PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法。该PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法包括如下步骤：首先将不同的聚合物置于不同的高温高压反应釜中溶解得到不同的纺丝溶液；然后将不同的纺丝溶液从不同的纺丝设备的喷丝孔同时喷出，且保证纺丝溶液喷出时不同的纺丝细流能够发生碰撞，使不同成分的纤维束缠绕在一起得到特殊结构的复合纤维网；最后将复合纤维网经热轧得到特殊结构的性能优异的复合闪蒸无纺布。本发明专利技术的制备方法较为简单，可控性好，能适用于大规模的生产；所得PE/HDPE复合闪蒸无纺布，防水性和机械性能较好，且经高温热处理后，机械性能依然能够保持，使用寿命较长。命较长。命较长。

Pe/hdpe composite flash non-woven fabric and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合无纺布制备
，尤其涉及一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯(PE)和高密度聚乙烯(HDPE)均是结晶度较高的化合物，两者分子结构呈直链型排布，从而使分子链可以紧密地堆积在一起，使其具有优异的性能。根据聚乙烯和高密度聚乙烯高度相似的分子结构，将二者复合制备复合材料时，不会破坏原本的分子结构，从而使复合材料能兼备二者的优异性能。
[0003]聚乙烯和高密度聚乙烯在通常情况下的溶解性较差，因此制备PE/HDPE复合纤维，通常会采用熔融纺丝技术。但是熔融纺丝温度较高，一般在200℃甚至更高，一方面高温可能会破坏聚合物的分子结构，另一方面由于聚合物熔点的差异，熔融纺丝过程熔体存在混合不匀的弊端，最终影响复合纤维的性能。因此，需要研究适合两者复合的溶液纺丝法。
[0004]考虑到聚乙烯和高密度聚乙烯在常温常压下很难溶解的现状，采用通常的溶液纺丝法，纺丝溶液的配置存在困难。而闪蒸法纺丝是将聚合物置于高温高压反应釜中配置纺丝溶液，进而将纺丝溶液通过喷丝孔喷至温度及压力相对较低的纺丝区域，当纺丝溶液离开喷丝孔时，利用纺丝罐和纺丝区域的温度及压力差，使纺丝溶液中的溶剂迅速蒸发，生成亚纳米细度的单丝组成的网状结构长丝丝束，长丝丝束再经过采集输送，经过热轧等加工，得到无纺布的纺丝工艺。
[0005]目前利用闪蒸纺丝制备复合无纺布的方法一般是将两种或两种以上的成纤聚合物混溶于纺丝溶剂中，得到纺丝溶液；再通过闪蒸纺丝法将纺丝溶液喷出，热轧成型后得到无纺布。由于聚乙烯和高密度聚乙烯溶解性的差异，如果采用传统的闪蒸复合纺丝技术，两者在高温高压反应釜中溶解时，温度、压强和溶剂的设置要兼顾两种聚合物的性质，这不仅可能造成两种聚合物的溶解和混合不好的弊端，还有可能存在温度和压强导致的两者结构的变化，最终影响复合材料的性能。
[0006]有鉴于此，有必要设计一种改进的PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布及其制备方法，根据聚乙烯和高密度聚乙烯分子结构的特点和溶解性能的差异，结合闪蒸纺丝的特点对其进行改进，将两者分别置于不同的高温高压反应釜中溶解得到纺丝溶液，再将不同纺丝溶液从不同的纺丝设备同时喷出，且保证纺丝溶液喷出时不同的纺丝细流能够发生碰撞，使直链型的聚乙烯和高密度聚乙烯致密均匀地交缠在一起，形成成分均匀的特殊结构的复合纤维丝束，复合纤维丝束沉降在收集带上形成特殊结构的复合纤维网；复合纤维网经热轧得到特殊结构的性能优异的复合闪蒸无纺布。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1.纺丝溶液制备：于160
‑
200℃、1
‑
4MPa的第一高温高压反应釜中，将PE溶于第一纺丝溶剂中并不断搅拌，得到第一纺丝溶液；于180
‑
220℃、1.5
‑
5MPa的第二高温高压反应釜中，将HDPE溶于第二纺丝溶剂中并不断搅拌，得到第二纺丝溶液；
[0010]S2.复合纤维网制备：同时打开所述第一高温高压反应釜和所述第二高温高压反应釜的放料控制阀，使步骤S1得到的所述第一纺丝溶液和所述第二纺丝溶液分别从各自相连的闪蒸纺丝设备的喷丝孔喷出，通过调整喷丝孔的喷出方向以及纺丝溶液的流量，使两股纺丝细流在预设纺丝区发生碰撞交缠，纺丝溶液中的纺丝溶剂瞬间蒸发，聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，纤维束沉降在收集带上形成复合纤维网；
[0011]S3.复合闪蒸无纺布制备：将步骤S2得到的所述复合纤维网经热轧处理，得到复合闪蒸无纺布。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，所述第一纺丝溶剂和所述第二纺丝溶剂均选自二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷、乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，所述第一纺丝溶液中，所述PE和所述第一纺丝溶剂的质量比为(12
‑
16):100；所述第二纺丝溶液中，所述HDPE和所述第二纺丝溶剂的质量比为(12
‑
