一种抗穿透的纺粘无纺布的制作方法

1.本发明涉及纤维制品领域，更具体地说，它涉及一种抗穿透的纺粘无纺布。


背景技术：

2.无纺布是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。
3.因无纺布生产工艺以及结构特性，无纺布发生拉伸时拉伸力平行于无纺布的面，无纺布中纤维自身拉伸强度、纤维与纤维之间的结合强度共同抵抗拉伸力，使无纺布的抗拉伸断裂性能较好；但无纺布收到穿透的力时，由于力垂直作用于无纺布，故而主要以无纺布中纤维与纤维之间的结合强度、受力点的纤维自身拉伸强度做抵抗，其中以纤维与纤维之间的结合强度为主，故而无纺布在抗穿透性能上较弱。
4.由此在无纺布应用于材料包裹、包装袋时，常常不是应拉伸断裂而损坏，而是应受穿透形成穿孔后，以小穿孔为起点发生撕裂，导致无纺布损坏。故而本技术人期望研发获得一种抗穿透的无纺布，提升无纺布在材料包裹、包装袋上的应用效果。


技术实现要素：

5.为了解决无纺布抗穿透性能差，以穿孔后发生撕裂的问题，本技术提供一种抗穿透的纺粘无纺布。
6.本技术提供一种抗穿透的纺粘无纺布，采用如下技术方案：一种抗穿透的纺粘无纺布，纤维网贴合加工得到，所述纤维网至少包括第一纤维网和第二纤维网；所述第一纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯100份，聚丙烯腈10～27份，催化剂0.5～1份；所述第二纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷2.2～4.9份。
7.通过采用上述技术方案，纺粘无纺布采用热压、热轧工艺进行生产，纤维网与纤维网之间通过纤维在热轧下发生熔融、粘结，继而实现纤维网与纤维网直接的结合，形成纺粘无纺布。
8.本技术中聚丙烯腈、催化剂、苯基二氯硅烷添加量少，且该量下的催化剂、苯基二氯硅烷对纺粘无纺布拉伸强度无负面影响。
9.本技术中第一纤维网的纤维中含有聚丙烯腈和催化剂，第二纤维网的纤维中含有苯基二氯硅烷。热轧时，第一纤维网的纤维和第二纤维网的纤维熔融处，聚丙烯腈在催化剂下有限的与第二纤维网中的苯基二氯硅烷反应，由此强化熔融处两纤维之间物质、分子链
之间的交换以及结合，继而加强纤维与纤维之间的粘结强度，由此提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
10.此外苯基二氯硅烷是基于了本技术纺粘无纺布主要有机高分子材料——聚丙烯的物性、苯基二氯硅烷与聚丙烯腈之间反应转化率、纺粘无纺布工艺特性而出的选择，本技术分析过其他硅烷存在有沸点过低、转化率低或无催化剂下亦易自聚等问题，无法达到本技术同时强度提升、符合纺粘无纺布生产要求。
11.优选的：还包括第三纤维网，所述第一纤维网和第三纤维网分别位于第二纤维网的两侧。
12.通过采用上述技术方案，本技术的纺粘无纺布由三层纤维网粘合得到，其基础的抗穿透性能优于两层纤维网粘合所得的纺粘无纺布，同时第一纤维网、第三纤维网均利用聚丙烯腈在催化剂下于苯基二氯硅烷反应，实现了与第二纤维网之间的强化连接，抗穿透性能提升更好。
13.另外聚丙烯腈具备良好的耐候性和耐日晒性，含聚丙烯腈的第一纤维网和第三纤维网位于第二纤维网外层，最终形成纺粘无纺布的两个侧面，其纺粘无纺布具备更好耐候性和耐日晒性。
14.优选的：所述催化剂为氧化亚铜。
15.通过采用上述技术方案，催化剂更为稳定，不易分解，较氯化亚铜作为催化剂而言，虽作用效果稍弱，但在安全性以及防水溶出性上更佳，正对人员接触较多的纺粘无纺布料材时，选用氧化亚铜更优。
16.优选的：所述第一纤维网的纤维原料还包括硅烷偶联剂0.8～1.6份，所述硅烷偶联剂中不含si-h键；所述第二纤维网的纤维原料还包括无机填料10～14份。
17.通过采用上述技术方案，对本技术实现了两方面的优化：第一，第一纤维网内的硅烷偶联剂有利于催化剂在第一纤维网的纤维原料熔融过程中分布均匀，热轧时纤维熔融处更多的聚丙烯腈和苯基二氯硅烷发生反应，进一步提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
18.第二，本技术中第二纤维网的无机填料和第一纤维网中的硅烷偶联剂、第一纤维网中硅烷表面改性后的催化剂和第二纤维网中的有机高分子链，两组在熔融处发生接触以及反应，加强熔融处结合强度，提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
19.由此使得本技术的纺粘无纺布的抗穿透性能得到再一次的提升。
20.优选的：所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。(3-氨基丙基三乙氧基硅烷氨基不好老化；3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷)通过采用上述技术方案，抗穿透性能上提升较好。
21.优选的：所述无机填料为碳酸钙。
22.通过采用上述技术方案，兼顾纺粘无纺布拉伸强度，同时抗穿透性能上提升较好。
23.优选的：第二纤维网的纤维原料还包括增韧剂1.1～1.9份。
