一种耐磨防潮无纺布及其制备方法与流程

1.本申请涉及无纺布技术领域，尤其涉及一种耐磨防潮无纺布及其制备方法。


背景技术：

2.无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布；随着社会的发展，无纺布的用途也越来越广泛，例如气体净化、医疗卫生、家庭装饰，厨房卫生等领域。
3.无纺布的防潮效果极其重要，若无纺布长时间处于潮湿的情况下，容易滋生较多细菌；公开号为cn108796820a，公开时间为2018年11月13日的中国专利申请公开了一种防潮性能优异的无纺布，其原料按重量份包括：聚乙烯40
‑
55份、乳胶16
‑
23份、硬脂酸甲酯5
‑
11份、防潮复合物6
‑
11.5份、蒙脱土3
‑
5份、磷酸酯2.5
‑
9份、聚四氟乙烯1.2
‑
5.6份。
4.针对上述中的相关技术，无纺布的疏水防潮性能有了一定的提升，但其耐磨性能仍不能有较大的增强，耐磨性能较差。


技术实现要素：

5.为了增强无纺布的耐磨性能，本申请提供了一种耐磨防潮无纺布及其制备方法。
6.第一方面，本申请提供一种耐磨防潮无纺布，采用如下的技术方案：一种耐磨防潮无纺布，包括无纺布基层，在无纺布基层表面涂覆耐磨防潮涂料，所述耐磨防潮涂料包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂20
‑
35份；聚氨酯树脂20
‑
40份；硅油1
‑
2份；耐磨剂3
‑
5份；聚乙烯醇缩丁醛1.8
‑
2.4份；聚四氟乙烯1
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2份；石英粉0.5
‑
1份；聚酰胺固化剂3
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6份；分散剂0.8
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1.5份；粘结剂0.3
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0.6份；去离子水40
‑
50份；所述耐磨剂包括石墨烯粉、果壳活性炭粉、稻壳粉中的至少一种。
7.通过采用上述技术方案，采用丙烯酸树脂和聚氨酯树脂作为耐磨防潮涂料的主要成膜物质，加入硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛等物质，并通过分散剂和固化剂作用，获得分散均匀且可快速固化的耐磨防潮涂料；耐磨剂优选采用石墨烯粉、果壳活性炭粉、稻壳粉中的至少一种，耐磨剂和聚乙烯醇缩丁醛、石英粉共同配合，有助于增强无纺布的耐磨性能；聚乙烯醇缩丁醛是由聚乙烯醇与丁醛在酸催化下缩合的产物，和聚四氟乙烯配合后，使得
耐磨防潮涂料具有较好的耐水性能；综上所述，通过在耐磨防潮涂料中加入耐磨剂、硅油、聚乙烯醇缩丁醛以及聚四氟乙烯，获得耐磨性能和防水性能优异的涂料，当耐磨防潮涂料涂覆在无纺布基层表面后，赋予无纺布较好的防潮性能和耐磨性能。
8.优选的，所述耐磨剂由石墨烯粉、果壳活性炭粉和稻壳粉组成，且石墨烯粉、果壳活性炭粉、稻壳粉的重量比为1:1:(1
‑
3)。
9.通过采取上述技术方案，优选重量配比组成的耐磨剂，加入耐磨防潮涂料中后，使得涂覆有耐磨防潮涂料的无纺布具有较好的耐磨性。
10.优选的，所述耐磨防潮涂料的原料还包括重量份数为0.5
‑
0.1份的增韧剂，所述增韧剂包括碳纤维、芳纶纤维中的至少一种。
11.通过采取上述技术方案，增韧剂采用碳纤维、芳纶纤维中的一种或者两种，碳纤维与耐磨剂之间相互配合，增强耐磨防潮涂料的耐磨性能，同时碳纤维在与芳纶纤维配合后，发挥高强度性能，与耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛配合，使得涂料不易出现磨损的情况，当耐磨防潮涂料涂覆在无纺布基层表面后，增强无纺布的韧性，赋予无纺布较好的耐磨性能。
12.优选的，所述增韧剂由碳纤维和芳纶纤维组成，碳纤维和芳纶纤维的重量比1:(1
‑
2)。
