CN101994213A - 一种吸音隔热材料的制备方法及其制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种吸音隔热材料的制备方法及其制品，采用以下工艺：1.将PET纤维梳理成有序的PET纤维流；PET纤维的纤度为1.1～28dtex，纤维长度为30～100mm；2.将PBT切片熔融纺丝，形成PBT超细熔喷纤维流；PBT熔融温度为290～320℃，高速热气流温度为280～330℃；PBT超细熔喷纤维的纤度为0.5～5um，平均纤度为2～3um；3.将PET纤维流和PBT超细熔喷纤维流混合后，在成网帘上凝聚成网，并依靠PBT超细熔喷纤维的余热，使纤维间相互粘连加固成型，即形成所述吸音隔热材料；PET梳理纤维流和PBT超细熔喷纤维流的混合质量比为35∶65～85∶15。

Description

一种吸音隔热材料的制备方法及其制品

技术领域

本发明涉及功能材料技术，具体为一种吸音隔热材料的制备方法及其制品。该吸音隔热材料由PET/PBT双组份构成。

背景技术

近年来，随着现代工业和交通运输业的发展，噪声污染问题日益突出，已和空气污染、水质污染并列为当代三大污染源，它不仅能够严重危害人的听觉系统，使人易感疲倦、耳聋，而且还会加速建筑物、机械结构的老化，影响设备及仪表的精度和使用寿命。随着社会发展和人类环境意识的增强，人们对声学质量的要求越来越高，降低噪声的危害已成为目前一项迫切的任务。

非织造布是由纤维集合体组成，具有多孔疏松结构和较多纤维界面，因其自身结构具有的良好吸声性能及低廉的制造成本，已成为现代最具有发展前景的吸音材料之一。非织造吸音材料不仅克服了高密度材料比重大、成本高的缺点，同时具有加工成型性好，便于与其它结构材料复合的特点。

目前，可作为非织造布吸声材料的纺织纤维大致可分为有机纤维、无机纤维、有机高分子纤维三大类。有机纤维是最早被应用到吸音材料中，其产品对中、高频范围内的声波也具有良好的吸收性能，但防火、防腐、防潮性能差，应用范围狭窄。无机纤维的某些特性尽管优于有机纤维，但是其质脆，容易折断，形成粉尘散逸并污染环境，影响人体健康，且遇水或吸潮后其吸声性能下降，故逐渐被有机高分子纤维所替代。有机高分子纤维性能稳定、不腐、不易老化，无污染，成本低，应用广泛。现有吸音材料市场上，有机高分子纺织纤维主要是聚丙烯和聚酰胺，但它们二者的耐热温度均较低，当温度较高时，则会使纤维质料收缩或变成粉状，结构受到破坏，使用一段时间后，丧失了其吸音功能。PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)纤维以其良好的耐热性、耐光性、耐久性，以及尺寸稳定性好，弹性不受湿度影响而受到关注。但目前国内还没有技术涉及到熔喷PBT非织造产品，这主要是因为PBT熔点较高，市场上现有的熔喷非织造设备不能满足高温熔喷纺丝的技术。现有技术中有关PBT纤维技术主要集中在常规纺丝(或是PET和PBT共混后熔融纺丝)领域，如专利200610118440.2中所述，将PET切片和PBT切片共混，经螺杆挤压机熔融挤出、混合、计量、过滤后，挤出的熔体细流被拉伸冷却固化成丝，该纤维经加工后应用于弹性机织和针织面料等服装材料领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种吸音隔热材料的制备方法及其制品。该制备方法具有工艺简单，制备过程可控，无污染，制得的产品具有优异的隔热吸音性能等特点；该制品由PET/PBT双组份构成，内部呈三维网状结构，纤维细且排列无定性，具有多孔性、柔软性及弹性，同时耐高温，使用寿命长。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种吸音隔热材料的制备方法，该制备方法采用以下工艺：

(1)利用气流梳理机，将PET纤维梳理成有序的PET纤维流；PET纤维的纤度为1.1～28dtex，纤维长度为30～100mm；

(2)将PBT切片干燥后，通过螺杆挤压机熔融，经过滤计量后，从喷丝模头的喷丝孔中挤出，在高速热气流的喷吹下，使熔喷纤维受到牵伸，形成PBT超细熔喷纤维流；所述PBT的熔融挤出温度为290℃～320℃，高速热气流的温度为280℃～330℃；PBT超细熔喷纤维的纤度分布范围为0.5～5um，平均纤度为2～3um；

(3)将所述PET纤维流和PBT超细熔喷纤维流混合后，在成网帘上凝聚成网，并依靠PBT超细熔喷纤维的余热，使纤维间相互粘连加固成型，即形成由PET/PBT双组份构成的吸音隔热材料；所述PET梳理纤维流和PBT超细熔喷纤维流的混合质量比为35∶65～85∶15。

