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CN110154470B - 一种防水透气的复合无纺布及其制备方法与应用 - Google Patents

一种防水透气的复合无纺布及其制备方法与应用 Download PDF

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CN110154470B CN201910257408.XA CN201910257408A CN110154470B CN 110154470 B CN110154470 B CN 110154470B CN 201910257408 A CN201910257408 A CN 201910257408A CN 110154470 B CN110154470 B CN 110154470B
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Abstract

本发明公开了一种防水透气的复合无纺布，由底层纤网、中间M层纤网和上层纤网经热定型而成；所述底层纤网为纺粘PET长丝纤网；所述中间M层纤网包括至少两层添加有1‑5wt％拒水助剂的改性熔喷PET纤网；所述上层纤网为添加有0.5‑3wt％拒水助剂的纺粘PET长丝纤网。本发明的复合无纺布具有优异的防水透气性能，可应用于建筑外墙保温等领域，既能将建筑外的水分阻挡在外面，又能将建筑内的水蒸气排出，保障了人类生活环境的舒适性。

Description

一种防水透气的复合无纺布及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及防水透气材料制备技术领域，具体涉及一种防水透气的复合无纺布及其制备方法与应用。
背景技术
在建筑领域中，水和水汽是威胁建筑安全的重要因素。建筑发展初期，外部雨水渗透是建筑防水系统重点防治对象，传统方式是将一层不透气的防水层覆于保温层之外，这种做法虽将雨水阻隔在建筑之外，同样也将来自室内的水蒸气“堵”在保温层中，使其无法有效排出。这是因为室内温度和湿度普遍高于室外，室内水蒸气透过实体墙渗透至保温层中，遇冷在防水层内侧凝结成露，日积月累致使保温层受潮，损害其保温性和耐久性。随着对室内水蒸气防治要求的愈加严格和防水技术的提升，防水需求和透气需求的矛盾日渐突出。
防水透气膜是一种新型高分子防水材料，现有的建筑用防水透气膜主要有三层构成：PP纺粘无纺布、PE高分子透气膜和PP纺粘无纺布，其中，纺粘无纺布的作用主要是增强拉力和静水压以及保护中间层(透气膜)，真正透气主要靠中间层PE高分子透气膜。现有的防水透气膜的制备工艺主要为流延复合和热熔胶复合，但这两种工艺制备的防水透气膜的透气性都很小，甚至不透气；而且热熔胶复合工艺由于热熔胶的熔点低，冬季不起作用，易分层，夏季热熔胶会熔化；且由于PP本身的物理化学性质，使现有的防水透气膜在长期使用后易老化，甚至完全失去防水透气的作用。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种防水透气的复合无纺布及其制备方法，本发明的复合无纺布具有优异的防水透气性能，可应用于建筑外墙保温等领域，既能将建筑外的水分阻挡在外面，又能将建筑内的水蒸气排出，保障了人类生活环境的舒适性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种防水透气的复合无纺布，由底层纤网、中间M层纤网和上层纤网经热定型而成；
所述底层纤网为纺粘PET长丝纤网；
所述中间M层纤网包括至少两层添加有1-5wt％拒水助剂的改性熔喷PET纤网；
所述上层纤网为添加有0.5-3wt％拒水助剂的纺粘PET长丝纤网。
优选的，所述底层纤网中，纤维的纤维细度为2-3D。底层纤网是与建筑外面接触的，将底层纤网中纤维的纤维细度限定为2-3D，使复合无纺布的底面相对粗糙一些，在施工过程中易与建筑面贴合，避免出现滑脱现象。
优选的，所述中间M层纤网中，纤维的直径为0.5-2μm。
优选的，所述中间M层纤网包括两层添加有1-5wt％拒水助剂的改性熔喷PET纤网。
中间M层纤网是本发明的复合无纺布中起到防水透气作用的关键层，其中，纤维的直径和改性熔喷PET纤网的层数会影响中间M层纤网的孔径，经试验发现，纤维的直径为0.5-2μm、改性熔喷PET纤网的层数为2层时，中间M层纤网的防水透气性能最佳。
优选的，所述上层纤网中，纤维的纤维细度为1-1.5D。
优选的，所述拒水助剂为三氟丙基甲基硅化物。
上层纤网的主要作用是防水，因此本申请在上层纤网中添加有拒水助剂，可以优化其防水效果；另外，上层纤网在防水的同时，还应保证由中间M层纤网透过的水蒸气的排出，因此本申请将上层纤网中纤维的纤维细度限定为1-1.5D。
优选的，所述底层纤网占复合无纺布重量的15-30％，所述中间M层纤网占复合无纺布重量的30-60％，所述上层纤网占复合无纺布重量的25-40％。
本发明的复合无纺布中，底层纤网、中间M层纤网和上层纤网所占的重量比直接影响复合无纺布的透气和防水性能，经试验发现，采用上述重量比制备的复合无纺布的防水透气的综合性能较佳，在此基础上改变其中某一层或某几层的重量比，则制备的复合无纺布的防水透气性能均会降低。
本发明的第二方面，提供上述复合无纺布的制备方法，包括以下步骤：
(1)底层纤网的制备：以IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片为原料，采用纺粘法制备得到纤维细度为2-3D的纤维网层，作为底层纤网；
(2)中间M层纤网的制备：将IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片进行改性，制备得到IV值0.35-0.45、熔点255-265℃的改性PET切片，以改性PET切片为原料，添加原料重量1-5％的拒水助剂，采用熔喷纺丝法制备成孔径为1.8-5.0μm的熔喷疏水纤维网，将至少两层熔喷疏水纤维网进行叠加，作为中间M层纤网；
(3)上层纤网的制备：以IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片为原料，向原料中添加0.5-3wt％拒水助剂，采用纺粘法制备得到纤维细度为1-1.5D的疏水纤维网层，作为上层纤网；
