CN113272486A - 阻燃非织造纤维幅材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了非织造纤维幅材、其方法和组件。非织造纤维幅材包括多根熔喷纤维。多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物。当与具有类似纤维直径的常规非织造制品相比时，所提供的非织造制品可提供细纤维直径以增强隔音特性、尺寸稳定性和优异的阻燃特性。

Description

阻燃非织造纤维幅材
技术领域
本发明提供了非织造纤维幅材和包含熔喷纤维的相关制品和组件，以及用于制备和使用此类纤维幅材、制品和组件的方法。非织造纤维幅材可用于热和声应用中。
背景技术
能够抵抗高温的非织造制品在航空、汽车、建筑、运输和电子行业中受到极大关注。耐高温材料可由玻璃纤维、玄武岩纤维和聚酰亚胺纤维制成。此类纤维可与粘结剂一起形成为非织造幅材结构以提供结构完整性。三聚氰胺泡沫、聚酰亚胺泡沫和芳族聚酰胺毡材料也是已知的阻燃绝缘材料。
尽管这些材料在不同程度上是阻燃的，但这些材料通常不能提供由基于熔喷纤维的幅材实现的高表面积和高孔隙率的组合。熔喷是一种能够制备直径小于10微米、比人的毛发细许多倍的纤维的制造技术。细纤维可有助于在许多热、声、吸收和过滤应用中实现高性能特性。
可用于熔喷工艺的聚合物的易燃性也带来了重大技术挑战。许多聚合物材料本质上是易燃的，并且具有甚至不太易燃的聚合物的细纤维可易于燃烧。已知具有良好热稳定性、耐化学品性和优异机械特性的高温聚合物诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯可被排除用于经受管制易燃性标准的许多应用中。
常规熔喷非织造纤维幅材所面临的又一技术问题是在后续加工或使用诸如用作隔热材料时，即使被加热至中等温度也容易发生收缩。收缩在熔喷纤维包含热塑性聚酯-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时尤其严重，该热塑性聚酯在给定应用中为其实现更高的温度性能在其它方面可能是期望的。
发明内容
文献中报道了通过使用阻燃添加剂改善聚合物纤维的阻燃性。含卤素的阻燃剂为人们所熟知的，并且由于其在添加到聚合物材料中时的高效率而起重要作用。然而，这些阻燃剂的毒性和腐蚀性已引起环境问题，并且因此这些材料的使用在许多国家已受到限制。
因此，含磷化合物作为阻燃剂并且尤其是有机磷化合物已受到关注。这些化合物中的一些已被证明作为阻燃剂是有效的，并且很大程度上没有烟雾、毒性和腐蚀问题。然而，由于熔喷聚合物和阻燃剂之间的相容性差，这趋于增加熔喷材料的中值纤维直径，因此制备阻燃熔喷非织造制品仍然是一个挑战。
本文公开了由掺入磷基聚合物添加剂的熔喷微纤维制造工艺制成的热塑性聚合物非织造纤维幅材。所提供的非织造纤维幅材在升高的温度下可为尺寸稳定的，具有极细的纤维以获得优异的隔音和隔热特性，并且显示出阻燃特性。
通过所述方法制备的产品可具有高阻燃性能，并且可制备阻燃特性为94ULV-0水平、VTM-0水平和FAR25-856(a)水平的阻燃超细非织造纤维幅材。与其它阻燃添加剂热塑性聚合物幅材相比，一些非织造材料表现出优异的阻燃阻隔特性以及纤维直径的减小。
在第一方面，提供了一种非织造纤维幅材。非织造纤维幅材包括：多根熔喷纤维，该多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，其中非织造纤维结构在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
在第二方面，提供了一种非织造纤维幅材，该非织造纤维幅材包括：多根熔喷纤维，该多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，其中热塑性聚合物基本上不含有效实现成核作用的量的任何成核剂。
在第三方面，提供了一种非织造纤维组件，该非织造纤维组件包括：非织造纤维幅材，该非织造纤维幅材具有相背的第一主表面和第二主表面；和粘合剂层，该粘合剂层设置在第一主表面和第二主表面中的一者或两者上；以及任选地，设置在粘合剂层上的阻燃的外层。
在第四方面，提供了一种制备非织造纤维幅材的方法，该方法包括：将热塑性聚合物与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合以获得聚合物共混物；通过使聚合物共混物的熔融流穿过熔喷模头的多个孔口来形成多根熔喷纤维；以及在收集器上收集熔喷纤维中的至少一些以获得非织造纤维幅材。
在一些示例性实施方案中，该方法包括：通过使熔融聚合物流穿过熔喷模头的多个孔口来形成多根熔喷纤维；熔喷纤维一离开多个孔口，立即使熔喷纤维的至少一部分经受受控的空中热处理操作，其中受控的空中热处理操作在低于熔喷纤维的该部分的熔融温度的温度下进行达足以使纤维的经受受控的空中热处理操作的部分内的分子的至少一部分实现应力弛豫的时间；以及在收集器上收集熔喷纤维的经受受控的空中热处理操作的部分中的至少一些以形成非织造纤维结构。非织造纤维结构可表现出的收缩率(如使用本文所述的方法来确定)小于在未经受受控的空中热处理操作的制备相同的结构上测量的收缩率。
附图说明
图1为根据一个实施方案的非织造纤维幅材的侧剖视图。
图2至图3为根据相应的示例性实施方案的非织造纤维幅材组件的侧剖视图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多其他修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案均落在本公开原理的范围和实质内。附图可不按比例绘制。
定义
“环境条件”意指在25℃和101.3kPa(1atm)的压力下。
“环境温度”意指在25℃下。
“基重”计算为10cm×10cm幅材样品的重量乘以100，并且以克/平方米(gsm)表示。
“体密度”是非织造纤维幅材的每单位体积的质量。
“共聚物”是指由两种或更多种不同聚合物的重复单元制成的聚合物，并且包括无规、嵌段和星形(例如树枝状)共聚物。
“尺寸上稳定的”是指当经受升高的温度达给定时间段时抵抗收缩的结构，其中升高的温度可为超过80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃的温度。
“模头”意指在聚合物熔融处理和纤维挤出工艺(包括但不限于熔喷)中使用的包括至少一个孔口的加工组件。
“不连续”在用于一根或多根纤维时，意指纤维具有基本上受限的纵横比(例如，长度与直径的比率例如小于10,000)。
聚合物的“玻璃化转变温度”是指随着温度增加，在无定形聚合物中(或在半结晶聚合物内的无定形区域中)存在从硬的且相对易碎的“玻璃态”状态可逆转变为粘稠或橡胶状态时的温度。
通过以下方式确定非织造纤维幅材中的纤维的“中值纤维直径”：诸如通过使用扫描电子显微镜来产生纤维结构的一个或多个图像；测量一幅或多幅图像中的清晰可见的纤维的横向尺寸，从而得到纤维直径的总数；以及基于纤维直径的总数来计算中值纤维直径。
聚合物的“熔融温度”表示聚合物从固态变为液态时的温度，并且可被确定为使用调制差示扫描量热法获得的第一热量总热流图的峰值最大值，如果在熔融区域中仅有一个最大值，则该峰值最大值出现在聚合物或纤维的熔融区域中；以及如果存在多于一个最大值，表示多于一个熔点(例如，因为存在两种不同的结晶相)，则作为对应于最高幅度熔融峰值的温度。
“非织造纤维幅材”意指多根纤维，其特征在于纤维通过缠结或纤维间粘结形成片材或垫，该片材或垫表现出交织的各根纤维或长丝的结构，但不是以像针织织物中那样的可辨认的方式。
“取向的”在用于纤维时，意指纤维内的聚合物分子的至少部分例如通过在纤维流离开模头时使用拉延工艺或拉细装置，与纤维的纵向轴线对齐。
“收缩”意指根据美国专利公布2016/0298266(Zillig等人)中所述的测试方法，纤维非织造幅材在被加热至150℃达预定时间量之后的尺寸减小；
“基本上”意指大多数或大部分为至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或99.999％、或100％的量。
具体实施方式
通过以下非限制性示例，进一步示出了本公开的目的和优点，但在这些示例中引用的具体材料及其量以及其他条件和细节不应视为对本公开的不当限制。本文中，术语“一个”、“一种”和“该”包括多个指代物，除非本文内容另外明确指出。连接词“或”通常以其包括“和/或”的意义使用，除非另外清楚指明。
本文描述了可适用于隔热和隔音的非织造纤维幅材、其制品和组件，以及其方法。这些材料的其它应用包括过滤介质、外科盖布和擦拭物、液体和气体过滤器、服装、毯、家具、运输工具(例如，飞机、旋翼飞机、火车和汽车车辆)、装饰材料和个人防护设备。
非织造纤维幅材
本公开的非织造纤维幅材包括直接由至少一种热塑性聚合物形成的一次纤维。直接形成的纤维通常具有至少35重量％的一种或多种热塑性聚合物。在各种实施方案中，相对于一次纤维的总重量而言，纤维中热塑性聚合物的量可小于、等于或大于35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％或99重量％。
示例性热塑性聚合物包括：聚烯烃，诸如聚丙烯和聚乙烯；聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚酰胺；聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；环状聚烯烃；以及它们的共聚物和共混物。