13.通过采用上述技术方案，优选重量配比组成的增韧剂，加入耐磨防潮涂料中，赋予耐磨防潮涂料高强度和高韧性，使得耐磨防潮涂料涂覆在无纺布基层表面后，赋予无纺布较好的耐磨性能和防潮性能。
14.优选的，所述耐磨防潮涂料的原料中还包括重量份数为1
‑
2份的耐磨助剂，所述耐磨助剂包括聚酯二元醇、蜡乳液中的至少一种。
15.通过采用上述技术方案，在加入聚酯二元醇、蜡乳液中的一种或者两种后，与丙烯酸树脂、聚氨酯树脂以及硅油作用，提高耐磨防潮涂料原料之间的相互作用，使得由该涂料涂覆在无纺布基层表面形成的涂层在摩擦过程中，质量损耗较小，减小涂层表面的摩擦系数，从而对无纺布进行保护，赋予无纺布优异的耐磨性能。
16.优选的，所述粘结剂由大豆蛋白粉和玉米淀粉组成。
17.通过采用上述技术方案，大豆蛋白粉和玉米淀粉组成粘结剂，赋予耐磨防潮涂料较好的粘结力，当耐磨防潮涂料涂覆于无纺布基层表面时，涂料依靠粘结剂紧密附着在无纺布基层表面，进一步增强无纺布耐磨性能和防潮性能。
18.优选的，所述硅油为氨基硅油。
19.通过采用上述技术方案，硅油优选采用氨基硅油，一方面与分散剂共同作用，使得耐磨防潮涂料的各个原料分散均匀，另外氨基硅油与聚乙烯醇缩丁醛配合，使得涂料在无纺布基层表面形成的涂层，摩擦系数减小，从而增强耐磨防潮无纺布的耐磨性能。
20.第二方面，本申请提供一种耐磨防潮无纺布的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐磨防潮无纺布的制备方法，包括以下步骤：s1:将丙烯酸树脂、聚氨酯以及去离子水混合，混合均匀后得到第一混合物；后将第一混合物与硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛、石英粉混合，混合均匀后加入聚四氟乙烯、聚酰胺固化剂、分散剂和粘结剂，继续混合均匀得到耐磨防潮涂料；s2:在无纺布基层表面均匀喷涂步骤s1中的耐磨防潮涂料，得到涂覆后的无纺布；s3:将涂覆后的无纺布进行烘干、定型、检验后得到耐磨防潮无纺布成品通过采用
上述技术方案，首先将耐磨防潮涂料成膜原料、部分原料混合，后加入分散剂、粘结剂、固化剂等助剂对涂料进行分散、固化，获得耐磨性能和防潮性能优异的涂料；后将涂料喷涂于无纺布基层表面，从而获得耐磨性能和防潮性能较好的无纺布；该制备方法简单，方便操作。
21.优选的，在所述步骤s1中加入增韧剂和耐磨助剂，并和第一混合物、硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛和石英粉一同混合。
22.通过采用上述技术方案，将增韧剂、耐磨助剂加入耐磨防潮涂料中，从而与耐磨剂、石英粉、聚乙烯醇缩丁醛配合，进一步增强耐磨防潮涂料的耐磨性能和韧性。
23.优选的，所述步骤s2中控制涂覆在无纺布的涂层厚度为0.03
‑
0.05mm。
24.通过采用上述技术方案，当耐磨防潮涂料涂覆在无纺布基层表面的涂层厚度较小时，耐磨性能和防潮性能提高程度可能不大，而涂料涂覆在无纺布基层表面的涂层厚度较大时，容易影响无纺布的手感；将涂层厚度控制在适宜的范围内，既不影响无纺布的手感，又可以获得耐磨性能和防潮性能较好的无纺布。
25.综上所述，本申请具有以下有益效果：1.由于本申请采用丙烯酸树脂和聚氨酯树脂作为耐磨防潮涂料的主要成膜物质，并加入硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛获得耐磨性能较好的涂料；加入的聚四氟乙烯和聚乙烯醇缩丁醛作用，赋予涂料耐水性能；将耐磨防潮涂料涂覆于无纺布基层表面后，赋予无纺布较好的耐磨性能和防潮性能；耐磨剂优选采用石墨烯粉、果壳活性炭粉、稻壳粉中的至少一种，与聚乙烯醇缩丁醛配合后，获得较好的耐磨性能。
26.2.在本申请中，优选耐磨剂的重量配比，并加入增韧剂、耐磨助剂，赋予耐磨防潮涂料高强度和高韧性；优选聚酯二元醇、蜡乳液其中的一种或者两种作为耐磨助剂，与硅油作用，减小涂料在无纺布基层表面形成的涂层的摩擦系数，进而赋予无纺布优异的耐磨性能。
27.3.本申请的方法，首先将耐磨防潮涂料的原料分布进行混合，后均匀喷涂于无纺布基层表面，并控制涂层厚度，获得耐磨性能和防潮性能较好的无纺布；该制备方法简单，方便操作。
具体实施方式