24.通过采用上述技术方案，提高纺粘无纺布的韧性，继而提高纺粘无纺布的抗穿透性能，在三层或三层以上的纤维网制备得到纺粘无纺布上效果更为显著。
25.当第二纤维网的纤维原料中含无机填料时，增韧剂弥补无机填料加入后纤维韧性的降低，保证纺粘无纺布原有较好的抗拉伸性能。
26.优选的：所述增韧剂为epdm。
27.通过采用上述技术方案，epdm同时具备阻燃和增韧效果，多方面提升纺粘无纺布的性能。
28.综上所述，本发明具有以下有益效果：1.本技术的纺粘无纺布热轧生产时，第一纤维网的纤维和第二纤维网的纤维熔融处，聚丙烯腈在催化剂下有限的与第二纤维网中的苯基二氯硅烷反应，由此强化熔融处两纤维之间物质、分子链之间的交换以及结合，继而加强纤维与纤维之间的粘结强度，由此提高纺粘无纺布的抗穿透性能；2.第一纤维网的纤维原料还包括硅烷偶联剂，有利于催化剂在第一纤维网的纤维原料熔融过程中分布均匀，热轧时纤维熔融处更多的聚丙烯腈和苯基二氯硅烷发生反应，进一步提高纺粘无纺布的抗穿透性能；3.第一纤维网的纤维原料还包括硅烷偶联剂，第二纤维网的纤维原料还包括无机填料，本技术中第二纤维网的无机填料和第一纤维网中的硅烷偶联剂、第一纤维网中硅烷表面改性后的催化剂和第二纤维网中的有机高分子链，两组在熔融处发生接触以及反应，加强熔融处结合强度，提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
具体实施方式
29.原料来源：聚丙烯为沙特巴塞尔ph838；聚丙烯腈为lf市售产品，分子量为9～15万；氯化亚铜为吴江市润泰精细化工有限公司市售产品。
30.氧化亚铜为江苏泰禾金属工业有限公司市售产品。
31.γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷为安徽硅宝有机硅新材料有限公司市售产品；苯基二氯硅烷为安徽艾约塔硅油有限公司市售产品；纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化铝为上海汇精亚纳米新材料有限公司市售产品；epdm为德国朗盛epdm 2660；丁苯橡胶为巴陵石化yh-796；eva为杜邦7350。
32.实施例1一种抗穿透的纺粘无纺布，其由三层纤维网通过热压、热轧得到。
33.纤维网由叠合第一侧到另一侧分别第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网。
34.第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，聚丙烯腈25份，催化剂0.7份；催化剂为氧化亚铜。
35.第一纤维网面密度为35g/m2。
36.第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷3.6份。
37.第二纤维网面密度为45g/m2。
38.第三纤维网组成的纤维与第一纤维网组成的纤维相同，面密度为35g/m2。
39.纺粘无纺布的制备工艺如下：s1：根据各纤维网的纤维原料配比混合物料、熔融挤出、造粒，制备各纤维的原料母粒；s2：各纤维的原料母粒熔融纺丝，制备各自的纤维丝；s3：由各自纤维丝由气流牵引获得各自组成纤维、对应面密度的纤维网；s4：将纤维网叠合后进行热压贴合、热轧粘合，热压贴合中热压温度为104℃，热轧粘合时热轧压力为5mpa，热轧温度为147℃，得到纺粘无纺布。
40.实施例2一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例1相似，其区别之处在于：第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，聚丙烯腈10份，催化剂1份。
41.第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷2.2份。
42.实施例3一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例1相似，其区别之处在于：第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，聚丙烯腈27份，催化剂0.5份；第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷4.9份。
43.对比例1一种纺粘无纺布，其由三层纤维网通过热压、热轧得到。
44.纤维网由叠合第一侧到另一侧分别第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网。
45.第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网所组成纤维均为聚丙烯，第一纤维网和第三纤维网的面密度为35g/m2，第二纤维网面密度为45g/m2。
46.对比例1纺粘无纺布的制备工艺为：s1：根据各纤维网的纤维原料配比混合物料、熔融挤出、造粒，制备各纤维的原料母粒；s2：各纤维的原料母粒熔融纺丝，制备各自的纤维丝；s3：由各自纤维丝由气流牵引获得各自组成纤维、对应面密度的纤维网；s4：将纤维网叠合后进行热压贴合、热轧粘合，热压贴合中热压温度为104℃，热轧粘合时热轧压力为5mpa，热轧温度为147℃，得到纺粘无纺布。