在一些实施方案中，热塑性聚合物中的一种或多种是无定形的-也就是说，聚合物具有基本上零的结晶度。任选地，所提供的非织造纤维幅材中的一些或全部纤维完全由无定形的热塑性聚合物制成。无定形的热塑性聚合物包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物和环状烯烃，以及它们的共聚物和共混物。
在一些实施方案中，至少一种热塑性聚合物包括半结晶聚合物。半结晶聚合物包括脂族聚合物和芳族聚合物。
在一些实施方案中，半结晶聚合物包括芳族聚酯。在某些示例性实施方案中，芳族聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚酯，或它们的共聚物或共混物。热塑性半结晶聚合物可包括聚酯和至少一种其它聚合物的共混物。
在其他实施方案中，半结晶聚合物包括脂族聚酯。可用的脂族聚酯包括聚(羟基链烷酸酯)的均聚物和共聚物，以及来源于一种或多种多元醇与一种或多种多元羧酸的反应产物，由一种或多种链烷二醇与一种或多种链烷二羧酸(或酰基衍生物)的反应产物形成的那些脂族聚酯的均聚物和共聚物。聚酯可来源于多官能多元醇，例如甘油、山梨醇、季戊四醇以及它们的组合，以形成支链、星形和接枝的均聚物及共聚物。也可以使用脂族聚酯与一种或多种另外的半结晶或非晶聚合物的可混溶及不可混溶的共混物。
同样是半结晶的示例性脂族聚酯包括聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸共聚物)、聚琥珀酸丁二酯、聚羟基丁酸酯、聚己内酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基链烷酸酯、聚乙交酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯共聚物)和聚己二酸乙二酯，以及它们的共混物和共聚物。
聚羟基链烷酸酯来源于羟基酸的缩合反应或开环聚合，或它们的衍生物。聚羟基链烷酸酯可由下式表示：
H(O-R-C(O)-)nOH
，其中R是烯基部分，其可以是直链或支链的，具有1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，可任选地由链中(键合至碳链中的碳原子)氧原子取代；n为使得酯为聚合物的数值，并且优选地为这样的数值：其使得脂族聚酯的分子量为至少10,000g/mol、优选为至少30,000g/mol、并且最优选为至少50,000g/mol。R还可以包含一个或多个处于链中的醚氧原子。一般来讲，羟基酸的R基团使得羟基侧基为伯或仲羟基基团。
热塑性聚合物优选地具有适用于在熔喷工艺中制备细纤维的本征粘度(IV)。给定聚合物的本征粘度被定义为在聚合物的无限稀释下的比浓粘度或本征粘度的极限值。此参数可与聚合物的熔点、结晶度和拉伸强度关联。可使用各种方法来确定本征粘度。例如，本征粘度可使用Ubbelohde粘度计测量，或通过使用挤出塑度计测量聚合物的熔体流动指数以及基于设备的内部校准曲线使熔体流动指数与本征粘度关联而获得。本征粘度可在0.4至0.7、0.4至0.6、0.4至0.5的范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于0.4、0.42、0.45、0.47、0.5、0.52、0.55、0.57、0.6、0.62、0.65、0.67或0.7。
可用于制备非织造纤维幅材的热塑性聚合物的附加细节可见于例如美国专利7,757,811(Fox等人)和9,194,065(Moore等人)中。
高分子量聚合物可提供具有良好机械特性的纤维，但此类聚合物也趋于具有高熔体粘度，这可使加工复杂化。可用的脂族聚酯的分子量可在15,000g/mol至6,000,000g/mol、20,000g/mol至2,000,000g/mol、40,000g/mol至1,000,000g/mol的范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于15,000g/mol；20,000g/mol；25,000g/mol；30,000g/mol；35,000g/mol；40,000g/mol；45,000g/mol；50,000g/mol；60,000g/mol；70,000g/mol；80,000g/mol；90,000g/mol；100,000g/mol；200,000g/mol；500,000g/mol；700,000g/mol；1,000,000g/mol；2,000,000g/mol；3,000,000g/mol；4,000,000g/mol；5,000,000g/mol；或6,000,000g/mol。
非织造纤维幅材中的多根熔喷纤维的中值纤维直径可被设计成提供最终应用中所需的特性。例如，对于吸声体，可能期望的是中值纤维直径尽可能小，以获得每单位体积的最大表面积。可实现的最小纤维直径至少部分地取决于用于形成纤维的聚合物的熔体粘度。
在所提供的幅材中，这些纤维可具有0.2微米至20微米、0.5微米至15微米、1微米至10微米，或者在一些实施方案中小于、等于或大于0.2微米、0.3微米、0.4微米、0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米、0.9微米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米、3.5微米、4微米、4.5微米、5微米、5.5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米、9.5微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米或20微米的中值直径。
基于用于形成一次纤维的热塑性聚合物的性质、制造工艺以及熔体添加剂和二次纤维的存在，所提供的非织造纤维幅材可具有宽泛的体密度范围。所提供的幅材可显示出以下体密度：1kg/m3至1000kg/m3、1kg/m3至100kg/m3、1kg/m3至50kg/m3，或者在一些实施方案中小于、等于或大于1kg/m3、2kg/m3、3kg/m3、4kg/m3、5kg/m3、6kg/m3、7kg/m3、8kg/m3、9kg/m3、10kg/m3、12kg/m3、15kg/m3、17kg/m3、20kg/m3、25kg/m3、30kg/m3、35kg/m3、40kg/m3、45kg/m3、50kg/m3、60kg/m3、70kg/m3、80kg/m3、90kg/m3、100kg/m3、110kg/m3、120kg/m3、150kg/m3、170kg/m3、200kg/m3、250kg/m3、300kg/m3、350kg/m3、400kg/m3、450kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3、900kg/m3或1000kg/m3。
平均体密度对非织造纤维幅材的绝缘性能具有显著影响。当非织造纤维幅材的平均体密度显著高于50kg/m3时，大量的热量可通过穿过纤维本身的热传导而穿过绝缘体传输。当平均体密度显著低于15kg/m3时，穿过纤维的热传导很小，但对流热传递可变得显著。平均体密度的进一步减小还可降低非织造纤维幅材的强度，这是不期望的。
次膦酸酯和聚合物膦酸酯
将用于制备所提供的非织造纤维幅材的一次纤维的热塑性聚合物与含磷聚合物共混。含磷聚合物优选地包含至少一种次膦酸酯或聚合物膦酸酯，后者有时也被称为聚膦酸酯。
次膦酸酯是具有通式R2(R1O)P＝O的有机磷化合物，其结构类似于次磷酸的结构。膦酸酯是包含C-PO(OH)2或C-PO(OR)2基团的有机磷化合物，其中R表示烷基或芳基基团。聚合物膦酸酯是在其重复单元中包含膦酸酯的聚合物。
次膦酸酯、聚合物膦酸酯以及它们的衍生物因它们的阻燃特性而是可用的添加剂。聚合物阻燃剂可优于非聚合物替代物，因为它们具有更低的挥发性、降低的浸出趋势、以及与基体聚合物的改善的相容性。
有利地，磷基阻燃剂在不使用卤素(诸如溴、氯、氟和碘)的情况下是有效的，从而使得非织造纤维幅材能够被制备成基本上不含任何卤代阻燃添加剂。出于环境、健康和安全原因，卤代化合物的使用是不利的。
聚合物膦酸酯均聚物在环境温度下可能是易碎的，并且此脆性可通过使聚合物膦酸酯与热塑性聚合物共聚来减轻。可用于此目的的热塑性聚合物包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯和聚碳酸酯。共聚产物包括无规或嵌段共聚物。
聚合物膦酸酯可为聚合物膦酸酯、共聚(膦酸酯)、共聚(膦酸酯碳酸酯)。本文广泛解释为包括低聚物的这些聚合物可包括来源于二芳基烷基膦酸酯或二芳基芳基膦酸酯的重复单元。在一些情况下，聚合物膦酸酯包括低聚膦酸酯、无规共低聚(膦酸酯)、嵌段共低聚(膦酸酯)、无规共低聚(膦酸酯碳酸酯)和/或嵌段共低聚(膦酸酯碳酸酯)。
在一些实施方案中，聚合物膦酸酯包含一个或多个酚端基。如果需要，酚端基可与存在于用于所提供的纤维非织造幅材的熔喷纤维中的热塑性聚合物上的官能团反应。
添加剂中的磷含量可与所提供的幅材中的阻燃性程度直接关联。基于聚合物膦酸酯的总重量计，聚合物膦酸酯可具有在1重量％至50重量％、5重量％至50重量％、5重量％至30重量％范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、12重量％、15重量％、17重量％、20重量％、22重量％、25重量％、27重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％的磷含量。
可用的次膦酸酯化合物包括在熔喷工艺中所用的温度下可熔融的那些化合物。可熔性次膦酸酯化合物可例如具有小于、等于或大于100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃的熔融温度。
