[发明专利]气凝胶改性聚丙烯、超轻隔热保温熔喷非织造布及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶改性聚丙烯、超轻隔热保温熔喷非织造布及其制备方法。其中，该制备方法包括：在聚合反应前或者在聚合反应过程中，加入气凝胶与具有较低黏度的反应物料进行共混，实现气凝胶的均匀分散，制备得到气凝胶改性聚丙烯；其中，反应物料包括丙烯单体、催化剂及助剂，气凝胶的粒度介于20nm～100μm之间，孔隙率介于40％～99.9％之间，堆积密度3～500g/L，体积分数占气凝胶改性聚丙烯制备得到的超轻隔热保温熔喷非织造布的体积的20％～60％。本发明制备出气凝胶均匀分散的具有良好熔喷性能的气凝胶改性聚丙烯颗粒和具有超轻隔热保温功能的熔喷聚丙烯非织造布，且非织造布中气凝胶在使用过程中不发生脱落。

技术领域

本发明涉及非织造布材料领域，具体而言，涉及一种气凝胶改性聚丙烯、超轻隔热保温熔喷非织造布及其制备方法。

背景技术

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。

目前，制备非织造布的工艺也多种多样，例如《二氧化硅气凝胶/聚丙烯熔喷非织造材料的制备和性能研究》论文中，给出了通过聚丙烯与气凝胶进行熔融共混制备气凝胶改性聚丙烯熔喷非织造布的方法。在CN104446333B中，将PP(聚丙烯)纤维经APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)进行硅烷化处理后浸渍在TEOS(正硅酸乙酯)溶液中，通过共水解和共交联凝胶反应生成具有SiO₂气凝胶薄层的非织造布，再经多次交叉浸渍、共水解和共交联凝胶反应，干燥得到PP纤维增强SiO₂凝胶材料。CN 106838547 A中给出了一种不掉粉的含纳米孔隙隔热材料的保温毡(板)及其制备方法，该技术中采用常规的针刺技术或梳棉技术将纤维制成片状或卷状毡的纤维基体材料，然后向该基体材料的纤维表面浸涂或者喷涂粘结剂，最后向纤维喷撒经过研磨的纳米孔隙隔热材料获得粘结有纳米孔隙材料的保温毡(板)。

但是，上述方法均存在一定的技术问题，例如：《二氧化硅气凝胶/聚丙烯熔喷非织造材料的制备和性能研究》论文中使用熔融共混法制备气凝胶改性PP熔喷非织造布，由于PP和气凝胶的堆密度相差很大，难以在有限熔程的熔喷设备中获得气凝胶分散均匀、粒度可调控的非织造布。CN 104446333 B中需要对PP纤维进行表面硅烷化处理，然后经过多次浸渍TEOS溶液、进行共水解和共交联凝胶反应，不仅工序繁琐、耗时长，并且需要对PP纤维进行化学改性，容易使PP纤维力学性能下降，降低最终成品的力学性能；此外，与PP纤维表面不直接接触的SiO₂干凝胶非常容易在使用过程中脱落，降低材料的使用寿命，恶化使用环境，危害使用者的身体健康。CN 106838547 A中使用纤维层、粘结层、纳米孔隙隔热层三层复合的方法制备不掉粉尘的保温毡(板)，工序较繁琐，纳米孔隙隔热材料在保温毡(板)中的含量、进入纤维基体中的深度受纤维基体内纤维间孔隙大小影响较大；此外，该技术采用喷撒法添加纳米孔隙隔热材料，其中的纤维基体相当于过滤材料，容易把纳米孔隙隔热材料阻挡在基体外表层，难以达到纳米孔隙隔热材料分散均匀的效果，并且保温毡(板)上的粘结层在使用过程中容易粘结灰尘等异物，影响其外观及透气等性能。

发明内容

本发明旨在提供一种气凝胶改性聚丙烯、超轻隔热保温熔喷非织造布及其制备方法，以解决现有技术中通过熔喷法制备气凝胶改性非织造布存在的气凝胶分散均匀性差、粒度不可调控的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气凝胶改性聚丙烯的制备方法。该制备方法包括以下步骤：在聚合反应前或者在聚合反应过程中，加入气凝胶与具有较低黏度的反应物料进行共混，实现气凝胶的均匀分散，通过丙烯聚合工艺制备得到气凝胶改性聚丙烯；其中，反应物料包括丙烯单体、催化剂及助剂，气凝胶的粒度介于20nm～100μm之间，孔隙率介于40％～99.9％之间，堆积密度3～500g/L，体积分数占气凝胶改性聚丙烯制备得到的超轻隔热保温熔喷非织造布的体积的20％～60％。