(4)热定型：将底层纤网、中间M层纤网和上层纤网依次铺叠，在温度180-260℃、线压力40-150N/mm的工艺条件下进行三级热定型，即制备得到复合无纺布。
优选的，步骤(2)中，PET切片改性的方法为：将IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片在120-160℃结晶干燥6-12h，将含水率控制在30PPm以内，添加PET切片重量0.5-5％的二叔丁基过氧化物和0.2-1％的助剂，在300-320℃且有惰性气体保护下于高速双螺杆挤出机内充分混合反应，反应至聚合物的IV值0.35-0.45、熔点255-265℃。
通过上述改性处理，可以打断PET分子链，降低PET相对分子质量，使相对分子质量变窄，提高了PET熔体的流动性，使其熔喷纤维直径能够满足要求。
优选的，步骤(4)中，所述三级热定型具体为：在180-220℃、线压力40-80N/mm的条件下对中间M层纤网进行第一级热定型；在220-260℃、线压力80-150N/mm的条件下对底层纤网、中间M层纤网和上层纤网粘合进行第二级热定型；在240-260℃条件下进行第三级表面热处理。
通过三级热定型处理更利于粘合，产品不会出现分层现象，提高了剥离强度。
本发明的第三方面，提供上述复合无纺布在制备建筑防水透气膜和/或防水包装材料中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明的复合无纺布，其上层纤网具有阻水作用，中间M层纤网可以形成隔水层，且纤维间隙存在微孔，具有透气性，既能对建筑工程起到防水作用，又能使建筑内湿气排除，是真正的“可呼吸式”防水材料。
(2)本发明的复合无纺布是以PET为原料，经纺粘和熔喷纺丝复合而成，PET原料较PP材料，具有熔点高、耐老化性和化学稳定性好等优势，而且原料的价格低廉，因此，本发明的复合无纺布具有较强的抗老化性。
(3)本发明的复合无纺布的底层纤网的纤维纤维细度在2-3D，无纺布表面相对粗糙一些，在施工过程中易与建筑面贴合，避免出现滑脱现象。
附图说明：
图1：本发明的复合无纺布的结构示意图；其中，1-底层纤网，2-中间M层纤网，3-上层纤网。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，在建筑领域，防水需求和透气需求的矛盾日益突出，现有的建筑用防水透气膜由于材料和工艺固有的缺陷，导致其透气性不佳，在使用过程中容易老化。基于此，本发明的目的是研究出一种新型的建筑防水透气膜用无纺布。
无纺布又称非织造布，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。
纺粘法和熔喷法是非织造材料生产的两种主要方法，其中，纺粘法是利用化学纤维纺丝成型原理，在聚合物纺丝过程中使连续长丝纤维铺置成网，纤网经机械、化学或热粘合加固成布，整个过程由一套设备完成；其结构特点是由连续长丝随机组成纤网(纤维集合体)，具有很好的物理机械性能。熔喷法是将聚合物熔体通过高速高温气流喷吹，使熔体细流受到极度拉伸而形成超细纤维，然后凝聚到多孔滚筒或网帘上形成纤网，再经自身粘合或热粘合作用得以加固而制成非织造布的一种生产技术；其结构特点是纤维极细(纤维直径达到微米级甚至纳米级)，比表面积大，纤网空隙率高，纤网均匀度好。
防水透气膜是一种新型的高分子材料，其技术要求要比一般防水材料高的多，在加强建筑气密性、水密性的同时，也要求结构内部的水汽迅速排出。
PET较PP材料，具有熔点高、耐老化性和化学稳定性好等优势，且PET切片的市场价格仅为PP切片价格的一半。但是，由于PET熔体的流动性低、且PET熔体极易被降解，导致PET熔喷纺丝极为困难。
本发明首次以PET为原料，基于纺粘法和熔喷法生产的非织造材料的各自结构特点，分别利用纺粘法和熔喷法生产纺粘PET长丝纤网和改性熔喷PET纤网，并将其进行复合，制备得到一种具有优异防水和透气功能的复合无纺布。
在本发明的一种实施方案中，所述复合无纺布由底层纤网、中间M层纤网和上层纤网经热定型而成；所述底层纤网占复合无纺布重量的15-30％，所述中间M层纤网占复合无纺布重量的30-60％，所述上层纤网占复合无纺布重量的25-40％。其中：
所述底层纤网为纺粘PET长丝纤网；纤维的纤维细度为2-3D。
所述中间M层纤网包括至少两层添加有1-5wt％拒水助剂的改性熔喷PET纤网；纤维的直径为0.5-2μm。
所述上层纤网为添加有0.5-3wt％拒水助剂的纺粘PET长丝纤网；纤维的纤维细度为1-1.5D。
制备方法如下：
步骤一：制备底层纤网
利用IV值0.6-0.7，熔点255-265℃的PET切片，通过常规纺粘非织造技术，制备纤维细度2-3D的纤维层网，其克重占比为15-30％，作为新型防水透气无纺布的底层，此层无纺布表面相对粗糙一些，在施工过程中易与建筑面贴合，避免出现滑脱现象。
步骤二：制备中间M层纤网
采用IV值0.6-0.7，熔点255-265℃的常规PET切片，在120-160℃、6-12小时的结晶干燥工艺下，将含水率控制在30PPm以内，通过添加0.5-5％的二叔丁基过氧化物、0.2-1％的助剂(所用的助剂可以为抗氧化剂，例如亚磷酸三苯酯)，经过温度300-320℃且冲入惰性气体(如氮气、氩气等)保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，打断PET分子链，降低PET相对分子质量，相对分子质量变窄，提高PET熔体的流动性，经乌氏粘度计测定反应后的聚合物IV值0.35-0.45，DSC测得熔点255-265℃，其优良的物理性能可作为熔喷PET切片使用，同时添加1-5wt％的三氟丙基甲基硅化物(例如：三氟丙基甲基硅油)，在双螺杆挤出机内反应后的熔体充分混合，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.1-0.3MPa温度300-380℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为0.5-2μm，孔径为1.8-5μm的PET熔喷疏水纤维层网，其克重占比为15-30％。
将至少两层PET熔喷疏水纤维网相互叠加，增加熔喷层比例，减小其孔径至1.0-3.0μm，形成隔水层。