有关次膦酸酯和聚合物膦酸酯材料的制备以及化学和物理特性的更多细节可见于例如美国专利4,719,279(Kauth等人)；6,861,499(Vinciguerra等人)；和9,695,278(Kagumba等人)；以及美国专利公布2006/0020064(Bauer等人)和2012/0121843(Lebel等人)中。
发现某些次膦酸酯和聚合物膦酸酯与可用于在非织造纤维幅材中形成一次纤维的某些热塑性聚合物在化学上相容。化学相容性可表现为例如这些聚合物的均匀共混，使得纤维横截面在扫描电子显微镜下具有单一均匀相的外观。
观察到在熔喷工艺中聚对苯二甲酸乙二醇酯与共低聚(膦酸酯碳酸酯)形成相容的聚合物共混物，如将在后面的小节中描述的。在一些实施方案中，聚合物膦酸酯添加剂和热塑性树脂之间的这种相互作用使得能够形成比将使用不含添加剂的热塑性树脂获得的纤维更细的纤维。
聚合物膦酸酯可具有进一步降低熔体粘度并且有利于所得聚合物共混物的可加工性的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度还可影响其如何掺入熔喷制造工艺中。更高Tg对于与固体颗粒喂料机一起使用可能是期望的，因为具有低Tg的粒料、薄片、粉末在它们进入双螺杆挤出机的进料喉道时更易于变得发粘。如果它们变得足够发粘，则它们可粘着到进料喉道并且导致堵塞。对于低Tg材料，可使用某些技术来克服进料喉道堵塞问题。例如，它们可在栅格熔炉中熔融并且注入双螺杆挤出机的料筒中。
一般来讲，聚合物膦酸酯的玻璃化转变温度可在-40℃至200℃、0℃至200℃、0℃至150℃、70℃至120℃的范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于-40℃、-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。
可选择聚合物膦酸酯的分子量以平衡阻燃性、加工温度下的熔体粘度、热氧化稳定性和韧性因素。聚合物膦酸酯可具有在100g/mol至10000g/mol、500g/mol至6000g/mol、1000g/mol至6000g/mol范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于100g/mol、110g/mol、120g/mol、130g/mol、140g/mol、150g/mol、160g/mol、170g/mol、180g/mol、190g/mol、200g/mol、220g/mol、250g/mol、270g/mol、300g/mol、350g/mol、400g/mol、450g/mol、500g/mol、600g/mol、700g/mol、800g/mol、900g/mol、1000g/mol、1100g/mol、1200g/mol、1300g/mol、1400g/mol、1500g/mol、1600g/mol、1700g/mol、1800g/mol、1900g/mol、2000g/mol、2100g/mol、2200g/mol、2300g/mol、2400g/mol、2500g/mol、3000g/mol、3200g/mol、3500g/mol、3700g/mol、4000g/mol、4500g/mol、5000g/mol、5500g/mol、6000g/mol、6500g/mol、7000g/mol、7500g/mol、8000g/mol、8500g/mol、9000g/mol、9500g/mol或10000g/mol的数均分子量。
类似地，就给定原料成本而言，聚合物膦酸酯可以适于在熔喷制造工艺中获得期望程度的阻燃性并且获得可接受的纤维直径的任何量存在。虽然并未具体限制，但是基于多根熔喷纤维的总重量计，所存在的聚合物膦酸酯的量可为在5重量％至50重量％、10重量％至50重量％、15重量％至50重量％范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、32重量％、35重量％、37重量％、40重量％、42重量％、45重量％、47重量％或50重量％的量。
在常规熔喷非织造纤维幅材中，直接形成的纤维的平均直径和阻燃添加剂的浓度之间存在逆相关性。令人惊奇的是，发现将聚合物膦酸酯共混到某些热塑性聚合物中使聚合物共混物的熔体粘度相对于单独的热塑性聚合物的熔体粘度减小。这继而使得有可能保持细纤维，或在一些情况下，使纤维直径相对于使用单独的热塑性聚合物获得的纤维直径减小，同时改善非织造纤维幅材的阻燃性。
更具体地，据发现，在熔喷工艺中将热塑性聚合物与某些次膦酸酯或聚合物膦酸酯混合可得到比不将热塑性聚合物与次膦酸酯或聚合物膦酸酯混合将获得的中值纤维直径小至少10％、至少20％或至少30％，或者在一些实施方案中至少5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、17％、20％、22％、25％、27％、30％、32％、35％、37％或40％的中值纤维直径。
细熔喷纤维在隔热和隔音应用中具有极大的技术益处。在声学中，每单位体积的高表面积导致非织造纤维幅材内的声能的增强的粘性耗散。在热应用中，细纤维捕集空气并且阻挡辐射热损失，从而使非织造纤维幅材成为有效的绝缘体。
尽管不是必需的，但也可添加其它含磷酸酯的化合物以改善阻燃性。用于形成一次纤维的热塑性聚合物还可例如与一种或多种氯化磷酸酯共混。可用的氯化磷酸酯包括三(2-氯乙基)磷酸酯、2-丙醇-1-氯磷酸酯和2-丙醇-1，3-二氯磷酸酯。优选地，这些其它添加的含磷酸酯的化合物与热塑性聚合物相容并且与热塑性聚合物形成均相。
氯化磷酸酯可以任何合适的量与热塑性聚合物共混。基于多根熔喷纤维的总重量计，合适的量可在5重量％至60重量％、5重量％至50重量％、10重量％至30重量％的范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、4重量％、45重量％、50重量％、55重量％或60重量％。
二次纤维
所提供的非织造纤维幅材可任选地包含与多根直接形成的一次纤维相互缠结的多根二次纤维。二次纤维可为短纤维，并且可均匀地分布在整个幅材中。通常，这些二次纤维显著厚于一次纤维以提供机械增强。掺入二次纤维可向幅材提供许多潜在益处，包括增加的蓬松度(或更低密度)、弹性和/或强度。这些纤维还可改善幅材的隔热或隔音特性。
二次纤维可由已经公开的用于一次纤维的热塑性聚合物中的任一种制成。用于隔热和隔音的可用的聚合物包括高温聚合物(诸如例如聚醚酰亚胺)和半结晶热塑性聚合物(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚苯硫醚)。
二次纤维可以足以向幅材提供期望的机械特性的增强的任何量存在。相对于非织造纤维幅材的总重量而言，二次纤维可以在10重量％至90重量％、30重量％至70重量％、35重量％至65重量％范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％或90重量％的量存在。
在一些情况下，二次纤维可由不熔性材料制成。不熔性材料在任何温度下均不变成液体并且可为聚合的或非聚合的。这些材料中的许多不熔融，因为它们在存在空气的情况下加热时会首先氧化或以其它方式降解。不熔性聚合物纤维可包括碳纤维、碳纤维前体或它们的组合。如果以足够的量掺入，则这些二次纤维可显著增强整个幅材的阻燃性。
碳纤维前体可包括氧化丙烯酸类前体，诸如氧化聚丙烯腈。聚丙烯腈为可用的丙烯酸类前体，其可广泛用于制备碳纤维。在一些实施方案中，聚丙烯腈包含大于70重量％、大于75重量％、大于80重量％、或大于85重量％的丙烯腈重复单元。
也可使用除氧化聚丙烯腈纤维之外的不熔性聚合物纤维。此类纤维包括诸如人造丝的脱水纤维素前体。不熔性聚合物纤维还包括木质素纤维。木质素是芳族醇的复合聚合物，称为单木质醇，其来源于植物。单木质醇单体包括对香豆醇、松柏醇和芥子醇，它们被甲氧基化至不同的程度。
不熔性聚合物纤维还包括某些热固性材料，诸如环氧树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺和有机硅。天然纤维，诸如棉、亚麻布、大麻、丝绸和动物毛发，仅仅燃烧而不熔融。人造丝是由纤维素制成的材料。当纤维素燃烧时，其产生二氧化碳、水和烧焦物。
碳纤维前体还可包括沥青基前体。沥青是聚芳族分子和杂环化合物的复合共混物，其可用作碳复合物中的碳纤维或碳填料的前体。在一些实施方案中，偏二氯乙烯和酚醛树脂可为用于制造碳纤维的前体。
在优选的实施方案中，不熔性纤维由氧化聚丙烯腈纤维构成。氧化聚丙烯腈纤维可包括例如以商品名PYRON(密苏里州布里奇顿的卓尔泰克公司(Zoltek Corporation，Bridgeton，MO))和PANOX(德国梅亭根的西格里集团(SGL Group，Meitingen，Germany))购得的那些。
氧化聚丙烯腈纤维可由包含丙烯腈与一种或多种共聚单体的共聚物的前体纤维制成。可用的共聚单体包括例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯和氯乙烯。相对于单体混合物在共聚前的总重量而言，共聚单体可以以至多15重量％、14重量％、13重量％、12重量％、11重量％、10重量％、9重量％或8重量％的量存在。
可在多步骤工艺中使前体纤维氧化。纤维初始时在高温下稳定以防止纤维熔融或熔合，接着碳化以消除非碳元素，并且最终在甚至更高的温度下石墨化以增强纤维的机械特性。氧化聚丙烯腈纤维包括部分氧化或完全氧化的聚丙烯腈纤维，并且可石墨化或可不石墨化。
