果。但优选粒径为纤维细度的10 30%，更优选在 1/5左右。而通常的聚丙烯熔喷非织造材料的超细纤维细度为300纳米至5微米左右。
上述制备得到的聚丙烯熔喷高效过滤材料，其过滤效率达到95%以上，在该熔喷 高效过滤材料的超细纤维上有类似气泡的突起，在高温使用时，气泡内的结晶水吸收热量 汽化从而降低了聚丙烯的温度，并且由于气泡的作用，增加了比表面积，提高了过滤效率， 同时提高了材料的耐热性能。 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1 : 在纺丝之前，将熔融指数为1200g/10min以上的等规聚丙烯切片与纳微米蛭石粉 体以比例为90 : IO的质量比混合均匀，然后按照熔喷法非织造布的工艺进行生产加工，在 螺杆挤压器中，由于内部压力大，并未产生气泡，但一出喷丝板，由于外界压力迅速变小，蛭 石粉体周围的水蒸汽的压力高，导致有蛭石粉体的地方迅速起泡，然后随着纤维的冷却，水 蒸气又成为结晶水，气泡会縮小，形成不规则状态更小气泡，生产出克重为35g/m2的聚丙烯 熔喷法非织造布。纤维细度为lPm左右，所用蛭石粉体的平均粒径为200nm左右。
经检测，该材料的过滤效率达到99. 99%，耐温温度为140度，可以用于汽车危气 过滤。
实施例2 : 将熔融指数为1000g/10min以上的等规聚丙烯切片与纳微米蛭石粉体以比例为
85 : 15的质量比混合均匀，按照熔喷法非织造布的工艺进行生产加工，在螺杆挤压器中，
由于内部压力大，并未产生气泡，但一出喷丝板，由于外界压力迅速变小，蛭石粉体周围的
水蒸汽的压力高，导致有蛭石粉体的地方迅速起泡，然后随着纤维的冷却，水蒸气又成为结
晶水，气泡会縮小，形成不规则状态更小气泡，生产出克重为40g/m2的聚丙烯熔喷法非织造
布。纤维细度为3 ii m左右，所用蛭石粉体的平均粒径为0. 6 ii m左右。 该材料的过滤效率达到99. 99%以上，耐温温度为150度，同其他材料复合在一起
用做袋式过滤器。 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发
明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
一种耐高温熔喷非织造材料，所述材料含有聚丙烯纤维，其特征在于所述聚丙烯纤维中含有蛭石粉体。
2. 根据权利要求1所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所述蛭石粉体的 粒径为纳微米级。
3. 根据权利要求2所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所述蛭石粉体的 粒径为聚丙烯超细纤维细度的10% 30%。
4. 根据权利要求3所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所述聚丙烯纤维的细度为300nm 5 ii m。
5. 根据权利要求1 4任意一项所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所 述蛭石粉体在所述材料中的质量百分比含量为3% 15%。
6. 根据权利要求5所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所述熔喷非织造 材料的克重为20 50g/m2。
7. 根据权利要求6所述的一种耐高温熔喷非织造材料，其特征在于所述聚丙烯熔融 指数为800g/10min 1800g/10min。
8. 权利要求1 7任意一项所述的耐高温熔喷非织造材料的制备方法，所述方法包括 在纤维形成之前将聚丙烯与蛭石粉体充分混合，并共同纺丝。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温熔喷非织造材料，所述材料含有聚丙烯纤维，所述聚丙烯纤维中含有蛭石粉体。本发明还公开了上述材料的制备方法。本发明的熔喷非织造材料具有优良的耐高温性能及高效的过滤性能。
文档编号D01F1/10GK101787620SQ201010103719
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者张卫东, 慕春霞, 李强, 王玉梅, 谢国东 申请人:山东俊富无纺布有限公司