其1，系统温度在300℃以上，熔体极易降解，通过冲入惰性气体防止熔体氧化降解；在熔体管道中加入搅拌装置，避免熔体某一局部位置产生过热现象造成热降解，此过程也是分子链的断裂和分子链重新生成相互抵消的过程，防止发生热降解反应；
其2，添加1-5％的三氟丙基甲基硅化物，使熔喷层纤维在粘合受热后，三氟丙基甲基硅化物释放出表面，使与水接触角θ提高到95-130°，起隔水层作用。
其3，由于市面上没有IV值0.35-0.45，熔点255-265℃的熔喷PET原料，只有通过添加0.5-5％的二叔丁基过氧化物、0.2-1％的助剂与常规PET切片进行反应，打断PET分子链，降低PET相对分子质量，相对分子质量变窄，提高PET熔体的流动性，使其熔喷纤维直径0.5-2μm的满足要求。
步骤三：制备上层纺纤网
利用IV值0.6-0.7，熔点255-265℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，将含水率控制在30ppm以内，通过添加0.5-3％的三氟丙基甲基硅化物(例如：三氟丙基甲基硅油)，经过温度300-320℃且注入惰性气体(如氮气、氩气等)保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.3-0.4MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0-1.5D的疏水纤维层网，其克重占比为25-40％，作为新型防水透气无纺布的上层，使接触角θ提高到95-130°，易于疏水，起防水作用。
步骤四：粘合
将底层纤网、中间M层纤网和上层纤网依次铺叠，利用上下一对钢辊，经过温度180-260℃，线压力40-150N/mm的工艺条件下三级热定型，制备成新型防水透气无纺布。
其中，三级热定型工艺，由于熔喷纤维的耐温性比纺粘纤维差，利用低于纺粘纤维熔融临界温度对中间M层纤网进行第一级热定型，其温度为180-220℃，线压力为40-80N/mm；采用温度220-260℃、线压力80-150N/mm的工艺对两侧纺粘纤维和熔喷纤维粘合进行第二级热定型，采用温度240-260℃对新型防水透气无纺布进行第三级表面热处理，所制得的新型防水透气无纺布具有微孔且高抗静水压的功能，主要应用于建筑防水、防水包装等。
本发明采用三级热定型工艺主要是更利于粘合，产品不会出现分层现象，提高剥离强度。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例和对比例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1：防水透气复合无纺布的制备
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为12克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为12克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为24克。
防水透气复合无纺布的整体克重为60克。
2.制备方法：
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为12克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量1.5％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为3.6μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为12克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为12克。
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加1.5％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为24克的纺粘纤维层网。
将克重为24克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度195℃、线压力50N对中间两层PET熔喷层进行第一级热定型；通过第二级温度230℃、线压力90N对两侧纺粘纤维和熔喷纤维粘合进行第二级热定型；采用第三级温度250℃进行表面热处理，制备得到克重为60克的无纺布。
实施例2：防水透气复合无纺布的制备
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为20克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为20克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为40克。
防水透气复合无纺布的整体克重为100克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为20克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加2.5％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.4、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量1.2％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.5μm，孔径为3.0μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为20克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为20克。
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加1.5％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为40克的疏水纤维层网。
