一种耐高温阻燃纤维非织造布及其制造方法技术

本发明专利技术涉及非织造布领域，公开了一种耐高温阻燃纤维非织造布及其制备方法，所述非织造布是通过对耐高温阻燃纤维进行分丝、铺网后，采用针刺加固法进行定型，形成的耐高温阻燃纤维非织造布；所述耐高温阻燃纤维为改性聚丙烯腈预氧化纤维。本发明专利技术在现有技术的基础上进行了改进，通过对目前现有的聚丙烯腈预氧化纤维进行改性处理，制备得到了一种不仅具有耐高温以及阻燃特性，而且还具有更高强度、高剪切力、抱合力更大的纤维，然后通过非织造的工艺将该纤维制造成一种耐高温阻燃的非织造布。纤维制造成一种耐高温阻燃的非织造布。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温阻燃纤维非织造布及其制造方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及非织造布领域，具体涉及一种耐高温阻燃纤维非织造布及其制造方法。
[0003]
技术介绍

[0004]非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只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，在各个领域中均有应用，尤其在医疗卫生领域，常用作医用帘、手术服、手术罩布、医用包扎材料、伤口敷料、医用纱布等。
[0005]随着以人为本的安全防范意识的增强，阻燃织物或耐高温织物制造的防护服越来越广泛应用到高温条件下的劳动保护领域。发达国家对阻燃织物的研究和开发非常重视，在高性能阻燃纤维技术方面取得了巨大进展，同时在纺织品阻燃标准和测试技术方面也趋于完善和成熟，而我国在这两方面还有一定差距，因此必须进行大力研究。
[0006]聚丙烯腈预氧化纤维又称预氧化纤维(PANOF)，是上世纪70年代末随着碳纤维的兴起而发展起来的一种新型耐高温有机纤维。它是将聚丙烯腈(PAN)纤维在空气中加热氧化而制得，具有高阻燃性，极限氧指数LOI值大于35％，其耐高温性能高于一般的阻燃纤维，如Kevlar、Nomex及芳砜纶等纤维。其在300℃下纤维性能稳定、500℃下10min后强度保持率可达65％，具有优良的热稳定性，在空气中点燃后纤维不融、在高温下不软化收缩，仍然能保持其纤维结构，无熔滴，属于准不燃产品；导热性很低，隔热效果好，能减少织物升温导致的烫伤；耐酸碱腐蚀、耐化学环境、耐辐射性能好；同时相比于一般含卤元素的阻燃材料，聚丙烯腈预氧化纤维在火焰中或强辐射热下不放出有毒气体，从火焰和热源移开后无余辉。这些优秀的性能是其他阻燃材料无法比拟。但是，聚丙烯腈预氧化纤维也存在强力低、卷曲少、纤维呈脆性、纤维间抱合力差等缺点，使其纺织加工性能较差，开发应用受到限制。
[0007]中国专利CN104213335A公开了一种耐高温阻燃纤维非织造布及其制造方法，其通过使用聚丙烯腈预氧化短纤维开松、梳理后，铺网成型，采用主动送经的方式，用经过特定整经方式的阻燃纱线作为加固缝线，在经过工艺调整的缝编机上缝编加固后再经裁边工序制成的耐高温阻燃纤维非织造布。其非织造布的制备主要是在工艺上进行了调整改进，虽然能够在一定程度上增强聚丙烯腈预氧化纤维的强度和纤维抱合力，但是毕竟纤维的性质本身未改变，聚丙烯腈预氧化纤维的缺陷仍然存在而没有得到消除，在经过多次使用或洗涤后，仍然会展现出自身强度低、钢性差、纤维间抱合力差的缺陷。
[0008]
技术实现思路

