[发明专利]尺寸上稳定的、耐火的熔喷纤维和包括阻燃聚合物的非织造结构

说明书

尺寸上稳定的耐火纤维结构，其包括耐火熔喷非织造纤维，以及用于生产此类尺寸上稳定的耐火非织造纤维结构的方法和设备。所述熔喷纤维包含足量的聚(苯硫醚)，使得所述非织造纤维结构呈现出通过一个或多个选自UL 94 V0、FAR 25.853(a)和FAR 25.856(a)的测试的耐火性，其中在非织造纤维结构无任何卤代阻燃添加剂。一旦离开熔喷模具的至少一个孔，立即使该熔喷纤维在低于聚(苯硫醚)的熔融温度的温度下经受控的自由开松式热处理操作处理，以便向纤维赋予尺寸上的稳定性。包括该自由开松式热处理的熔喷纤维的所述非织造纤维结构表现出的收缩小于在采用相同制备方法但仅纤维未经所述受控的自由开松式热处理操作处理的结构上所测得的收缩，并且通常小于15％。

技术领域

本公开涉及包括阻燃聚合物的熔喷、耐火纤维，并且更具体地，涉及包括此类熔喷纤维的尺寸上稳定的、耐火的非织造纤维结构以及制备此类结构的方法。

背景技术

熔喷是一种用于形成热塑性(共)聚合物纤维的非织造纤维网的方法。在典型的熔喷工艺中，一种或多种热塑性(共)聚合物流通过包含密集布置的孔的模具被挤出，并通过高速热空气流的汇聚进行衰减，以形成微纤维，微纤维被收集以形成熔喷非织造纤维网。

通常用于形成常规熔喷非织造纤维网的热塑性(共)聚合物包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。熔喷非织造纤维网适用于多种应用，包括隔音和隔热、过滤介质、手术用消毒帷帘和擦拭物等等。

发明内容

常规熔喷非织造纤维网的缺陷之一是在后续加工或使用例如用作隔热材料时，即使加热到中等温度也容易发生收缩。当熔喷纤维包括热塑性聚酯(共)聚合物时，此类收缩可能是特别有问题的；例如，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(乳酸)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)或它们的组合物；在某些应用中，为了获得更高的温度性能，这可能是期望的。

此类常规熔喷非织造纤维网的另一个限制是，所述纤维通常包含不耐火的材料，如果非织造纤维网旨在用于受防火或火焰传播法规限制的应用，例如限制在客车绝缘制品中使用的材料的规定，则通常迫使向纤维中添加阻燃试剂(即，阻燃剂)。在某种程度上由于其环境的持久性，某些卤化阻燃剂最近已变得不受欢迎。因此，期望开发用于生产不含卤化阻燃剂的耐火的、尺寸上稳定的熔喷非织造纤维结构的熔喷工艺。

因此，在一个方面，本公开描述了耐火的、尺寸上稳定的非织造纤维结构，其包括多个包含阻燃聚合物的熔喷纤维。耐火的非织造纤维结构表现出耐火性，如经由通过一个或多个选自UL 94 V0、FAR25.853、FAR 25.856、AITM20007A和AITM 3-0005的测试所证实的，其中无任何添加的卤化阻燃剂。优选地，阻燃非织造纤维结构在尺寸上是稳定的，并且表现出小于15％的收缩。

在某些示例性的实施方案中，可期望在非织造纤维结构中包括非卤化阻燃剂。在其他示例性的实施方案中，所述熔喷纤维不含除了阻燃聚合物之外的阻燃试剂(即，阻燃剂)。在某些示例性的实施方案中，熔喷纤维不以有效实现成核的量包含成核剂。

在另一个方面，本公开描述了一种用于生产尺寸上稳定的包括阻燃纤维的熔喷非织造纤维结构的方法，并且更具体地，尺寸上稳定的、阻燃的、包括为阻燃剂的一种聚合物的熔喷非织造纤维结构。

在一些示例性实施方案中，该方法包括通过将包括聚(苯硫醚)的熔融聚合物流穿过熔喷模具的多个孔形成多个熔喷纤维，一旦该熔喷纤维离开多个孔时，立即使熔喷纤维的至少一部分经受控的自由开松式热处理操作处理，其中该受控的自由开松式热处理操作是在低于该部分熔喷纤维的熔融温度的温度下进行，持续足够的时间以使得经受控的自由开松式热处理操作的该纤维的该部分内的至少一部分分子实现应力弛豫，并且在收集器收集经受控的自由开松式热处理操作处理的熔喷纤维的该部分的至少一些，以形成非织造纤维结构。该非织造纤维结构表现出的收缩(使用本文所述的方法进行测试)小于采用相同制备方法但未经受控的自由开松式热处理操作处理的结构所测得的收缩。