16):100。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，所述第一高温高压反应釜的纺丝速度为15000
‑
25000m/min，喷丝孔的孔径为3
‑
20μm；所述第二高温高压反应釜的纺丝速度为15000
‑
25000m/min，喷丝孔的孔径为3
‑
20μm。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中，纤维束沉降在收集带上形成复合纤维网的速度为100
‑
200m/min。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，所述热轧处理的温度为60
‑
80℃，所述复合闪蒸无纺布中，PE和HDPE的质量比为(1:9)
‑
(9:1)。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述纺丝设备的温度为180
‑
220℃，压强为2
‑
3MPa；所述纺丝设备的温度和压强高于所述预设纺丝区的温度和压强，低于与其相连的高温高压反应釜的温度和压强。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，所述第一高温高压反应釜中的搅拌转速为100
‑
200rpm，搅拌时间为1
‑
3h；所述第二高温高压反应釜中的搅拌转速为300
‑
500rpm，搅拌时间为1
‑
3h。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中，高温高压反应釜的压力补偿采用高纯氮气、二氧化碳、氩气中的一种。
[0020]为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布，采用上述所述的PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法制备得到。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术提供的PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，根据聚乙烯和高密度聚乙烯分子结构的特点和溶解性能的差异，并结合闪蒸纺丝的特点，对闪蒸纺丝工艺进行改进，将两者分别置于不同的高温高压反应釜中溶解得到纺丝溶液，再将不同纺丝溶液从不同的纺丝设备同时喷出，通过调整喷丝孔的喷出方向以及纺丝溶液的流量，保证纺丝溶液喷出
时两股纺丝细流能够发生碰撞，使聚乙烯和高密度聚乙烯纤维束缠绕在一起得到复合纤维网，复合纤维网经热轧得到复合闪蒸无纺布。首先，将聚乙烯和高密度聚乙烯分别置于不同的高温高压反应釜中进行溶解，可以根据各自的性质选择合适的温度、压力及纺丝溶剂，不需要额外考虑两者溶解特性以及相互之间的影响，使聚合物溶解的更充分，且不破坏两者的直链型的分子结构，得到的纺丝溶液均匀性更好；其次，确保两股纺丝溶液喷出过程中发生碰撞，两种纺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.纺丝溶液制备：于160
‑
200℃、1
‑
4MPa的第一高温高压反应釜中，将PE溶于第一纺丝溶剂中并不断搅拌，得到第一纺丝溶液；于180
‑
220℃、1.5
‑
5MPa的第二高温高压反应釜中，将HDPE溶于第二纺丝溶剂中并不断搅拌，得到第二纺丝溶液；S2.复合纤维网制备：同时打开所述第一高温高压反应釜和所述第二高温高压反应釜的放料控制阀，使步骤S1得到的所述第一纺丝溶液和所述第二纺丝溶液分别从各自相连的闪蒸纺丝设备的喷丝孔喷出，通过调整喷丝孔的喷出方向以及纺丝溶液的流量，使两股纺丝细流在预设纺丝区发生碰撞交缠，纺丝溶液中的纺丝溶剂瞬间蒸发，聚合物迅速冷却固化，形成纤维束，纤维束沉降在收集带上形成复合纤维网；S3.复合闪蒸无纺布制备：将步骤S2得到的所述复合纤维网经热轧处理，得到复合闪蒸无纺布。2.根据权利要求1所述的PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一纺丝溶剂和所述第二纺丝溶剂均选自二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷、乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种。3.根据权利要求1所述的PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一纺丝溶液中，所述PE和所述第一纺丝溶剂的质量比为(12
‑
16):100；所述第二纺丝溶液中，所述HDPE和所述第二纺丝溶剂的质量比为(12
‑
16):100。4.根据权利要求1所述的PE/HDPE复合闪蒸无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述第一高温高压反应釜的纺丝速度为15000
‑
25000m/min，喷丝孔的孔径为3

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志敏，赵青华，刘开宇，宋银红，
申请(专利权)人：湖北拓盈新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：