不熔性二次纤维可具有使得纤维能够缠结在非织造纤维幅材内的纤维直径和长度。然而，纤维优选地不太薄以至于幅材强度不当地受到损害。对于多数应用而言，二次纤维可具有在10微米至1000微米、15微米至300微米、20微米至100微米范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于10微米、11微米、12微米、13微米、15微米、17微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米或1000微米的中值纤维直径。
使用相对长纤维可减少纤维脱落并且进一步增强非织造纤维幅材沿着横向方向的强度。二次纤维可具有在10毫米至100毫米、15毫米至100毫米、25毫米至75毫米范围内，或者在一些实施方案中小于、等于或大于10毫米、12毫米、15毫米、17毫米、20毫米、25毫米、30毫米、35毫米、40毫米、45毫米、50毫米、55毫米、60毫米、65毫米、70毫米或75毫米的平均纤维长度。
二次纤维不需要唯一地由可熔性或不熔性纤维构成。为了改善可加工性，可能有利的是使用其中可熔性纤维与不熔性纤维混合的纤维混合物。用于可熔性纤维的材料并未具体限制，并且可包括前述热塑性聚合物中的任一种，包括用于制备直接形成的纤维的无定形且半结晶的芳族和脂族聚合物。
如果使用这种纤维混合物，则二次纤维可包括不熔性纤维和可熔性纤维的共混物，其中可熔性纤维表示非织造纤维幅材中存在的二次纤维的总重量的1重量％至95重量％、5重量％至95重量％、5重量％至90重量％、5重量％至30重量％、10重量％至25重量％，或者在一些实施方案中小于、等于或大于1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、12重量％、15重量％、17重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％或95重量％。
为了使成品非织造纤维幅材的阻燃性最大化，使所存在的任何可熔性纤维与阻燃添加剂共混可以是有利的。在一个优选的实施方案中，可熔性纤维可包含如先前相对于直接形成的纤维所公开的一种或多种次膦酸酯或聚合物膦酸酯。在一些实施方案中，可熔性纤维具有与直接形成的纤维中所用的那些相同或类似的组合物。例如，二次纤维系统可包括与包含共低聚(膦酸酯碳酸酯)的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维混合的氧化聚丙烯腈短纤维。
非织造纤维制品和组件
本公开的非织造纤维幅材可见于以多种热和声应用中的任一种部署的制品和组件中。示例性热和声应用包括例如用于电动车辆的电池室、发动机室、汽车车门和车内顶、轨道车绝缘应用(诸如火车中的地下窗和底板处理)、汽车后备箱、汽车发动机罩下应用、建筑物和公共设施包裹物、家具装饰材料、飞机上或建筑物中的出口通道、暖通空调(HVAC)系统、旋翼机舱和航空机身。
在其最简单的形式中，所提供的非织造纤维幅材可用作独立的制品，如图1所示并且由数字100指代。如图所示，非织造纤维幅材100为具有相背的第一主表面102和第二主表面104的单片层。非织造纤维幅材100可被腔室壁或其它结构元件部分地或完全地包封，这些腔室壁或其它结构元件使得紧固机构成为不必要的。
图2示出包括具有第一主表面202和第二主表面204的非织造纤维幅材200的背胶非织造纤维组件250。非织造纤维幅材200的特征基本上类似于非织造纤维幅材100的特征，并且将不会重复。
粘合剂层206延伸跨过并接触第二主表面204。离型衬垫208与非织造纤维幅材200相背地延伸跨过并接触粘合剂层206。非织造纤维幅材200和粘合剂层206可共同地从离型衬垫208剥离，并且然后附连到基底表面，以增强沿着该表面的热和/或声吸收或阻隔特性。
在一些实施方案中，粘合剂层206可为压敏粘合剂，由此非织造纤维幅材200可像条带一样粘附到基底。另选地，粘合剂层206可由可固化或以其它方式可硬化的组合物制成，该组合物被放置成与基底接触，并且然后热活化或化学活化以产生与基底的永久性粘结。
在一些实施方案中，粘合剂层206可由一种或多种在一定程度上耐火的粘结剂构成。耐火的粘结剂包括聚合物粘结剂。聚合物粘结剂包括含氟聚合物(包括全氟聚合物)、聚四氟乙烯和热塑性含氟聚合物(诸如六氟丙烯-偏二氟乙烯-四氟乙烯聚合物)。聚合物粘结剂还可包括乙烯树脂、橡胶、含氟弹性体、聚氯乙烯，以及氨基甲酸酯、丙烯酸类或有机硅的聚合物。在一些实施方案中，该粘结剂可包括含氟聚合物和聚酰亚胺的共混物、聚酰胺酰亚胺或聚苯硫醚。
一些聚合物粘结剂诸如热塑性粘结剂可易于熔融以获得涂覆待粘结表面并且然后冷却以形成粘结的可流动组合物。这些材料可使用手动或连续的工艺彼此热层合。
其它聚合物粘结剂为在加热、暴露于光化辐射或以其它方式化学活化时交联的可固化聚合物粘结剂。可固化聚合物粘结剂包括水基胶乳，诸如聚氨酯或(甲基)丙烯酸酯聚合物的胶乳。其它可固化粘结剂包括但不限于环氧树脂、环氧树脂固化剂、酚醛塑料、酚、氰酸酯、聚酰亚胺(例如，双马来酰亚胺和聚醚酰亚胺)、聚酯、苯并噁嗪、聚苯并噁嗪、聚苯并噁唑、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氰酸盐、氰酸酯、聚醚酮(例如，聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮)、它们的组合、以及它们的前体。
图3示出非织造纤维组件350，其与图1和图2的先前实施方案具有某些类似性，其中非织造纤维幅材300具有分别设置在其主表面304、306上的粘合剂层306、307。非织造纤维幅材300被包裹在外层310中。任选地并且如图所示，外层310完全包封非织造纤维幅材300，使得非织造纤维幅材300的任何表面都不暴露。
在图3所描绘的构型中，粘合剂层306、307通过防止外层310和非织造纤维幅材300相对于彼此滑动来增强非织造纤维组件300的完整性。对于其中不考虑此类滑动的应用，可省略粘合剂层306、307中的一者或两者。粘合剂层306、307可由一种或多种粘结剂构成，这些粘结剂在一定程度上是耐火的，如先前相对于图2中的粘合剂层206所定义的。
外层310可由自身阻燃的材料制成。相对于单独采用并且具有相同尺寸的非织造纤维幅材300，外层310可向整个非织造纤维组件300提供增强的阻燃性。外层310有可能充当防火体，该防火体阻挡火传播到非织造纤维幅材300中。合适的防火体可由柔性且非易燃的材料制成，诸如非易燃纤维的织造或非织造幅材。
合适的非易燃纤维包括陶瓷纤维。各种已知的陶瓷纤维可适用于耐火材料、隔热材料和防火体材料。可制成高温纤维的已知陶瓷材料包括玻璃、二氧化硅、碳化硅、氧化铝、硅铝矾土硅石和玄武岩。这些纤维中的大多数可抵抗超过1000℃的温度并且也可非常强韧。
尤其可用于这种应用的陶瓷纤维包括可被加工成耐火织物的陶瓷氧化物纤维。通过将少量的二氧化硅、氧化硼或氧化锆混合到氧化铝中以避免形成大晶粒，从而在环境温度下减小刚度并增加强度，可使这些材料适用于纺织物。这些纤维的商业示例包括由明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany，St.Paul，MN)以商品名NEXTEL提供的单纤维产品。可将这些纤维转化成同时显示出阻燃特性和高强度的织造纤维幅材。
可用于防火体的其它可用材料包括陶瓷纤维材料，该陶瓷纤维材料将碱土金属硅酸盐(AES)低生物持久性纤维、硅铝酸盐陶瓷纤维(RCF)和/或硅铝矾土硅石纤维和蛭石与丙烯酸类乳胶和其它耐火材料组合以获得耐热非织造纤维幅材或垫。这些的示例在例如PCT公布号WO 2018/093624(De Rovere等人)和6,051,103(Lager等人)中进行了描述。在一些情况下，这些纤维材料与诸如三水合铝的阻燃添加剂共混。这些材料任选地为膨胀型的，由此该材料在被加热时膨胀以在火灾情况下密封开口。这些陶瓷纤维材料的示例包括由纽约托纳万达的奇耐联合纤维公司(Unifrax I LLC，Tonawanda，NY)以商品名FYREWRAP提供的产品。
还可通过将有机纤维和无机纤维两者组合以形成耐火纤维毡来制备其它防火体材料。例如，二氧化硅、聚苯硫醚和芳香聚酰胺的纤维可形成为涂层织物。可从缅因州波特兰的泰克斯科技工业(TexTech Industries，Portland，ME)购得的这些织物中的一些已被用作航空航天应用中的烧蚀性隔热体。
所提供的非织造纤维幅材和组件显示出许多优点，这些优点中的至少一些是意料不到的。这些材料可用于高温下的隔热和隔声应用中，在该应用中，常规隔绝材料将热降解或失效。特别苛刻的是机动车和航空器应用，其中隔绝材料在不仅嘈杂，而且可达到极端温度的环境中操作。
所提供的幅材能够通过在诸如汽车和航空器的管制行业中使用的标准易燃性和火焰传播测试。在一些实施方案中，非织造纤维幅材的20毫米厚样品能够通过易燃性测试UL 94 V0、FAR 25.853(a)和FAR 25.856(a)中的一项或多项。
所提供的幅材还可在高达150℃或更高的温度下抵抗收缩，如机动车和航空应用中可能遇到的那样。收缩可由热暴露或加工期间的结晶引起，并且一般是不可取的，因为其可降低声学性能并影响产品的结构完整性。所提供的非织造纤维幅材在被加热至150℃达60分钟、1天和/或7天之后可表现出收缩率。在示例性实施方案中，以上条件下的收缩率可小于15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。此类收缩值可沿纵向方向和横向方向两者施加。
所提供的非织造纤维幅材在声学上下文中可由其流动阻力来表征。流动阻力表示颗粒速度穿过层时幅材两侧之间的压差。此特性可以MKS Rayl为单位测量，其中1Rayl等于1帕斯卡秒/米(Pa·s/m)，或等效地，等于1牛顿秒/立方米(N·s/m3)，或另选地，等于1kg/[s·m2]。作为声频的函数的流动阻力的声学重要性在美国专利6,256,600(Bolton等人)中有更全面的描述。