47.对比例2一种纺粘无纺布，与对比例1相似，区别之处在于：第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，聚丙烯腈25份。
48.第一纤维网面密度为35g/m2。
49.第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：
聚丙烯100份，苯基二氯硅烷3.6份。
50.第二纤维网面密度为45g/m2。
51.第三纤维网组成的纤维与第一纤维网组成的纤维相同，面密度为35g/m2。
52.对比例3一种纺粘无纺布，与对比例1相似，区别之处在于：第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，催化剂0.7份；催化剂为氧化亚铜。
53.第一纤维网面密度为35g/m2。
54.第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷3.6份。
55.第二纤维网面密度为45g/m2。
56.第三纤维网组成的纤维与第一纤维网组成的纤维相同，面密度为35g/m2。
57.对比例4一种纺粘无纺布，与对比例1相似，区别之处在于：第一纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，聚丙烯腈25份，催化剂0.7份；催化剂为氧化亚铜。
58.第一纤维网面密度为35g/m2。
59.第二纤维网组成纤维原料为聚丙烯，第二纤维网面密度为45g/m2。
60.第三纤维网组成的纤维与第一纤维网组成的纤维相同，面密度为35g/m2。
61.实施例4一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例1相似，其区别之处在于第二纤维网的纤维原料按质量份数如下：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷3.6份，增韧剂1.5份；增韧剂为epdm。
62.实施例5一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例1相似，区别之处在于第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网的纤维原料不同。
63.第一纤维网所组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，聚丙烯腈25份，催化剂0.7份，硅烷偶联剂1.2份；催化剂为氧化亚铜，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
64.第二纤维网组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷3.6份，无机填料12.5份，增韧剂为1.5份；无机填料为纳米碳酸钙，增韧剂为epdm。
65.第二纤维网面密度为45g/m2。
66.第三纤维网组成纤维与第一纤维网组成纤维相同。
67.实施例6一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例2相似，区别之处在于第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网的纤维原料不同。
68.第一纤维网所组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，聚丙烯腈10份，催化剂1份，硅烷偶联剂0.8份；催化剂为氧化亚铜，
硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
69.第二纤维网组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷2.2份，无机填料10份，增韧剂为1.1份；无机填料为纳米碳酸钙，增韧剂为epdm。
70.第二纤维网面密度为45g/m2。
71.第三纤维网组成纤维与第一纤维网组成纤维相同。
72.实施例7一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例3相似，区别之处在于第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网的纤维原料不同。
73.第一纤维网所组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，聚丙烯腈27份，催化剂0.5份，硅烷偶联剂1.6份；催化剂为氧化亚铜，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
74.第二纤维网组成纤维为如下质量份数的原料：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷4.9份，无机填料14份，增韧剂为1.9份；无机填料为纳米碳酸钙，增韧剂为epdm。