本发明解决所述制品技术问题的技术方案是，设计一种吸音隔热材料制品，该制品由本发明所述吸音隔热材料制备方法制备的材料制成。

现有的PET/PBT双组份纤维材料主要应用于服用保暖材料领域，其制备方法是将PET和PBT切片进行共混熔融纺丝。这种方法在纺制过程中有可能发生酯交换反应而生成部分PET/PBT共聚酯。这些共聚酯的存在可能使纤维的热性能和机械性能发生改变，如规整性变差，导致纤维的强度降低等。与现有技术相比，本发明的(PET/PBT双组份)吸音隔热材料制备方法有着本质的不同，本发明是将PET梳理纤维流与PBT超细熔喷纤维流直接混合形成纤网，并利用PBT超细熔喷纤维自身的余热粘合加固成型，不需要任何粘结剂，因而不会对原纤维的性能造成任何影响，且工艺流程短，制备过程可控，节省能源，生产成本低廉；所得制品由PET/PBT双组份构成，内部呈三维网状结构，纤维细且排列无定性，具有多孔性、柔软性及弹性，兼有PET纤维和PBT纤维的特点，主要用于吸音隔热材料，且隔热吸音性能良好，同时耐高温，使用寿命长。

附图说明

图1为现有PET/PBT双组份纤维材料的制备方法工艺流程示意图。

图2为本发明(PET/PBT双组份)吸音隔热材料的制备方法工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步阐述本发明。

本发明设计的吸音隔热材料制备方法(简称制备方法，参见图1、2)，采用以下工艺：

(1)制备PET梳理纤维流：利用气流梳理机，将PET纤维梳理成有序的PET纤维流；PET纤维的纤度为1.1～28dtex，纤维长度为30～100mm；

(2)制备PBT超细熔喷纤维流：将PBT切片干燥后，通过螺杆挤压机熔融，经过滤计量后，从喷丝模头的喷丝孔中挤出，在高速热气流的喷吹下，使熔喷纤维受到牵伸，形成PBT超细熔喷纤维流；所述PBT的熔融挤出温度为290℃～320℃，高速热气流的温度为280℃～330℃；PBT熔喷超细纤维的纤度分布范围为0.5～5um，平均纤度为2～3um；

(3)制备双组份吸音隔热材料：将所述PET梳理纤维流和PBT超细熔喷纤维流混合后，在成网帘上凝聚成网，并依靠PBT纤维的余热，使纤维间相互粘连加固成型，即制成由PET/PBT双组份构成的吸音隔热材料；所述PET梳理纤维流和PBT超细熔喷纤维流的混合质量比为35∶65～85∶15。

本发明所述的吸音隔热材料由PET/PBT双组份构成，其混合质量比为35∶65～85∶15。PET/PBT双组份混合质量比的控制主要是通过PET纤维气流梳理机的输出流量和PBT熔喷纤维的计量泵来实现。

本发明设计的吸音隔热材料制品(简称制品)由本发明所述吸音隔热材料制备方法制备的材料制成。本发明制品由PET纤维与PBT纤维双组份构成，PET/PBT双组份纤维的混合质量比为35∶65～85∶15，制品的克重为200～400g/m²，在1000～5000Hz频段，制品的吸音系数为0.52～0.98。其中，PET纤维的纤度为1.1～28dtex，较好的纤度为7～10dtex；纤维长度在30～100mm，较好的纤维长度为40～75mm。PBT熔喷超细纤维的纤度分布范围为0.5～5um，平均纤度为2～3um。

现有的PET/PBT双组份纤维材料制备工艺流程(参见图1)，是将PET和PBT切片共混后熔融纺丝。该方法制得的纤维虽兼有一些PET和PBT纤维的特点，但是在纺制过程中，PET和PBT之间可能发生酯交换反应，使纤维的热性能和机械性能受到影响。其产品也主要用于保暖材料领域。

本发明设计的吸音隔热材料的制备工艺流程(参加图2)，是采用PET梳理纤维与PBT熔喷超细纤维复合制成的混合纤维网材料。该材料呈蓬松状，孔隙率高，比流阻小，空气透气量大，声波被吸收的能量多；而且由于PBT熔喷超细纤维的存在，致使纤维的表面积增大，声波与纤维接触机会增多，消耗声能增大；同时，PBT纤维还具有良好的耐热性能。该材料是通过PBT熔喷纤维的余热粘合成型，保持了PET和PBT纤维的原有特性，没有使用任何粘合剂，简化了工艺，有利于环保。该制备方法还增加了材料的可设计性和工业可行性，例如该产品可压缩、可变形、可进行冲切、热轧、剪切等深加工，而且便于与其它材料复合，作为吸音隔热材料可应用于家电、建筑和交通运输工具等领域。