28.以下对本申请作进一步详细说明。
29.各实施例中的组分及生产厂家如表1所示。
30.表1组分及生产厂家
实施例1:一种耐磨防潮无纺布，所包括的具体组分以及重量如表2所示，由以下步骤制得：s1:在搅拌罐中加入丙烯酸树脂、聚氨酯树脂以及去离子水进行混合，混合搅拌速度为1000r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；后将第一混合物与二甲基硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛、石英粉混合，混合搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后加入聚四氟乙烯、聚酰胺固化剂、分散剂和粘结剂，继续混合搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌均匀得到耐磨防潮涂料；s2:在无纺布基层表面均匀喷涂步骤s1中的耐磨防潮涂料，涂层厚度为0.03mm，得到涂覆后的无纺布；s3:将涂覆后的无纺布进行烘干、定型、检验后得到耐磨防潮无纺布成品。
31.实施例2:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料的具体组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
32.实施例3
‑
4:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料耐磨剂的组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
33.实施例5
‑
6:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，在步骤s1中加入增韧
剂，并和第一混合物、硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛和石英粉一同混合，所包括的具体组分及重量如表2所示。
34.实施例7
‑
8:一种耐磨防潮无纺布，与实施例6的区别在于，增韧剂组分的重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
35.实施例9
‑
10:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，促进剂的配比不同在步骤s1中加入耐磨助剂，并和第一混合物、硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛和石英粉一同混合，所包括的具体组分及重量如表2所示。
36.实施例11
‑
12:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，粘结剂的组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
37.实施例13:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，采用等量的氨基硅油替代二甲基硅油，所包括的具体组分及重量如表2所示。
38.实施例14
‑
15:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，采用氨基硅油替代二甲基硅油，同时在步骤s1中加入增韧剂和耐磨助剂，并和第一混合物、二甲基硅油、耐磨剂、聚乙烯醇缩丁醛和石英粉一同混合，所包括的具体组分及重量如表2所示。
39.表2实施例1
‑
15的具体组分及重量实施例16:一种耐磨防潮无纺布，与实施例1的区别在于，步骤s3中，涂层厚度为0.05mm。
40.对比例对比例1:一种无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料中不含有聚乙烯醇缩丁醛。
41.对比例2:一种无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料的耐磨剂中不含有果壳活性炭粉。