对于低频声学性能，通过非织造纤维幅材的流动阻力可为800MKS Rayl至10,000MKS Rayl、1000MKS Rayl至2000MKS Rayl或1000MKS Rayl至1500MKS Rayl。对于一般的宽带吸声性，幅材可具有300MKS Rayl至700MKS Rayl的流动阻力。在各种实施方案中，通过所提供的非织造纤维幅材的流动阻力小于、等于或大于20MKS Rayl、25MKS Rayl、30MKSRayl、35MKS Rayl、40MKS Rayl、45MKS Rayl、50MKS Rayl、60MKS Rayl、70MKS Rayl、80MKSRayl、90MKS Rayl、100MKS Rayl、120MKS Rayl、150MKS Rayl、170MKS Rayl、200MKS Rayl、250MKS Rayl、300MKS Rayl、350MKS Rayl、400MKS Rayl、450MKS Rayl、500MKS Rayl、550MKS Rayl、600MKS Rayl、650MKS Rayl、700MKS Rayl、750MKS Rayl、800MKS Rayl、900MKS Rayl、1000MKS Rayl、1200MKS Rayl、1500MKS Rayl、1700MKS Rayl、2000MKS Rayl、2500MKS Rayl、3000MKS Rayl、3500MKS Rayl、4000MKS Rayl、4500MKS Rayl、5000MKSRayl、6000MKS Rayl、7000MKS Rayl、8000MKS Rayl、9000MKS Rayl或10,000MKS Rayl。
所提供的非织造纤维幅材可在宽泛的频率范围内提供吸声。所吸收的声能与入射能的比率表示吸声系数。在各种实施方案中，所提供的幅材的400gsm样品可显示出当在环境条件下测试时在1000Hz的声频下大于0.2、大于0.3、大于0.4，或者在一些实施方案中小于、等于或大于0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65或0.7的吸声系数。
制造方法
非织造纤维幅材中的至少一些纤维使用熔喷工艺由热塑性聚合物纤维直接形成。在熔喷工艺中，一种或多种热塑性聚合物流通过包括密集布置的孔口的模头挤出，并通过热空气的汇聚流以高速变细，以形成细纤维。这些细纤维可被收集在表面上以提供熔喷非织造纤维幅材。
根据熔融状态固化的程度，收集的纤维可以是半连续的或基本上不连续的。在某些示例性实施方案中，本公开的熔喷纤维可在分子水平上取向。作为选项，非织造纤维幅材中的多根纤维中的至少一些通过施加的热量和压力或者通过压延彼此物理粘结。
用于粘结纤维的其它技术在例如美国专利公布2008/0038976(Berrigan等人)和美国专利7,279,440(Berrigan等人)中提出。一种技术涉及使收集的纤维幅材和纤维经受受控的加热和淬火操作，该操作包括强制性地使气体流充分通过幅材，该气体流被加热到足以软化纤维的温度，以使纤维在纤维交集的点处粘结在一起，在该点处施加受热流的时间段太短而不能使纤维完全熔融，并且然后立即强制性地使温度比受热流低至少50℃的气体流通过幅材，以使纤维淬火。
在一些实施方案中，该方法包括：通过使包括至少一种热塑性半结晶聚合物和次膦酸酯或聚合物膦酸酯的分子的熔融流穿过熔喷模头的多个孔口来形成多根熔喷纤维；熔喷纤维一离开多个孔口，立即使熔喷纤维的至少一部分经受受控的空中热处理操作，其中受控的空中热处理操作在低于熔喷纤维的该部分的熔融温度的温度下进行达足以使纤维的经受受控的空中热处理操作的部分内的分子的至少一部分实现应力弛豫的时间；以及在收集器上收集熔喷纤维的经受受控的空中热处理操作的部分中的至少一些以形成非织造纤维幅材。非织造纤维幅材表现出的收缩率(如使用本文所述的方法来确定)小于在未经受空中热处理操作的结构上测量的收缩率。
在一些实施方案中，该方法包括：向熔喷模头提供热塑性材料的熔融流，该热塑性材料包括至少一种热塑性半结晶聚合物和次膦酸酯或聚合物膦酸酯，其中热塑性材料不包含有效实现成核作用的量的成核剂；将热塑性材料熔喷成至少一根纤维；以及使至少一根纤维在离开熔喷模头时并且在作为非织造纤维幅材收集在收集器上之前立即在低于至少一种热塑性半结晶聚合物的熔融温度的温度下经受受控的空中热处理操作达足以使非织造纤维幅材表现出的收缩率小于在未经受受控的空中热处理操作的制备相同的结构上测量的收缩率的时间。
熔喷工艺的结果可为包括多根熔喷纤维的非织造纤维幅材，该多根熔喷纤维包含至少一种热塑性半结晶聚合物和次膦酸酯或聚合物膦酸酯的分子，其中热塑性材料不包含有效实现成核作用的量的成核剂，并且进一步地，其中非织造纤维幅材是尺寸上稳定的，并且在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
与空中热处理操作以及由该操作制成的非织造纤维幅材相关联的其它选项和优点在美国专利公布2016/0298266(Zillig等人)和国际专利公布WO 2018/0126085(Ren等人)中有详细描述。
虽然热塑性聚合物和次膦酸酯或聚合物膦酸酯优选地为可混溶的，但是不同的分子相可存在于纤维内。例如，主要为半结晶的相可与主要为无定形的相共存。在其它实施方案中，主要为半结晶的相可与包含更低晶级的结构域(例如，其中聚合物不链延伸的结构域)和无定形的结构域的相共存，总体有序程度不足以结晶。此类纤维也可如上所述在加热下加工而形成非织造纤维幅材。
优选地，纤维在粘结操作期间基本上不会熔融或失去它们的纤维结构，但仍保持为具有它们的原始纤维尺寸的离散纤维。
如果存在的话，二次纤维一般可从体纤维获得。将二次纤维掺入非织造纤维幅材中的一个技术挑战起因于处理这些纤维并且将这些纤维进料到大规模制造工艺中的困难。当处理不熔性纤维诸如氧化聚丙烯腈纤维时尤其成问题，这些纤维趋于弱缠结并且可容易地以松散形式解开。
可通过使用二次纤维的共混物来克服此困难，该共混物包含不熔性纤维和具有显著更大直径的热塑性增强纤维两者。在示例性实施方案中，可通过将中值纤维直径在5微米至15微米范围内的氧化聚丙烯腈纤维与中值纤维直径在30微米至60微米范围内的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维共混而获得预成形的进料幅材。这里，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维向进料幅材提供显著强度。
为了向进料幅材提供进一步的强度，可使用诸如针轧或水刺的工艺使共混纤维基本上彼此缠结。任选地，使这些纤维卷曲以提供更大幅材厚度并且减小体密度。制备这些幅材的工艺的细节在共同未决的国际专利申请PCT/CN2017/110372(Cai等人)中有所描述。
一旦制备了具有合适强度的进料幅材，就可将其传递到单独的熔喷工艺，在该熔喷工艺中可根据以下专利中所述的方法中的任一种将该进料幅材制成多组分熔喷微纤维幅材：美国专利4,118,531(Hauser)；5,298,694(Thompson等人)；5,773,375(Swan等人)；5,961,905(Swan等人)；和7,476,632(Olson等人)。
在制造包括二次纤维的幅材时使用进料幅材不是关键性的。例如，在另选的制造工艺中，将一层未粘结的短纤维直接传送到移动带上的刺辊上，并且使用以上引用的方法中的任一种形成幅材。
在示例性工艺中，将热塑性聚合物的流动流进料到歧管中。然后将流动流进料到模头中并且使其穿过一系列模头孔口。空气狭缝设置在模头孔口的任一侧上并且引导均匀的受热空气在高速下作用于挤出的熔体流。该高速热空气拉延并细化挤出的聚合物材料，该聚合物材料在从模头行进相对较短距离后固化。高速空气在模头和收集器表面之间变成湍流，从而导致夹带在气流中的熔喷纤维变得紧密混合。
在熔喷模头和收集器之间的中途，熔喷纤维的此混合流与来自进料幅材的二次纤维共混，该二次纤维可通过旋转刺辊从进料幅材的前缘连续拔出。将拔出的二次纤维引导到湍流气流中，在该湍流气流中该二次纤维与熔喷纤维一起均匀分散和分布，并且最终聚集在打孔的收集器转筒或网带上，以提供粘附的非织造幅材。
作为另一种选项，可使用后续活化工艺以在纤维间接触点处将可熔性纤维彼此粘结。这可通过使幅材通过加热至处于或高于可熔性纤维或剪切/芯纤维(如果使用的话)的可熔性外皮的软化点的温度的烘箱来实现。由于在纤维之间形成的附加粘结，此类纤维间粘结幅材可具有增加的物理完整性和拉伸强度。
尽管不是穷举的，但在下文中提供了其它示例性实施方案：
1.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包括：多根熔喷纤维，所述多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，其中非织造纤维结构在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
2.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包括：多根熔喷纤维，所述多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，其中所述热塑性聚合物基本上不含有效实现成核作用的量的任何成核剂。
3.根据实施方案1或2所述的非织造纤维幅材，其中所述热塑性聚合物包括聚酯。
4.根据实施方案3所述的非织造纤维幅材，其中所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5.根据实施方案1-4中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯包括低聚膦酸酯、无规共低聚(膦酸酯)、嵌段共低聚(膦酸酯)、无规共低聚(膦酸酯碳酸酯)或嵌段共低聚(膦酸酯碳酸酯)。
