[發明專利]分步熱軋改性法制備聚乙烯醇纖維復合材料的方法及應用

有效

• 申請號: 201911109431.0
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110872740B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 崔躍飛;崔若曦
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D04H1/4309
• 分類號: D04H1/4309;D04H1/64;D04H1/54;D04H1/587;D06M15/333;D06M13/419;D06M15/53;D06M11/79;D06M13/188;D06M13/203;D06M101/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了分步熱軋改性法制備聚乙烯醇纖維復合材料的方法及應用。該方法包括：通過在無紡布制備過程使用改性膠液（劑）與濕法紡絲生產的聚乙烯醇纖維進行分步上膠熱軋改性復合而制備。上膠改性液（劑），按重量份數計，包括如下組分：聚乙烯醇100；改性多元醇增塑劑20?100；柔軟劑5?10；填料3?10；濕潤滲透劑0.2?1.0；防霉劑0.3?1.0；水400?600。經以上工藝制備的無紡布能大幅改善其熱封性能和強化機械物理性能，使其手感也得到改善。

技術領域

本發明涉及纖維復合材料制備領域，具體涉及分步熱軋改性法制備聚乙烯醇纖維復合材料的方法及應用。

背景技術

聚乙烯醇(PVA)作為一種環境友好型材料，近年來在許多領域得到了快速發展和應用。聚乙烯醇(PVA)材料有著豐富的原料來源和較為成熟的生產工藝，尤其在纖維的生產和應用領域，以聚乙烯醇為主要原料而生產的維尼綸纖維，成熟的生產工藝都是采取濕法紡絲即水溶液紡絲法進行，而聚乙烯醇無紡布的制備則是在生產維尼綸前段工序中，聚乙烯醇(PVA)經濕紡凝固浴成型后的聚乙烯醇纖維，不繼續經縮醛處理而直接用于生產聚乙烯醇無紡布，也是近年得到了快速發展和應用的領域。由于聚乙烯醇無紡布具有水溶性和環境友好的屬性，在許多領域開始取代以塑料合成樹脂為原料制造的無紡布，如制鞋、制革、床墊、子母被、裝飾、化工、印刷、汽車、建材，家具等行業，及服裝襯布，醫療衛生一次性手術衣，口罩，帽，床單，酒店一次性臺布，美容，桑拿乃至當今時尚的禮品袋，精品袋，購物袋，廣告袋等等。特別是一次性使用的應用領域，可以完全取代傳統的塑料合成樹脂無紡布，而使產品更具有環保性。

由聚乙烯醇纖維的制備技術和工藝可知，聚乙烯醇溶液經濕法紡絲，所得初生纖維在堿性凝固浴中凝固，經中和、水洗和多段高倍拉伸和熱處理后成纖，得到具有優異機械性能的聚乙烯醇纖維，不但強度高，模量高，而且纖維的分散性也非常好。以此纖維可生產出各種規格的聚乙烯醇無紡布。

眾所周知，由于聚乙烯醇熔點高達220-230℃，而在受熱條件下，聚乙烯醇于180℃就開始出現不穩定和分解，隨著溫度的繼續上升不但分解加劇，而且伴隨著交聯產生；所以，純的聚乙烯醇在一般情況下是不具有熱塑性加工成型屬性的，所以，目前條件下，純的聚乙烯醇材料不可能像一般熱塑性塑料聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、尼龍(PA)等一樣通過其具有的熱塑性實現熔融紡絲(Melt spinning)：即熔融擠出紡絲(Meltextruded fabric)、熔噴紡絲(Melt blown spinning)、和熔融紡粘(Melt spunbond)等方法來制備聚乙烯醇纖維和無紡布織物；就是經過濕法(溶液紡絲)紡絲的聚乙烯醇纖維也不具備熱塑性，所以由濕法紡絲的聚乙烯醇纖維生產的聚乙烯醇無紡布也完全不具備熱塑熱封性能；這是聚乙烯醇纖維和無紡布最大的缺陷之一，即不能像其他常用的熱塑性塑料合成樹脂所制備的無紡布那樣具有優良的熱封性能，使其在應用領域受到一定的限制，如無紡布的后期制品加工：封邊、封口、制袋等等，只能進行傳統的人工縫合而不是由自動化熱封制袋加工機械的工藝實現。這樣就導致了加工效率低下、成本劇增。

為了解決上述聚乙烯醇無紡布不具備熱塑性的缺陷，近年來也有通過對聚乙烯醇無紡布成型后的后加工改性處理而獲得熱塑性，使之能適用于通過熱封、超聲波焊接等方法封邊、封口、制袋等等性能，如專利CN108221386A、CN109295726A、CN109371681A等是通過對聚乙烯醇無紡布的第二次加工改性，即后期浸軋整理而獲得熱塑性；專利CN108729246A同樣也是通過對成型后的聚乙烯醇無紡布進行第二次加工，即通過涂覆復合的方式獲得聚乙烯醇無紡布的熱封性能。但以上的方法均是需要二次加工的，無法直接獲得具有熱塑、熱封性能的改性聚乙烯醇纖維復合材料。

發明內容

本發明的目的在于針對現有材料和技術的不足，提供了一種分步熱軋改性法制備聚乙烯醇纖維復合材料(無紡布)的方法與應用。本發明使用的聚乙烯醇纖維是指由濕法紡絲(溶液紡絲)法生產的纖維；下同。此材料在本發明技術處理前是不具備熱塑性和熱封性能的。