一种高韧性非织造材料及其制造方法与流程

本技术涉及非织造材料的领域，尤其是涉及一种高韧性非织造材料及其制造方法。

背景技术：

1、无纺布是一种非织造布，无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，它是直接利用高聚物切片、短纤维或长丝将纤维通过气流或机械成网，然后经过水刺，针刺，或热轧加固，最后经过后整理形成的无编织的布料，具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品，可用于不同的行业，如：隔音，隔热，电热片，口罩，服装，医用，填充材料等。

2、随着无纺布技术的发展及对无纺布产品本身性能进一步改进的需求，使得无纺布及相关产品发展很快，经过不同的复合化整理加工，可以使无纺布的应用扩展到许多未曾触及的领域，使无纺布的性能得到大幅度改善和提高。

3、然而相比于常规的纺织布，无纺布的韧性较差，导致无纺布制品的循环使用性弱和承重性差，因此导致目前无纺布的应用面还不够广，特别是在高韧性领域上的无纺布制作。

技术实现思路

1、为了提高非织造材料的韧性，本技术提供一种高韧性非织造材料及其制造方法。

2、本技术提供的一种高韧性非织造材料，采用如下的技术方案：

3、一种高韧性非织造材料，包括：25-38份改性陶瓷纤维，55-70份聚乙烯纤维，5-9份热塑性聚酰亚胺，3-5份抗氧剂。

4、通过采用上述技术方案，采用改性陶瓷纤维复配聚乙烯纤维，有利于提高非织造材料的韧性，聚乙烯纤维具有较强的硬度、拉伸强度和蠕变性，耐磨性、电绝缘性、韧性及化学稳定性好；而陶瓷纤维具有较高的阻燃耐火性和较强的保温隔热性能，化学稳定性好，抗热震稳定性好，但陶瓷纤维抗侵蚀、抗气流冲刷、抗剥落等性能较差，在环境中容易造成纤维结构收缩变形、纤维失弹、脆化折断等问题，因此通过对陶瓷纤维进行改性，增强其韧性，更有利于提高非织造材料的韧性，同时提高非织造材料的阻燃性；同时在制备非织造材料时，复配热塑性聚酰亚胺，利用热塑性聚酰亚胺抗疲劳、耐损、耐冲击、热稳定性等特性，提升非织造材料的韧性。

5、优选的，所述改性陶瓷纤维原料包括如下组份：25-38份陶瓷纤维，0.5-3.5份木质素磺酸盐，1-3份过硫酸钠，1-3份过硫酸铵，45-68份去离子水，7-13份聚乙二醇。

6、通过采用上述技术方案，采用木质素磺酸盐作为增韧剂，复配过硫酸钠、过硫酸铵作为增韧稳定剂，对陶瓷纤维进行改性，能有效提高陶瓷纤维的韧性，改善其易脆化折断的缺点，从而在利用陶瓷纤维增强非织造材料阻燃性的基础上，增强非织造材料的韧性。

7、优选的，所述抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯。

8、通过采用上述技术方案，采用β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯作为制备非织造材料的抗氧剂，是因为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯是一种性能优良的非污染型无毒抗氧剂，有一定的稳定剂作用，用于非织造材料的制备中可以维持纤维材料的稳定性。

9、优选的，所述高韧性非织造材料还包括阻燃剂，所述阻燃剂包括以下组份：20-35份有机硅树脂，10-16份氢氧化铝，15-20份氯化石蜡，7-12份聚乙二醇，2-4份二盐基硬脂酸铅，7-10份交联剂，45-60份溶剂。

10、通过采用上述技术方案，采用氢氧化铝、氯化石蜡等作为阻燃剂的主要成分，利用氢氧化铝、氯化石蜡等的高阻燃性能和抑烟性能，在非织造材料上形成一层阻燃涂层，在提升了非织造材料阻燃耐火性能的同时，也不会影响到非织造材料的韧性。

11、本技术还提供了一种高韧性非织造材料的制造方法，采用以下技术方案

12、一种高韧性非织造材料的制造方法，包括以下步骤：

13、s1.将25-38份改性陶瓷纤维、55-70份聚乙烯纤维、5-9份热塑性聚酰亚胺、3-5份抗氧剂混合熔融，将熔融液纺丝得到初生丝，将初生丝水洗后经拉伸、卷曲、松弛热定型，形成复合纤维；