6.根据实施方案1-5中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯包含一个或多个酚端基。
7.根据实施方案1-6中任一项所述的非织造纤维幅材，其中基于所述聚合物膦酸酯的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯具有在1重量％至50重量％范围内的磷含量。
8.根据实施方案7所述的非织造纤维幅材，其中基于所述聚合物膦酸酯的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯具有在5重量％至50重量％范围内的磷含量。
9.根据实施方案8所述的非织造纤维幅材，其中基于所述聚合物膦酸酯的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯具有在5重量％至30重量％范围内的磷含量。
10.根据实施方案1-9中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在-40℃至200℃范围内的玻璃化转变温度。
11.根据实施方案10所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在0℃至200℃范围内的玻璃化转变温度。
12.根据实施方案11所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在0℃至150℃范围内的玻璃化转变温度。
13.根据实施方案1-12中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在100g/mol至10000g/mol范围内的数均分子量。
14.根据实施方案13所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在500g/mol至6000g/mol范围内的数均分子量。
15.根据实施方案14所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在1000g/mol至6000g/mol范围内的数均分子量。
16.根据实施方案1-15中任一项所述的非织造纤维幅材，其中基于所述多根熔喷纤维的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯以在5重量％至50重量％范围内的量存在。
17.根据实施方案16所述的非织造纤维幅材，其中基于所述多根熔喷纤维的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯以在10重量％至50重量％范围内的量存在。
18.根据实施方案17所述的非织造纤维幅材，其中基于所述多根熔喷纤维的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯以在15重量％至50重量％范围内的量存在。
19.根据实施方案1-18中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根熔喷纤维具有在0.2微米至20微米范围内的中值纤维直径。
20.根据实施方案19所述的非织造纤维幅材，其中所述多根熔喷纤维具有在0.5微米至15微米范围内的中值纤维直径。
21.根据实施方案20所述的非织造纤维幅材，其中所述多根熔喷纤维具有在1微米至10微米范围内的中值纤维直径。
22.根据实施方案1-22中任一项所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材还包括多根二次纤维，所述多根二次纤维具有8微米至1000微米的中值纤维直径。
23.根据实施方案22所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维具有15微米至300微米的中值纤维直径。
24.根据实施方案23所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维具有15微米至100微米的中值纤维直径。
25.根据实施方案22-24中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维包含聚醚酰亚胺。
26.根据实施方案22-25中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维包含半结晶热塑性聚合物。
27.根据实施方案26所述的非织造纤维幅材，其中所述半结晶热塑性聚合物包括聚苯硫醚。
28.根据实施方案22-27中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维包括不熔性纤维。
29.根据实施方案28所述的非织造纤维幅材，其中所述不熔性纤维包括碳纤维或它们的前体。
30.根据实施方案29所述的非织造纤维幅材，其中所述碳纤维或它们的前体包括氧化聚丙烯腈纤维。
31.根据实施方案28所述的非织造纤维幅材，其中所述不熔性纤维包括人造丝纤维。
32.根据实施方案22-31中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述二次纤维包括至多100重量％的氧化聚丙烯腈和至多20重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维。
33.根据实施方案23-32中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维是所述非织造纤维幅材的10重量％至90重量％。
34.根据实施方案33所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维是所述非织造纤维幅材的30重量％至70重量％。
35.根据实施方案34所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维是所述非织造纤维幅材的35重量％至65重量％。
36.根据实施方案1-35中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材具有1kg/m3至1000kg/m3的体密度。
37.根据实施方案36所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材具有1kg/m3至100kg/m3的体密度。
38.根据实施方案37所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材具有1kg/m3至50kg/m3的体密度。
39.根据实施方案1-38中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材基本上不含任何卤代阻燃添加剂。
40.根据实施方案1-38中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述热塑性聚合物进一步与氯化磷酸酯共混。
41.根据实施方案1-39中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材的20毫米厚的样品能够通过选自UL 94V0、UL94 VTM和FAR 25.856(a)的一种或多种易燃性测试。
42.一种非织造纤维组件，所述非织造纤维组件包括：根据实施方案1-41中任一项所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材具有相背的第一主表面和第二主表面；以及粘合剂层，所述粘合剂层设置在所述第一主表面和所述第二主表面中的一者或两者上。
43.根据实施方案42所述的非织造纤维组件，其中所述粘合剂层包含阻燃聚合物粘结剂。
44.根据实施方案43所述的非织造纤维组件，其中所述阻燃聚合物粘结剂包括含氟聚合物。
45.根据实施方案42-44中任一项所述的非织造纤维组件，所述非织造纤维组件还包括设置在所述粘合剂层上的阻燃的外层。
46.根据实施方案45所述的非织造纤维组件，其中所述外层完全包封所述非织造纤维幅材，使得所述非织造纤维幅材的任何表面都不暴露。
47.根据实施方案45或46所述的非织造纤维组件，其中所述外层包括多根陶瓷纤维。
48.一种制备非织造纤维幅材的方法，所述方法包括：将热塑性聚合物与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合以获得聚合物共混物；通过使所述聚合物共混物的熔融流穿过熔喷模头的多个孔口来形成多根熔喷纤维；以及在收集器上收集所述熔喷纤维中的至少一些以获得所述非织造纤维幅材。
49.根据实施方案48所述的方法，其中所述非织造纤维幅材是尺寸上稳定的，并且在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
50.根据实施方案48或49所述的方法，其中所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯具有反应性端基。
51.根据实施方案50所述的方法，其中所述反应性端基包括酚端基。
52.根据实施方案48-51中任一项所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合使所述聚合物共混物的熔体粘度相对于单独的所述热塑性聚合物的熔体粘度减小。