42.对比例3:一种无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料的耐磨剂中不含有稻壳粉。
43.对比例4:一种无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料的耐磨剂中不含有耐磨剂。
44.对比例5:一种无纺布，与实施例1的区别在于，耐磨防潮涂料中不含有聚乙烯醇缩丁醛和耐磨剂。
45.对比例6:一种无纺布，其原料按重量份包括：聚乙烯55kg、乳胶16kg、硬脂酸甲酯11kg、防潮复合物6kg、蒙脱土5kg、磷酸酯2.5kg、聚四氟乙烯5.6kg；其中防潮复合物由以下重量的组分组成：竹叶粉1kg，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯3kg，纳米二氧化钛2.6kg，糊化淀粉2.8kg，制备方法为：向竹叶粉中加入聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，升温至65℃，一次保温反应，时间2h；后加入纳米二氧化钛，继续升温至80℃，二次保温反应，时间2.5h，加入糊化淀粉，搅拌，干燥，粉碎，搅拌速度为2500r/min，时间40min，干燥温度75℃，时间45min，得到防潮复合物；无纺布的制备方法为：将无纺布原料加入单螺杆挤出机中，螺杆温度为230℃，经过熔融混合、挤出、气流拉伸、冷却固化、铺网和加固工序后(熔融混合、挤出、气流拉伸、冷却固化、铺网和加固工序属于本领域的常规技术手段，为本领域技术人员所知)，得到无纺布。
46.检测方法实验一：耐磨性实验实验样品：将实施例1
‑
16以及对比例1
‑
6的耐磨防潮无纺布裁切成直径为38mm的试样，将实施例1
‑
16制备的试样分别命名为实验样品1
‑
16，将对比例1
‑
6制备的试样分别命名为对比样品1
‑
6；实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6均设有6个。
47.实验仪器：yg(b)401e型马丁代尔耐磨仪。
48.实验方法：首先准备相对应的实验样品1的垫片(将实施例1裁切成直径140mm)，将其放置在测试圆盘上，其上放置实验样品1和垫片用压块展平。固定后，取下压块；后加重锤转动摩擦120下、面层和防漏隔边无纺布磨擦30下，测试5个样品，对比摩擦后样品表面起毛状况与缠结点，对每个样品判定其起毛级别，主要分4个级别：1级：合格(缠结点为0)不起毛；2级：合格(缠结点≤5)轻微起毛；3级：不合格(缠结点≤10)起毛较严重；4级：不合格(缠结点＞10)起毛严重；起毛状况或缠结点介于3～4级之间的判定为3.5级；实验样品的最终级别＝(x1+x2+
…
+x6)/6，最终级别≤2级为合格品，若6片测试样品出现2片或2片以上严重起毛的视为不合格样品。
49.按照上述实验方法分别对实验样品2
‑
16以及对比样品1
‑
6进行耐磨性实验。
50.实验结果：实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6的耐磨性实验结果如表3所示。
51.实验二：防潮性实验实验样品：将实施例1
‑
16以及对比例1
‑
6的无纺布裁切成直径为74mm的试样，将实施例1
‑
16制备的试样分别命名为实验样品1
‑
16，将对比例1
‑
6制备的试
样分别命名为对比样品1
‑
6。实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6均设有5个。
52.实验仪器:恒温恒湿箱(生产厂家为威邦仪器有限公司，型号为wbe
‑
sdj)；分析天平(生产厂家：梅特勒
‑
托利多国际有限公司，型号为xpr204s/ac)；干燥器(生产厂家为常州市孝昌干燥设备有限公司，型号为fzg
‑8‑
12
‑
15
‑
24
‑
48)。
53.实验方法：根据国标gb/t1037
‑
1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性试验方法杯试法》中的水蒸气透过量对实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6进行防潮性实验，并对每个实验样品的数据取平均值得到最终的水蒸气透过量。