将克重为40克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度210℃、线压力60N，对中间两层PET熔喷层进行第一级热定型；通过第二级温度240℃、线压力120N，对两侧纺粘纤维和熔喷纤维粘合进行第二级热定型；采用第三级温度250℃进行表面热处理，制备得到克重为100克的无纺布。
实施例3：防水透气复合无纺布的制备
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为12克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为18克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为32克。
防水透气复合无纺布的整体克重为80克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为12克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量1.5％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为3.0μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为18克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为18克；
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加1.5％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为32克的疏水纤维层网。
将克重为32克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度195℃、线压力70N，第二级温度230℃、线压力120N，第三级温度250℃的表面处理下制备克重为80克的无纺布。
实施例4：防水透气复合无纺布的制备
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为18克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为30克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为42克。
防水透气复合无纺布的整体克重为120克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为18克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量2％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为2.0μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为30克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为30克。
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加2％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为42克的疏水纤维层网。
将克重为42克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度210℃、线压力70N，第二级温度240℃、线压力130N，第三级温度255℃的表面处理下制备克重为120克的无纺布。
实施例5：防水透气复合无纺布的制备
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为24克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为28克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为40克。
防水透气复合无纺布的整体克重为120克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为24克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量2％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为2.8μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为28克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为28克。
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加2％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为40克的疏水纤维层网。
将克重为40克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度210℃、线压力70N，第二级温度240℃、线压力110N，第三级温度255℃的表面处理下制备120克无纺布。
对比例1：
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为12克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为12克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为24克。
防水透气复合无纺布的整体克重为60克。
2.制备方法：