75.第二纤维网面密度为45g/m2。
76.实施例8～12一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第一纤维网、第二纤维网、第三纤维网的纤维原料用量不同，具体区别见下表1所示。
77.表1.实施例1～实施例12、对比例1～4的纤维原料用量表
实施例13一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例10相似，区别之处在于第二纤维网的纤维原料中增韧剂为eva。
78.实施例14一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例10相似，区别之处在于第二纤维网的纤维原料中增韧剂为丁苯橡胶。
79.实施例15一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例1相似，区别之处在于第一纤维网的纤维原料中催化剂为氯化亚铜。
80.实施例16一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第一纤维网的纤维原料中催化剂为氯化亚铜。
81.实施例17一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第一纤维网的纤维原料
中硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
82.实施例18一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第一纤维网的纤维原料中硅烷偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷。
83.实施例19一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第二纤维网的纤维原料中填料为纳米二氧化硅。
84.实施例20一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例5相似，区别之处在于第二纤维网的纤维原料中填料为纳米氧化铝。
85.实施例21一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例10相似，区别之处在于实施例21的纺粘无纺布仅由第一纤维网和第二纤维网叠合、热压、热轧得到。
86.实施例22一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例11相似，区别之处在于实施例22的纺粘无纺布仅由第一纤维网和第二纤维网叠合、热压、热轧得到。
87.实施例23一种抗穿透的纺粘无纺布，与实施例12相似，区别之处在于实施例23的纺粘无纺布仅由第一纤维网和第二纤维网叠合、热压、热轧得到。
88.对实施例1～23和对比例1～4所得的纺粘无纺布根据gb/t 24218.3-2010条样法进行拉伸性能-断裂强力的测试。
89.对实施例1～23和对比例1～4所得的纺粘无纺布根据gb/t 24218.5-2010进行纺耐机械穿透性-顶破强力。
90.测试结果如下表2所示。
91.表2.实施例1～23和对比例1～4的拉伸性能、穿透性测试结果表 断裂强力/(n/5cm)顶破强力/(n/cm2)实施例18.8462实施例28.6454实施例38.9465对比例18.2386对比例28.6401对比例38.2386对比例48.6405实施例49475实施例59.1485实施例69475实施例79.3494实施例89437实施例99470
实施例109.2502实施例119.1492实施例129.5507实施例139.1496实施例149483实施例158.9479实施例169.1497实施例179481实施例189.2478实施例199.2477实施例209.1482实施例216.5381实施例226.3362实施例236.6394结合表1和表2，对比实施例1～3和对比例1，实施例1～3的纺粘无纺布的顶破强力明显优于对比1。
92.再对比实施例1和对比例2～4可知，实施例1～3纺粘无纺布的顶破强力的提升是由第一纤维网纤维原料中聚丙烯腈、催化剂和第二纤维网纤维原料中的苯基二氯硅烷三者协同作用达到，本技术纺粘无纺布生产过程热轧时，第一纤维网的纤维和第二纤维网的纤维熔融处，聚丙烯腈在催化剂下有限的与第二纤维网中的苯基二氯硅烷反应，由此强化熔融处两纤维之间物质、分子链之间的交换以及结合，继而加强纤维与纤维之间的粘结强度，由此提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
93.对比实施例1和实施例8可知，实施例8中仅在第二纤维网中加入了无机填料，由于第二纤维网中纤维与第一纤维网中纤维结合时，单一加入无机填料，若结合处存在无机填料，反而使结合处易断裂，故而虽在断裂强力上得到提升，但顶破强力反而下降。