本发明未述之处适用于现有技术。

以下给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，本申请的权利要求保护范围不受具体实施例的限制。

实施例1

制备质量比为35∶65的PET/PBT双组份吸音隔热材料。

(1).制备PET梳理纤维流：把PET纤维以公知方法计量喂入气流梳理机，PET纤维经气流梳理后，形成有序的PET梳理纤维流；PET纤维的平均纤度为7dtex，纤维平均长度为40mm；

(2).制备PBT超细熔喷纤维流：将PBT原材料喂入螺杆挤压机内，在290℃下熔融，被挤出的熔体经过预过滤器被输送到计量泵内，经过计量泵计量后输送到喷丝模头，在喷丝孔两侧加入310℃的热空气对PBT纤维进行拉伸后，形成熔喷PBT纤维流；

(3).制备双组份吸音隔热材料：调节PET纤维流的输送量(或者调节熔喷PBT计量泵)，使得PET/PBT两种纤维的重量百分比为35/65，将PET纤维流与熔喷PBT纤维流混合，经冷却，在收集器上形成纤网，依靠PBT纤维自身的余热粘合加固成型，即制成PET/PBT双组份吸音隔热材料。

本实施例隔热吸音制品的克重为200g/m²，其中PBT纤维的平均纤度为3um，PET纤维在材料中均匀分布。测试表明，该实施例制品在1000～5000Hz频段，吸音系数为0.52～0.97。

实施例2

制备40∶60的PET/PBT双组份吸音隔热材料。

(1).制备PET梳理纤维流：把PET纤维以公知方法计量喂入气流梳理机，PET纤维经气流梳理后形成有序的PET梳理纤维流；PET纤维的平均纤度为10dtex，纤维平均长度为75mm；

(2).制备PBT超细熔喷纤维流：将PBT原材料喂入螺杆挤压机内，在310℃下熔融，被挤出的熔体经过预过滤器被输送到计量泵内，经过计量泵计量后输送到喷丝模头，在喷丝孔两侧加入320℃的热空气对PBT纤维进行拉伸，形成熔喷PBT纤维流；

(3).制备双组份吸音隔热材料：调节PET纤维流的输送量(或者调节熔喷PBT计量泵)，使得两种纤维PET/PBT的重量百分比为40/60，PET纤维流与熔喷PBT纤维流混合，经冷却，在收集器上形成纤网，依靠PBT纤维自身的余热粘合加固成型，即制成PET/PBT双组份吸音隔热材料。

本实施例隔热吸音材料制品的克重为400g/m²，其中PBT纤维的平均纤度为2.5um，PET纤维在材料中均匀分布。测试表明，该实施例制品在1000～5000Hz频段，吸音系数为0.67～0.98。

实施例3

本实施例中所采用的PET/PBT的重量百分比为50/50，其余制备工艺同于实施例2。本实施例中隔热吸音材料制品的克重为300g/m²，PBT纤维的平均纤度为2.7um，PET纤维在材料中均匀分布。测试表明，该实施例制品在1000～5000Hz频段，吸音系数为0.58～0.98。

实施例4

本实施例中所采用的PBT原材料在螺杆挤压机内的熔融温度为320℃，喷丝孔两侧加入的热空气温度为330℃，其余制备工艺同于实施例2.。本实施例隔热吸音材料制品的克重为400g/m²，其中PBT纤维的平均纤度为2um，PET纤维在材料中均匀分布。测试表明，该实施例制品在1000～5000Hz频段，吸音系数为0.72～0.98。

Claims (3)

1.一种吸音隔热材料的制备方法，该制备方法采用以下工艺：

(1)利用气流梳理机，将PET纤维梳理成有序的PET纤维流；PET纤维的纤度为1.1～28dtex，纤维长度为30～100mm；

(2)将PBT切片干燥后，通过螺杆挤压机熔融，经过滤计量后，从喷丝模头的喷丝孔中挤出，在高速热气流的喷吹下，使熔喷纤维受到牵伸，形成PBT超细熔喷纤维流；所述PBT的熔融挤出温度为290℃～320℃，高速热气流的温度为280℃～330℃；PBT超细熔喷纤维的纤度分布范围为0.5～5um，平均纤度为2～3um；

(3)将所述PET纤维流和PBT超细熔喷纤维流混合后，在成网帘上凝聚成网，并依靠PBT超细熔喷纤维的余热，使纤维间相互粘连加固成型，即形成由PET/PBT双组份构成的吸音隔热材料；所述PET梳理纤维流和PBT超细熔喷纤维流的混合质量比为35∶65～85∶15。

2.根据权利要求1所述的吸音隔热材料的制备方法，其特征在于所述PET纤维的纤度为7～10dtex；纤维长度为40～75mm。

3.一种由权利要求1或2所述吸音隔热材料的制备方法制备的吸音隔热材料，该材料由PET/PBT双组份构成，PET/PBT纤维的混合质量比为35∶65～85∶15，制品的克重为200～400g/m²，在1000～5000Hz频段，制品的吸音系数为0.52～0.98。

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