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为12克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加0.3％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.55、熔点260℃的熔喷PET聚合物，添加熔喷PET聚合物重量0.5％的三氟丙基甲基硅油，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为4.7μm，孔径为8.9μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为12克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为12克。
再利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加0.3％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为24克的纺粘纤维层网。
将克重为24克的纺粘纤维层网铺在第三层的熔喷纤维网层上作为第四层，将四层纤维网利用上下一对钢辊，通过第一级温度195℃、线压力50N对中间两层PET熔喷层进行第一级热定型；通过第二级温度230℃、线压力90N对两侧纺粘纤维和熔喷纤维粘合进行第二级热定型；采用第三级温度250℃进行表面热处理，制备得到克重为60克的无纺布。
对比例2：
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为40克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为10克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为40克。
复合无纺布的整体克重为100克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为40克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加0.4％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂和1.2％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.5、熔点260℃的熔喷PET聚合物，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为4.5μm，孔径为8.6μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为10克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为10克；利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加1.5％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为40克的疏水纤维层网；通过第一级温度210℃、线压力60N，第二级温度240℃、线压力120N，第三级温度250℃的表面处理下制备100克无纺布。
对比例3：
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为12克；中间层(两个M层)为改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为18克；上层(第二个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为32克。
复合无纺布的整体克重为80克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为12克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物和1％的助剂，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为3.0μm的熔喷纤维层网，其克重为18克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为18克。
利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为32克的纤维层网；通过第一级温度195℃、线压力70N，第二级温度230℃、线压力120N，第三级温度250℃的表面处理下制备80克无纺布。
对比例4：
1.结构组成：
采用SMMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为18克；中间层(两个M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，每一个M层的克重为30克；上层(第二个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为42克。
复合无纺布的整体克重为120克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为18克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂和0.4％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为2.0μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为30克，铺在底层纤维网上作为第二层；第三层的熔喷纤维网层与第二层工艺相同，克重为30克；利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为42克的疏水纤维层网；通过第一级温度210℃、线压力70N，第二级温度240℃、线压力130N，第三级温度255℃的表面处理下制备120克无纺布。
对比例5：
1.结构组成：
采用SMS结构方式，其中：底层(第一个S层)为纺粘PET长丝纤网，克重为24克；中间层(M层)为添加拒水助剂的改性熔喷PET纤网，克重为56克；上层(第二个S层)为添加拒水助剂的纺粘PET长丝纤网，克重为40克。