[0009]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种具有更好性能表现的耐高
温阻燃纤维非织造布及其制造方法。
[0010]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：本专利技术的第一个目的是提供一种耐高温阻燃纤维非织造布，是通过对耐高温阻燃纤维进行分丝、铺网后，采用针刺加固法进行定型，形成耐高温阻燃纤维非织造布。
[0011]优选地，所述耐高温阻燃纤维为改性聚丙烯腈预氧化纤维，制备方法包括：S1.将聚丙烯腈纤维进行超声水洗，干燥后得到洁净的聚丙烯腈纤维；S2. 使用二乙烯三胺溶液对洁净的聚丙烯腈纤维进行加热回流处理，干燥后得到氨基化聚丙烯腈纤维；S3. 使用四氯化锆与六甲基二硅氮烷在溶剂条件下升温搅拌反应，得到聚锆硅氮烷；S4. 将氨基化聚丙烯腈纤维浸泡在含有对苯二甲醛的聚锆硅氮烷溶液中，在催化剂的条件下处理，然后除去溶剂，得到有机聚硅氮烷复合聚丙烯腈纤维；S5. 将有机聚硅氮烷复合聚丙烯腈纤维预氧化处理，得到改性聚丙烯腈预氧化纤维。
[0012]优选地，所述S1中，水洗是将聚丙烯腈纤维浸泡至超纯水内，超声时间是20
‑
30min，超声频率是20
‑
50kHz。
[0013]优选地，所述S1中，水洗结束后需要使用乙醇洗涤三次，然后减压干燥。
[0014]优选地，所述S2中，二乙烯三胺溶液为二乙烯三胺与超纯水配置成的溶液，其中，二乙烯三胺与超纯水的体积比为1:1。
[0015]优选地，所述S2中，洁净的聚丙烯腈纤维与二乙烯三胺溶液的质量比为1:50
‑
100。
[0016]优选地，所述S2中，加热回流的温度是120
‑
140℃，时间是4
‑
8h，回流结束后自然冷却至室温，过滤出纤维，经过水洗三次，减压干燥，得到氨基化聚丙烯腈纤维。
[0017]优选地，所述S3中，四氯化锆与六甲基二硅氮烷均是通过与甲苯配置成溶液后反应，四氯化锆溶液是四氯化锆与甲苯按照质量比为1:5配置，六甲基二硅氮烷溶液是六甲基二硅氮烷与甲苯按照质量比为1:5配置，四氯化锆与六甲基二硅氮烷的质量比是1.23
‑
1.46:4.95
‑
5.25。
[0018]优选地，所述S3中，反应的温度是
‑
10
‑
300℃，氮气作为保护气，反应时间是10
‑
12h；反应结束后降温至150℃，减压至真空度为10kPa，保持0.5
‑
1h后，恢复至常压并自然冷却至室温，得到聚锆硅氮烷。
[0019]优选地，所述S4中，聚锆硅氮烷溶液是聚锆硅氮烷与甲苯按照质量比为1:10配置，氨基化聚丙烯腈纤维、对苯二甲醛、聚锆硅氮烷溶液的质量比是1:0.3
‑
0.5:8
‑
12。
[0020]优选地，所述S4中，催化剂为冰醋酸，催化剂加入质量是聚锆硅氮烷质量的2%
‑
4%。
[0021]优选地，所述S4中，反应温度是室温，反应时间是24
‑
48h，反应结束后经过减压使溶剂逐渐地蒸发。
[0022]优选地，所述S5中，预氧化处理是在预氧化炉内进行，包括低温区和高温区两部分；低温区的温度为120℃，在空气氛围下，处理时间是10min；高温区的初始温度是180℃，以10℃/min升温至260℃，然后保温20
‑
30min，自然降温至室温，得到改性聚丙烯腈预氧化纤维。
[0023]本专利技术的第二个目的是提供一种耐高温阻燃纤维非织造布的制造方法，包括以下
步骤：步骤1，将制备得到的改性聚丙烯腈预氧化纤维进行分丝处理，使改性聚丙烯腈预氧化纤维的单丝分散开，均匀地铺在成网帘上，形成纤维网；步骤2，将步骤1形成的纤维网根据需要的层数铺叠成多层，采用真空抽吸的负压方式，使多层的纤维网叠压更紧密且固定在网帘上，完成铺网；步骤3，将铺网成型后的纤维网采用针刺进行反复穿刺，得到耐高温阻燃纤维非织造布。
[0024]优选地，所述分丝的方法包括静电分丝法、机械分丝法、气流分丝法中的任意一种。
[0025]优选地，所述针刺为具有三角形截面且棱边带有倒钩的针刺，针刺密度是3
‑
5针/mm2。
[0026]优选地，所述聚丙烯腈纤维的纤度为1.5 dtex，所述改性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温阻燃纤维非织造布，其特征在于，所述非织造布是通过对耐高温阻燃纤维进行分丝、铺网后，采用针刺加固法进行定型，形成的耐高温阻燃纤维非织造布；所述耐高温阻燃纤维为改性聚丙烯腈预氧化纤维，制备方法包括：S1.将聚丙烯腈纤维进行超声水洗，干燥后得到洁净的聚丙烯腈纤维；S2. 使用二乙烯三胺溶液对洁净的聚丙烯腈纤维进行加热回流处理，干燥后得到氨基化聚丙烯腈纤维；S3. 使用四氯化锆与六甲基二硅氮烷在溶剂条件下升温搅拌反应，得到聚锆硅氮烷；S4. 将氨基化聚丙烯腈纤维浸泡在含有对苯二甲醛的聚锆硅氮烷溶液中，在催化剂的条件下处理，然后除去溶剂，得到有机聚硅氮烷复合聚丙烯腈纤维；S5. 将有机聚硅氮烷复合聚丙烯腈纤维预氧化处理，得到改性聚丙烯腈预氧化纤维。2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃纤维非织造布，其特征在于，所述S1中，水洗是将聚丙烯腈纤维浸泡至超纯水内，超声时间是20
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30min，超声频率是20
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50kHz；所述S1中，水洗结束后需要使用乙醇洗涤三次，然后减压干燥。3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃纤维非织造布，其特征在于，所述S2中，二乙烯三胺溶液为二乙烯三胺与超纯水配置成的溶液，其中，二乙烯三胺与超纯水的体积比为1:1；所述S2中，洁净的聚丙烯腈纤维与二乙烯三胺溶液的质量比为1:50
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100。4.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃纤维非织造布，其特征在于，所述S2中，加热回流的温度是120
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140℃，时间是4
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8h，回流结束后自然冷却至室温，过滤出纤维，经过水洗三次，减压干燥，得到氨基化聚丙烯腈纤维。5.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃纤维非织造布，其特征在于，所述S3中，四氯化锆与六甲基二硅氮烷均是通过与甲苯配置成溶液后反应，四氯化锆溶液是四氯化锆与甲苯按照质量比为1:5配置，六甲基二硅氮烷溶液是六甲基二硅氮烷与甲苯按照质量比为1:5配置，四氯化锆与六甲基二硅氮烷的质量比是1.23
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1.46:4...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍旭锋，
申请(专利权)人：宜兴市杰高非织造布有限公司，
类型：发明
国别省市：