94.对比实施例1和实施例9可知，实施例9中仅在第一纤维网、第三纤维网的纤维中加入了偶联剂，实施例9的纺粘无纺布顶破强力得到提升，其是由于第一纤维网内的硅烷偶联剂有利于催化剂在第一纤维网的纤维原料熔融过程中分布均匀，热轧时纤维熔融处更多的聚丙烯腈和苯基二氯硅烷发生反应，提高了纺粘无纺布的抗穿透性能。。
95.再结合实施例1实施例5～7可知，在实施例1～3的基础上，实施例5～7的第一纤维网、第三纤维网的纤维中加入了偶联剂、第二纤维网的纤维中加入了无机填料，实施例5～7的顶破强力大于实施例1～3，且实施例5的顶破强力提升优于实施例9；第一纤维网/第二纤维网中顶破强力增强作用的偶联剂、第二纤维网中劣化顶破强力的无机填料，两者同时填加可起到协同作用，使纺粘无纺布得到超过仅添加使用偶联剂的提升，是由于本技术中第二纤维网的无机填料和第一纤维网中的硅烷偶联剂、第一纤维网中硅烷表面改性后的催化剂和第二纤维网中的有机高分子链，两组在熔融处发生接触以及反应，加强熔融处结合强度，提高纺粘无纺布的抗穿透性能。
96.对比实施例1、实施例4、实施例10～14可知，本技术中在第二纤维网的纤维中加入增韧剂可提升本技术纺粘无纺布的顶破强度，且增韧剂可为eva、epdm、丁苯橡胶，其中增韧
剂为epdm时较优。
97.对比实施例1、实施例15、实施例16可知，本技术中催化剂可选用氧化亚铜和氯化亚铜。其中氯化亚铜催化效果较好，所得纺粘无纺布抗穿透性较好。使用氧化亚铜所得纺粘无纺布抗穿透性提升稍次，但其安全适用范围较广。
98.对比实施例1、实施例17、实施例18可知，本技术中无机填料还可选用3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷。
99.对比实施例1、实施例19、实施例20可知，本技术中无机填料还可选用纳米二氧化硅、纳米氧化铝，其中使用纳米碳酸钙较佳。
100.由对比例1、实施例21、实施例22、实施例23可知，本技术的纺粘无纺布还可为由两层的纤维网叠合、热压、热轧而成。本技术两层纤维网制备的纺粘无纺布，在抗穿透性的提升后与现有普通的三层纤维网制备的纺粘无纺布相当。
101.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于，纤维网贴合加工得到，所述纤维网至少包括第一纤维网和第二纤维网；所述第一纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯 100份，聚丙烯腈 10~27份，催化剂 0.5~1份；所述第二纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯 100份，苯基二氯硅烷 2.2~4.9份。2.根据权利要求1所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：还包括第三纤维网，所述第一纤维网和第三纤维网分别位于第二纤维网的两侧。3.根据权利要求1所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：所述催化剂为氧化亚铜。4.根据权利要求1所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：所述第一纤维网的纤维原料还包括硅烷偶联剂 0.8~1.6份，所述硅烷偶联剂中不含si-h键；所述第二纤维网的纤维原料还包括无机填料 10~14份。5.根据权利要求4所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。（3-氨基丙基三乙氧基硅烷 氨基不好 老化；3-（2,3-环氧丙氧）丙基甲基二乙氧基硅烷）根据权利要求4所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙。6.根据权利要求1或4所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：第二纤维网的纤维原料还包括增韧剂 1.1~1.9份。7.根据权利要求7所述的一种抗穿透的纺粘无纺布，其特征在于：所述增韧剂为epdm。

技术总结
本申请涉及纤维制品，具体公开了一种抗穿透的纺粘无纺布，纤维网贴合加工得到，所述纤维网至少包括第一纤维网和第二纤维网；所述第一纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯100份，聚丙烯腈10~27份，催化剂0.5~1份；所述第二纤维网包括以下质量份数的原料：聚丙烯100份，苯基二氯硅烷2.2~4.9份，本申请纺粘无纺布热轧时，纤维熔融处聚丙烯腈在催化剂下有限的与第二纤维网中的苯基二氯硅烷反应，由此强化熔融处两纤维之间物质、分子链之间的交换以及结合，继而加强纤维与纤维之间的粘结强度，由此提高纺粘无纺布的抗穿透性能。提高纺粘无纺布的抗穿透性能。


技术研发人员：谢作杰 杨上伟 林秀丽 周传铁
受保护的技术使用者：平阳蓝宇无纺布制品有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/13