复合无纺布的整体克重为120克。
2.制备方法：
首先利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，经常规纺粘非织造技术制得纤维细度2.3D的纤维网作为底层，其克重为24克。
利用IV值0.65、熔点260℃的常规PET切片，通过添加4.7％的二叔丁基过氧化物、1％的助剂和2％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度305-315℃且冲入氮气保护下的高速双螺杆挤出机内充分混合反应，制备IV值0.35、熔点260℃的熔喷PET聚合物，经熔体搅拌、计量装置输送到模头，再经过压力0.25MPa温度370℃的热空气进行牵伸喷丝，制备成纤维直径为1.0μm，孔径为4.5μm的熔喷疏水纤维层网，其克重为56克，铺在底层纤维网上作为第二层；利用IV值0.65，熔点260℃的PET切片，经过常规结晶干燥工艺，通过添加2％的三氟丙基甲基硅化物，经过各区温度300-310℃且注入氮气保护下进行双螺杆挤出机充分熔融混合，通过计量输送到模头，再经过孔径为0.14mm、长径比为3.5的喷丝板，利用0.35MPa的压缩空气进行制备纤维细度1.0D，克重为40克的疏水纤维层网；通过第一级温度210℃、线压力70N，第二级温度240℃、线压力110N，第三级温度255℃的表面处理下制备120克无纺布。
试验例：
上述实施例1-5与对比例1-5分别对原料配比组成的防水透气无纺布进行部分检测，其检测方法采用JC/T2291标准中规定的检测要求，不透水性采用GB/T328.10标准，拉伸强力采用GB/T328.9标准，水蒸气透过量采用GB/T17146标准，接触角采用雨淋法GB/T14577标准，各项指标如表1所示。
表1：
Figure BDA0002014170220000141
由表1测试结果可以看出，实施例1与对比例1相比，在同样60克情况下，实施例1水蒸气透过量和不透水性均有显著提高，其中不透水性是后者的1.4倍，且满足JC/T2291中Ⅰ类要求；实施例3与对比例3相比，在同样80克情况下，本发明中添加的三氟丙基甲基硅化物原料与未添加三氟丙基甲基硅化物所制备的防水透气无纺布，其拉伸强力，水蒸气透过量相当，但接触角是后者的近2倍，雨水很难浸入无纺布内层，从而提高不透水性指标，满足JC/T2291中Ⅱ类要求；实施例5与对比例5相比，在同样120克情况下，本发明采用两层PET熔喷纤维层，所制备的防水透气无纺布其拉伸强力，水蒸气透过量，接触角基本相当，但不透水性为185cm是后者的近2倍，满足JC/T2291中Ⅲ类要求；剩余几组实施例与对比例中，进一步说明原料组成、比例的不同对防水透气无纺布的适用性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种防水透气的复合无纺布的制备方法，其特征在于，所述复合无纺布由底层纤网、中间M层纤网和上层纤网经热定型而成；
所述底层纤网为纺粘PET长丝纤网；
所述中间M层纤网包括至少两层添加有1-5wt％拒水助剂的改性熔喷PET纤网；
所述上层纤网为添加有0.5-3wt％拒水助剂的纺粘PET长丝纤网；
所述底层纤网占复合无纺布重量的15-30％，所述中间M层纤网占复合无纺布重量的30-60％，所述上层纤网占复合无纺布重量的25-40％；
所述复合无纺布的制备方法包括以下步骤：
(1)底层纤网的制备：以IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片为原料，采用纺粘法制备得到纤维细度为2-3D的纤维网层，作为底层纤网；
(2)中间M层纤网的制备：将IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片进行改性，制备得到IV值0.35-0.45、熔点255-265℃的改性PET切片，以改性PET切片为原料，添加原料重量1-5％的拒水助剂，采用熔喷纺丝法制备成孔径为1.8-5.0μm的熔喷疏水纤维网，将至少两层熔喷疏水纤维网进行叠加，作为中间M层纤网；
(3)上层纤网的制备：以IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片为原料，向原料中添加0.5-3wt％拒水助剂，采用纺粘法制备得到纤维细度为1-1.5D的疏水纤维网层，作为上层纤网；
(4)热定型：将底层纤网、中间M层纤网和上层纤网依次铺叠，在温度180-260℃、线压力40-150N/mm的工艺条件下进行三级热定型，即制备得到复合无纺布。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，PET切片改性的方法为：将IV值0.6-0.7、熔点255-265℃的PET切片在120-160℃结晶干燥6-12h，将含水率控制在30PPm以内，添加PET切片重量0.5-5％的二叔丁基过氧化物和0.2-1％的助剂在300-320℃且有惰性气体保护下于高速双螺杆挤出机内充分混合反应，反应至聚合物的IV值0.35-0.45、熔点255-265℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述三级热定型具体为：在180-220℃、线压力40-80N/mm的条件下对中间M层纤网进行第一级热定型；在220-260℃、线压力80-150N/mm的条件下对底层纤网、中间M层纤网和上层纤网粘合进行第二级热定型；在240-260℃条件下进行第三级表面热处理。
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Inventor after: Cheng Cuicui

Inventor after: Wang Yucheng

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Inventor after: Zhu Shaocun

Inventor after: Wang Haiping

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