54.实验结果：实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6的水蒸气透过量实验结果如表3所示。
55.实验三：断裂强力实验实验样品：采用实施例1
‑
16以及对比例1
‑
6的无纺布，并将无纺布裁切成宽度100mm、长度200mm的试样，将实施例1
‑
16制备的试样分别命名为实验样品1
‑
16，将对比例1
‑
6制备的试样分别命名为对比样品1
‑
6。实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6均设有5个。
56.实验仪器：等速拉伸试验仪(品牌为美斯特试验机有限公司；型号为wal)。
57.实验方法：根据国标gb/t 24218.18
‑
2014的《纺织品非织造布试验方法第18部分：断裂强力和断裂伸长率的测定》中的检测方法进行断裂强力和断裂伸长率评价。具体的实验步骤为：将实验样品1放入gb/t 6259中规定的标准大气中调湿平衡，并浸没在室温下的蒸馏水中直到完全浸湿。实验样品1应在移出水后吸去多余的水分2min内完成实验。调整等速拉伸试验仪的夹持器之间的距离为75mm，并调整拉伸试验仪的拉伸速度为300mm/min。选择并确定拉伸试验仪的力值量程，使得测试值在仪器满量程的10
‑
90％之间。
58.将实验样品1夹人上下夹钳中,使25mm宽的夹钳处于实验样品1宽度居中部位。小心夹持实验样品1使实验样品1在无侦张力的情况下尽量保持伸直。将实验样品1放入拉伸试验仪上下夹钳的过程可能是试验方法操作中产生误差的来源。伸长测量是从拉力曲线离开原点开始的。在实验样品1上沿每个夹钳的边缘各做一条标记线用于检食试样滑移。启动仪器进行抓样实验样品1抗伸试样至断裂或断脱。
59.读取5个实验样品1的断裂强力，并取平均值作为实验样品1最终的断裂强力，分别记录纵向和横向的测得结果。
60.按照上述实验方法对实验样品2
‑
16以及对比样品1
‑
6进行上述检测实验。
61.实验结果：实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6的断裂强力实验结果如表3所示。
62.表3实验样品1
‑
16以及对比样品1
‑
6的实验结果
由表3的数据可知，实验样品1
‑
16的耐磨性能均合格；水蒸气透过量较小，且断裂强力大，而对比样品1
‑
6的耐磨性能大多为3级，且水蒸气透过量大，断裂强力小，说明实验样品1
‑
16的耐磨性能、防潮性能以及韧性较好。
63.对比实验样品1和对比样品1可知，当加入聚乙烯醇缩丁醛后，无纺布的水蒸气透过量减少，断裂强力增加，说明聚乙烯醇缩丁醛加入耐磨防潮涂料中后，增强了无纺布的防潮性能和韧性；对比实验样品1和对比样品2
‑
4可知，耐磨剂选用稻壳粉、石墨烯粉、果壳活性炭粉后，有利于增强无纺布的耐磨性能。对比实验样品1和实验样品3
‑
4可知，优选耐磨剂的配方，石墨烯粉、果壳活性炭粉、稻壳粉三者组合后，无纺布的耐磨性能增加，说明优选耐磨剂的组分可以增强无纺布的耐磨性能；对比实验样品1和对比样品5
‑
8可知，增韧剂优选采用碳纤维、芳纶纤维中的一种或者两种，并优选两者的配比，使得两者组合发挥更好的作用，从而赋予耐磨防潮涂料较好的耐磨性能；对比实验样品1和对比样品9
‑
10可知，当加入耐磨助剂聚酯二元醇、蜡乳液中的一种或者两种后，无纺布的耐磨性能增强，水蒸气透过量减少，说明耐磨助剂有利于增强无纺布的耐磨性能和防潮性能；聚酯乙二醇和蜡乳液添加入耐磨助剂后，一方面与耐磨剂组合，增强无纺布的耐磨性能，一方面减小涂料所形成的涂层表面的摩擦力，从而减小摩擦；对比实验样品1和实验样品11
‑
12可知，当加入粘结剂大豆蛋白粉和玉米淀粉，无纺布的耐磨性能和断裂强力增加。对比实验样品1和实验样品14
‑
15可知，当优选耐磨剂、增韧剂、硅油组分，并加入耐磨助剂，多种原料相互配合，赋予无纺布优异的耐磨性能、韧性和防潮性能。
64.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。