一种高透气散热无纺布生产工艺及其产品的制作方法

本技术涉及无纺布生产工艺，尤其涉及一种高透气散热无纺布生产工艺及其产品。

背景技术：

1、现有的车座椅主要有天然皮革、布料和人造皮革。天然皮革能够提升汽车的档次且易清洗，但是天然皮革需要经过一系列的物理和化学处理等工序才能真正被用在汽车座椅上，所以成本通常较高，因此，基本上只有高档车在使用。布料车座椅的价格便宜，适用于大多数的车在使用，但是，布料车座椅的容易藏污纳垢以及防水性能差。人造皮革的质感可以做到接近天然皮革且价格低，同时易清洁且防水性能好，是目前使用最多的材料之一。

2、但是，人造皮革的透气性和散热性较差，当汽车在太阳下暴晒时，车内温度升高，导致车座椅的表面温度也升高，车座椅的温度太高，需要进行等待比较长一段时间，温度降低才能坐下去，因此，需要进行改进。

技术实现思路

1、为了解决人造皮革透气性和散热性较差的问题，一种高透气散热无纺布生产工艺及其产品

2、第一方面，本技术提供一种高透气散热无纺布生产工艺，采用如下技术方案：

3、一种高透气散热无纺布生产工艺，包括以下步骤：

4、将超细短纤维进行开松混合-均匀给棉-梳理成网-交叉铺网-针刺-浸胶-烘干-收卷，得到高透气散热无纺布；

5、其中，针刺过程为三个过程，第一过程的针板布的针密度为2000-3000枚/米；第二过程的针板布的针密度为10000-11000枚/米；第三过程的针板布的针密度为12000-13000枚/米，且正反两面都需要进行针刺，得到坯布；

6、所述超细短纤维包括pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维混合得到；

7、其中，所述水性聚氨酯胶液中含有纳米石墨烯。

8、通过采用上述技术方案，制得高透气散热无纺布的透气性和散热性良好，且手触质感接近真皮。通过本技术制备的高透气散热无纺布在经过暴晒后，能够快速可散去热气，不需要经过较长时间。天气热时，人们坐在椅子上容易出汗，尤其是与座椅接触的部分，座椅上的汗液不能及时排出的，容易侵蚀座椅，缩短座椅的使用寿命。本技术中制备的无纺布中存在比较密集的缝隙，且排列松散，使得无纺布的透气性提高，更有利于汗液的排出。

9、本技术中通过将pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维共同制备混合纤维，使得无纺布内部的结构能够形成网络结构，充满孔隙，能透过气体而不能透过水，从而提高其透气性。同时也是为了提高坯布的拉伸强度、抗撕裂强度、结构稳定性以及使其质感更接近于真皮。

10、其中，pet短纤维可以提高坯布手感和弹性，但是pet短纤维的透气性差，通过与聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维聚丙烯短纤维、聚酰胺短纤维，形成网络结构提高无纺布的透气性，以此来解决pet短纤维透气性差的问题。另外，聚酰胺短纤维弹性好质地轻，用于制备高透气散热无纺布能提高其柔软性，聚丙烯短纤维具有较好的强度，提高无纺布的断裂强度、抗撕裂强度和耐磨性。

11、pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维三者的物理性质相差较大，比较难混匀，本技术中通过开松混合，使得三者最大限度混合均匀，在进行开松处理，以便于得到结构均匀稳定的无纺布。

12、为了更好地将pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维混合，提升无纺布的散热性和透气性，优选的，开松混合过程为：将原料送入粗开松机中进行粗开，再加入精开松机在精开松机内进行充分开松和预梳理，使纤维进一步开松、拉直。粗送开机的转速为1000-1250r/min，精送开机的转速为1400-1500r/min。

13、通过三次针刺过程是为了高透气散热无纺布的结构稳定，提高高透气散热无纺布的耐磨性能和强度，使其在使用的过程中不易磨损和破损，能够长时间保持良好的透气性和散热性。第一个过程是为了对成网纤维进行定型处理，防止在后续的制备过程中成网纤维方向改变；第二个过程是为了加固成网纤维，形成结构稳定的坯布；第三个针刺过程是为了使得坯布表面平整、无毛刺以及骨痕现象。

14、本技术中通过将坯布浸泡于水性聚氨酯胶液中，一是为了提高高透气散热无纺布的触感，使其质感接近真皮；二、是为了提高无纺布的散热性能。其中，石墨烯是一种导热性能佳材料，通过在聚氨酯胶液中添加纳米石墨烯，使得无纺布的散热性能大大提升，同时也提高水性聚氨酯胶液附着于坯布的能力。

15、优选的，所述水性聚氨酯胶液由以下方法制备得到：

16、1)将石墨烯溶解于乙醚中后，加入大豆油和碱催化剂，升温至50-60℃，加热1-2h，得到石墨烯溶液；

17、2)将聚酯多元醇、多异氰酸酯、二元胺扩链剂置于反应器中，升高温度至80-90℃，反应3-4h，得到低聚物a；

18、3)再将低聚物a、二元醇扩链剂和石墨烯溶液置于反应器中升高温度至100-110℃，反应3-5h，得到混合物b；

19、4)将混合物b、水、乳化剂和醇胺扩链剂置于反应器中，升高温度至50-70℃，反应3-4h，回收乙醚，得到聚氨酯胶液。

20、石墨烯是一种散热性能较好的材料，与水性聚氨酯共同使用能够形成致密牢固的网络结构。但是，石墨烯的疏水性能强，在水性聚氨酯胶液体系中容易沉淀，使得坯布在浸胶时，形成的胶层表面与坯布的粘接稳定性不是很强，影响高透气散热无纺布的散热性能。本技术中通过先将石墨烯溶解于乙醚中，使得石墨烯更容易与大豆油反应，使得石墨烯的亲水性明显提高，在水性聚氨酯体系中不易沉底，进一步提高水性聚氨酯胶液的附着性能。