53.根据实施方案52所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合使所述多根熔喷纤维的中值纤维直径相对于使用单独的所述热塑性聚合物获得的中值纤维直径减小。
54.根据实施方案53所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合得到比不将所述热塑性聚合物与所述聚合物膦酸酯混合时将获得的中值纤维直径小至少10％的中值纤维直径。
55.根据实施方案54所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合得到比不将所述热塑性聚合物与所述聚合物膦酸酯混合时将获得的中值纤维直径小至少20％的中值纤维直径。
56.根据实施方案55所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合得到比不将所述热塑性聚合物与所述聚合物膦酸酯混合时将获得的中值纤维直径小至少30％的中值纤维直径。
57.根据实施方案48-56中任一项所述的方法，其中所述多根熔喷纤维具有在0.2微米至20微米范围内的中值纤维直径。
58.根据实施方案57所述的方法，其中所述多根熔喷纤维具有在0.5微米至15微米范围内的中值纤维直径。
59.根据实施方案58所述的方法，其中所述多根熔喷纤维具有在1微米至10微米范围内的中值纤维直径。
60.根据实施方案48-59中任一项所述的方法，其中所述热塑性聚合物包括聚酯。
61.根据实施方案60所述的方法，其中所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施例
通过以下非限制性实施例，进一步示出了本公开的目的和优点，但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。
表1：材料
Figure BDA0003022494030000261
Figure BDA0003022494030000271
测试方法：
中值纤维直径：实施例的非织造纤维幅材中的熔喷纤维的中值纤维直径使用扫描电子显微镜(SEM)进行测量。使用至少200根纤维的纤维样品大小。
吸声：遵循ASTM E1050的方法。
非织造幅材厚度测量：根据针对高蓬松非织造织物的厚度的测试方法，遵循ASTMD5736-95的方法。板压校准为0.002psi(13.790帕斯卡)。
UL94-V0火焰测试：参考UL94-V0标准，其中火焰高度为20mm，样品的底部边缘进入火焰10mm，并且燃烧两次，每次10秒。火焰传播高度低于125mm(5英寸)被认为通过。
辐射板：遵循FAR25.856(a)。
收缩测试：使用三个10cm×10cm(3.94英寸×3.94英寸)样品在横向(CD)和纵向(MD)两者上计算幅材的收缩特性。在将每个样品置于飞世尔科技公司(FisherScientific)的等温烘箱中在150℃(302°F)下放置达60分钟之前和之后测量它们的尺寸。通过公式(1)计算每个样品在CD和MD上的收缩率：
Figure BDA0003022494030000281
其中L0为初始样品长度，并且L为最终样品长度。计算并报告每个方向的收缩率的平均值。
通过共同拥有的PCT专利公布WO 2015/080913中所述的工艺和技术来产生在以下比较例和实施例中产生的幅材。
比较例1：
产生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)热塑性聚合物熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例1
将5重量％的HM1100(磷含量为大约10.5重量％并且玻璃化转变温度为105℃)添加到95重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰测试，并且结果在表2中表示。
实施例2
将10重量％的HM1100(磷含量为大约10.5重量％并且玻璃化转变温度为105℃)添加到90重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例3
将15重量％的HM1100(磷含量为大约10.5重量％并且玻璃化转变温度为105℃)添加到85重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例4
将5重量％的OP950(磷含量为大约20重量％并且玻璃化转变温度为200℃)添加到95重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰测试，并且结果在表2中表示。
实施例5
将10重量％的OP950(磷含量为大约20重量％并且玻璃化转变温度为200℃)添加到90重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例6
将15重量％的OP950(磷含量为大约20重量％并且玻璃化转变温度为200℃)添加到85重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例7
将5重量％的OL3001(磷含量为大约10重量％并且玻璃化转变温度为85℃)添加到95重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰测试，并且结果在表2中表示。
实施例8
将10重量％的OL3001(磷含量为大约10重量％并且玻璃化转变温度为85℃)添加到90重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例9
将15重量％的OL3001(磷含量为大约10重量％并且玻璃化转变温度为85℃)添加到85重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例10
将5％(重量百分比)的OL5000(磷含量为大约10.3重量％并且玻璃化转变温度为88℃)添加到95重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和辐射板测试，并且结果在表2中表示。
实施例11
将10％(重量百分比)的OL5000(磷含量为大约10.3重量％并且玻璃化转变温度为88℃)添加到90重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例12
将15％(重量百分比)的OL5000(磷含量为大约10.3重量％并且玻璃化转变温度为88℃)添加到85重量％的PET中以产生熔喷微纤维幅材。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
比较例2
PET和PPS的共混物产生熔喷微纤维幅材。PET和PPS的重量共混比率为13∶7。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和辐射板测试，并且结果在表2中表示。
比较例3
PET和ULTEM的共混物产生熔喷微纤维幅材。PET和ULTEM的重量共混比率为13∶7。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和辐射板测试，并且结果在表2中表示。
实施例13
将10重量％的HMl100(磷含量为大约10.5重量％并且玻璃化转变温度为105℃)添加到PET和ULTEM的共混物中以产生熔喷微纤维幅材。PET和ULTEM的重量共混比率为13∶7。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰和辐射板测试，并且结果在表2中表示。
实施例14
步骤1：通过料斗进料到熔体挤出机中将PET粒料与HM1100添加剂共混。通过熔体挤出机施加177psi(1.22MPa)的挤出压力以产生9.08kg/小时(20磅/小时)的熔体挤出速率。设置50.8cm(20英寸)宽的常规膜原纤化构型的熔喷模头，由在320℃(608°F)温度下操作的常规类型的熔体挤出机驱动。模头具有直径为每个0.038cm(0.015英寸)的孔口。
步骤2：加热至315℃(600°F)的空中空气淬火通常被引导到挤出机上，如共同拥有的美国专利公布2016/0298266(Ziling等人)中所述。将受热纤维引向转筒收集器。在受热空气端口和转筒收集器之间，将卷曲ULTEM短纤维分配到熔喷纤维中。卷曲短纤维的直径为大约25微米，并且长度为50mm。分配足够的短纤维以构成最终织物的35重量％。转筒收集器的表面速度为1.83m/min(6英尺/分钟)，使得收集的织物的基重为350gsm。将熔喷织物从转筒收集器移除并且在卷绕支架处缠绕芯。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例15
将10重量％的HM1100(磷含量为大约10.5重量％并且玻璃化转变温度为105℃)添加到PET和PPS的共混物中以产生熔喷微纤维幅材。PET和PPS的重量共混比率为13∶7。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例16
将10重量％(重量百分比)OP950(磷含量为大约20％并且玻璃化转变温度为200℃)添加到PET和PPS的共混物中以产生熔喷微纤维幅材。PET和PPS的重量共混比率为13∶7。基重为135gsm±10％。幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
比较例4