14、s2.将复合纤维堆叠铺成纤维网，并将纤维网层经过针刺加固，得到非织造材料坯布；

15、s3.将非织造材料坯布浸渍于阻燃剂中进行处理，处理完成后通过热洗、烘干，制得高韧性非织造材料。

16、通过采用上述技术方案，采用改性陶瓷纤维复配聚乙烯纤维作为原材料制备非织造材料，有利于提高非织造材料的韧性，将陶瓷纤维进行改性后，有效提高了陶瓷纤维的韧性，改善其易脆化折断的缺点，从而在利用陶瓷纤维增强非织造材料阻燃性的基础上，增强非织造材料的韧性；在非织造材料的坯布上在涂覆一层阻燃涂层，进一步增强非织造材料的阻燃耐火性。

17、优选的，所述针刺加固工艺的条件如下：针刺频率1000-1500刺/分，针刺密度6000-6500枚/米，针刺速度0.5-1米/分，针刺深度为5-8毫米。

18、通过采用上述技术方案，采用针刺固定工艺制备无纺布，有利于增强非织造材料的弹性和细密性，同时还不会破坏非织造材料的韧性和阻燃性。

19、优选的，所述改性陶瓷纤维的制备方法，包括以下步骤：

20、s1.将25-38份陶瓷纤维加入到醋酸溶液中浸渍，浸渍完成后用去离子水冲洗至冲洗液呈中性，烘干后得到预处理的陶瓷纤维；

21、s2.将0.5-3.5份木质素磺酸盐、1-3份过硫酸钠、1-3份过硫酸铵加入45-68份去离子水中，搅拌均匀，调节ph至7.5-8.5，加入3-7份聚乙二醇并升温，搅拌均匀得到溶液a；

22、s3.将溶液a熔融，加入s1中预处理的陶瓷纤维、4-6份的聚乙二醇混合均匀，取出后烘干，得到改性陶瓷纤维。

23、通过采用上述技术方案，采用木质素磺酸盐作为增韧剂，复配过硫酸钠、过硫酸铵作为增韧稳定剂，对陶瓷纤维进行改性，能有效提高陶瓷纤维的韧性，改善其易脆化折断的缺点。

24、优选的，所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

25、将20-35份有机硅树脂、10-16份氢氧化铝、15-20份氯化石蜡加入45-60份溶剂中混合均匀，加入7-12份聚乙二醇、2-4份二盐基硬脂酸铅，混合均匀后加入7-10份交联剂和1-3份增稠剂，得到阻燃剂。

26、通过采用上述技术方案，采用氢氧化铝、氯化石蜡等作为阻燃剂的主要成分，利用氢氧化铝、氯化石蜡等的高阻燃性能和抑烟性能，在非织造材料上形成一层阻燃涂层，进一步提升了非织造材料阻燃耐火性。

27、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

28、1.通过采用上述技术方案，采用改性陶瓷纤维复配聚乙烯纤维，有利于提高非织造材料的韧性，聚乙烯纤维具有较强的硬度、拉伸强度和蠕变性，耐磨性、电绝缘性、韧性及化学稳定性好；而陶瓷纤维具有较高的阻燃耐火性和较强的保温隔热性能，化学稳定性好，抗热震稳定性好，但陶瓷纤维抗侵蚀、抗气流冲刷、抗剥落等性能较差，在环境中容易造成纤维结构收缩变形、纤维失弹、脆化折断等问题，因此通过对陶瓷纤维进行改性，增强其韧性，更有利于提高非织造材料的韧性，同时提高非织造材料的阻燃性；同时在制备非织造材料时，复配热塑性聚酰亚胺，利用热塑性聚酰亚胺抗疲劳、耐损、耐冲击、热稳定性等特性，提升非织造材料的韧性；

29、2.通过采用上述技术方案，采用木质素磺酸盐作为增韧剂，复配过硫酸钠、过硫酸铵作为增韧稳定剂，对陶瓷纤维进行改性，能有效提高陶瓷纤维的韧性，改善其易脆化折断的缺点，从而在利用陶瓷纤维你听过非织造材料阻燃性的基础上，增强非织造材料的韧性；

30、3.通过采用上述技术方案，采用氢氧化铝、氯化石蜡等作为阻燃剂的主要成分，利用氢氧化铝、氯化石蜡等的高阻燃性能和抑烟性能，在非织造材料上形成一层阻燃涂层，在提升了非织造材料阻燃耐火性能的同时，也不会影响到非织造材料的韧性。