21、大豆油中含有大量的羟基和羧基，亲水性强，通过将大豆油与石墨烯进行反应，从而使得石墨烯的亲水性能提高。通过步骤2)、3)、4)制备得到的水性聚氨酯胶液附着性能好、体系稳定不易出现分层现象，且成膜速度快，易成型。

22、为了提高石墨烯和大豆油的反应效率，优选的，碱性催化剂包括二乙胺、三乙胺、环己胺或苯胺中的一种。

23、为了使得水性聚氨酯的固化后能够有较好的耐磨性能，优选的，二元胺扩链剂采用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯甲烷、3，5-二氨基对氯苯甲酸异丁酯、二乙基甲苯二胺或3，5-二甲硫基甲苯二胺中的一种。

24、为了使得水性聚氨酯的附着于坯布的能力提高，优选的，二元醇扩链剂采用1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、丙二醇或三羟基丙烷中的一种。

25、优选的，醇胺扩链剂包括乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种。

26、优选的，乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯或蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种。

27、优选的，多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯或三甲基已烷二异氰酸酯中的一种。

28、优选的，制备所述水性聚氨酯胶液所用原料重量份如下所示：

29、

30、

31、通过采用上述技术方案，优化制备水性聚氨酯胶液原料用量，使得水性聚氨酯胶液附着坯布的能力提高，且固化后提高无纺布的散热性能。

32、优选的，所述聚酯多元醇与所述多异氰酸酯的重量份比为(50-55)：25。

33、通过采用上述技术方案，优化聚酯多元醇和多异氰酸酯的用量，使得形成的低聚物a具有良好的流动性，有利于促进下一步的反应，提高水性聚氨酯胶液的附着性能。

34、优选的，所述聚酯多元醇的官能度为2-5，分子量为500-2000。

35、通过采用上述技术方案，优化聚酯多元醇的官能度和分子量，提高聚酯多元醇的结构规整性，能进一步提高水性聚氨酯胶液的粘结性能。

36、优选的，在梳理成网的步骤中形成网层为15-30g/m2。

37、通过采用上述技术方案，有利于针刺过程形成结构稳定的坯布，提高无纺布的透气性和散热性。

38、优选的，在交叉铺网的步骤中铺网的层数为5-10。

39、通过采用上述技术方案，使得高透气散热无纺布的透气性和散热性提高，且也保持高透气散热无纺布的抗断裂性能、耐磨性能以及拉伸强度。

40、优选的，pet短纤维的纤度为0.3-0.5dtex，聚丙烯短纤维的纤度为0.5-0.7dtex，聚酰胺短纤维的纤度为0.4-0.8dtex。

41、通过采用上述技术方案，优化pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维的纤度，使得在针刺过程中形成网络结构，网络结构构成密集的孔隙，从而提高无纺布的透气性和散热性。

42、优选的，所述pet短纤维、所述聚丙烯短纤维和所述聚酰胺短纤维的重量份比为(10-15)：(4-8)：3。

43、通过采用上述技术方案，优化pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维的用量，使得无纺布的内部形成密集的孔隙，该孔隙能透过气体，不能透过水分，提高无纺布的透气性和防水性能。

44、第二方面，本技术提供一种高透气散热无纺布，采用如下技术方案：

45、一种高透气散热无纺布，所述高透气散热无纺布是由第一方面制备高透气散热无纺布的方法制备得到。

46、通过采用上述技术方案，使得高透气散热无纺布具有透气性、散热性、防水性、拉伸强度、抗撕裂强度以及耐磨性能，且手感接近于真皮，提高无纺布的使用舒适性。

47、综上所述，本技术具有以下有益效果：

48、1、本技术通过将pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维进行开松混合、均匀给棉、梳理成网、交叉铺网、针刺、浸胶、烘干、收卷，得到高透气散热无纺布。其中，pet短纤维、聚丙烯短纤维和聚酰胺短纤维这针刺的过程中形成紧密的网络结构，该网络结构能够透过气体而不透水，从而提高无纺布的透气性能和防水性能，同时也能提高无纺布拉伸强度和抗撕裂强度。在浸胶的过程中通过使用含有石墨烯的水性聚氨酯胶液，使得无纺布含有石墨烯，从而提高无纺布的散热性能。

49、2、本技术通过将大豆油和石墨烯在碱催化剂的作用下发生反应，得到石墨烯溶液，降低石墨的疏水性，使得石墨稳定且均匀地存在于水性聚氨酯胶液中，提高水性聚氨酯胶液附着无纺布的能力，从而提高无纺布的散热性能。本技术在制备水性聚氨酯胶液时，先将聚酯多元醇、多异氰酸酯和二元胺扩链剂进行反应，得到低聚物a；以提高水性聚氨酯胶液固化后的耐磨性能，再将低聚物a、二元醇扩链剂和石墨烯溶液进行反应得到混合物b，以提高水性聚氨酯胶液的附着能力以及散热性能，最后再将混合物b、水、乳化剂和醇胺扩链剂反应调节水性聚氨酯胶液的粘度，有利于提高其附着于无纺布的能力。