步骤1：将OPAN和T270共混在一起以产生幅材。OPAN和T270的重量共混比率为9∶1。基重为130gsm。将幅材自身折叠(将基重改变为260gsm)并且接着传送到德国埃伯巴赫(Eberbach，Germany)的Dilo针织机(型号DI-Loom OD-16)，该针织机具有23行(每行75针)的针板阵列，其中行略微偏移以使图案随机化。针为Foster 20 3-22-1.5B针。阵列沿纵向的深度为大约17.8cm(7英寸)，标称宽度为61cm(24英寸)，针间距为大约7.6mm(0.30英寸)。针板以91次行程/分钟的速度操作，以缠结幅材并将其压实至大约5.1mm(0.20英寸)的厚度。
步骤2：将步骤1中产生的40重量％的OPAN和T270幅材与60重量％的PET组合以产生熔喷微纤维幅材。基重为150。幅材经历了UL94-V0火焰测试，并且结果在表2中表示。
实施例17
步骤1：将OPAN和T270共混在一起以产生幅材。OPAN和T270的重量共混比率为9∶1。基重为130gsm。将幅材自身折叠(将基重改变为260gsm)并且接着传送到德国埃伯巴赫(Eberbach，Germany)的Dilo针织机(型号DI-Loom OD-16)，该针织机具有23行(每行75针)的针板阵列，其中行略微偏移以使图案随机化。针为Foster 20 3-22-1.5B针。阵列沿纵向的深度为大约17.8cm(7英寸)，标称宽度为61cm(24英寸)，针间距为大约7.6mm(0.30英寸)。针板以91次行程/分钟的速度操作，以缠结幅材并将其压实至大约5.1mm(0.20英寸)的厚度。
步骤2：将80重量％的HM1100(磷含量为大约10.5％并且玻璃化转变温度为105℃)和PET的1∶4共混物添加到步骤1中产生的20重量％的幅材中以产生熔喷微纤维幅材。基重为160gsm，并且幅材厚度为3.6mm。幅材经历了UL94-V0火焰和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例18
将FR PET稀松布放置在实施例17中产生的幅材的顶部和底部上。幅材经历了UL94-V0火焰测试，并且结果在表2中表示。
实施例19
步骤1：通过料斗进料到熔体挤出机中将PET粒料与OL3001添加剂共混。通过熔体挤出机施加1.22MPa(177psi)的挤出压力以产生9.08kg/小时(20磅/小时)的熔体挤出速率。设置50.8cm(20英寸)宽的常规膜原纤化构型的熔喷模头，由在320℃(608°F)温度下操作的常规类型的熔体挤出机驱动。模头具有直径为每个0.038cm(0.015英寸)的孔口。
步骤2：加热至315℃(600°F)的空中空气淬火通常被引导到挤出机上，如共同拥有的美国专利公布2016/0298266(Ziling等人)中所述。将受热纤维引向转筒收集器。在受热空气端口和转筒收集器之间，将卷曲PPS短纤维分配到熔喷纤维中。卷曲短纤维的直径为大约20微米，并且长度为38mm。分配足够的短纤维以构成最终织物的50重量％。转筒收集器的表面速度为1.83m/min(6英尺/分钟)，使得收集的织物的基重为350gsm。将熔喷织物从转筒收集器移除并且在卷绕支架处缠绕芯。对幅材的吸声性能进行测试，并且结果在表3中表示。接着，幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
实施例20
步骤1：通过料斗进料到熔体挤出机中将PET粒料与OP950添加剂共混。通过熔体挤出机施加177psi(1.22MPa)的挤出压力以产生9.08kg/小时(20磅/小时)的熔体挤出速率。设置50.8cm(20英寸)宽的常规膜原纤化构型的熔喷模头，由在320℃(608°F)温度下操作的常规类型的熔体挤出机驱动。模头具有直径为每个0.038cm(0.015英寸)的孔口。
步骤2：加热至315℃(600°F)的空中空气淬火通常被引导到挤出机上，如共同拥有的美国专利公布2016/0298266(Zillig等人)中所述。将受热纤维引向转筒收集器。在受热空气端口和转筒收集器之间，将卷曲PPS短纤维分配到熔喷纤维中。卷曲短纤维的直径为大约20微米，并且长度为38mm。分配足够的短纤维以构成最终织物的50重量％。转筒收集器的表面速度为1.83m/min(6英尺/分钟)，使得收集的织物的基重为350gsm。将熔喷织物从转筒收集器移除并且在卷绕支架处缠绕芯。对幅材的吸声性能进行测试，并且结果在表3中表示。接着，幅材经历了UL94-V0火焰、辐射板和收缩测试，并且结果在表2中表示。
表2：UL94-V0火焰和辐射板测试结果
Figure BDA0003022494030000331
Figure BDA0003022494030000341
表3：吸声测试结果
Figure BDA0003022494030000342
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (20)

1.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包括：
多根熔喷纤维，所述多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，
其中非织造纤维结构在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
2.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包括：
多根熔喷纤维，所述多根熔喷纤维包含与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯共混的热塑性聚合物，
其中所述热塑性聚合物基本上不含有效实现成核作用的量的任何成核剂。
3.根据权利要求1或2所述的非织造纤维幅材，其中所述热塑性聚合物包括聚酯。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯包括低聚膦酸酯、无规共低聚(膦酸酯)、嵌段共低聚(膦酸酯)、无规共低聚(膦酸酯碳酸酯)或嵌段共低聚(膦酸酯碳酸酯)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的非织造纤维幅材，其中基于所述聚合物膦酸酯的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯具有在1重量％至50重量％范围内的磷含量。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述聚合物膦酸酯具有在100g/mol至10000g/mol范围内的数均分子量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的非织造纤维幅材，其中基于所述多根熔喷纤维的总重量计，所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯以在5重量％至50重量％范围内的量存在。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根熔喷纤维具有在0.2微米至20微米范围内的中值纤维直径。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材还包括多根二次纤维，所述多根二次纤维具有8微米至1000微米的中值纤维直径。
10.根据权利要求9所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维包含半结晶热塑性聚合物。
11.根据权利要求9或10所述的非织造纤维幅材，其中所述多根二次纤维包括不熔性纤维。
12.根据权利要求11所述的非织造纤维幅材，其中所述不熔性纤维包括氧化聚丙烯腈纤维。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材的20毫米厚的样品能够通过选自UL 94V0、UL94 VTM和FAR 25.856(a)的一种或多种易燃性测试。
14.一种非织造纤维组件，所述非织造纤维组件包括：
根据权利要求1-13中任一项所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材具有相背的第一主表面和第二主表面；以及
粘合剂层，所述粘合剂层设置在所述第一主表面和所述第二主表面中的一者或两者上。
15.根据权利要求14所述的非织造纤维组件，其中所述粘合剂层包含阻燃聚合物粘结剂，所述阻燃聚合物粘结剂任选地包括含氟聚合物。
16.根据权利要求15所述的非织造纤维组件，所述非织造纤维组件还包括设置在所述粘合剂层上的阻燃的外层。
17.一种制备非织造纤维幅材的方法，所述方法包括：
将热塑性聚合物与次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合以获得聚合物共混物；
通过使所述聚合物共混物的熔融流穿过熔喷模头的多个孔口来形成多根熔喷纤维；以及
在收集器上收集所述熔喷纤维中的至少一些以获得所述非织造纤维幅材。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述非织造纤维幅材是尺寸上稳定的，并且在被加热至150℃达60分钟之后表现出小于15％的收缩率。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合使所述聚合物共混物的熔体粘度相对于单独的所述热塑性聚合物的熔体粘度减小。
20.根据权利要求19所述的方法，其中将所述热塑性聚合物与所述次膦酸酯和/或聚合物膦酸酯混合使所述多根熔喷纤维的中值纤维直径相对于使用单独的所述热塑性聚合物获得的中值纤维直径减小。
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