CN114274621A - 一种高过滤等级的熔喷布双组分棉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高过滤等级的熔喷布双组分棉及其制备方法。双组分棉包括有设置在中部的弹性支撑架，弹性支撑架向外设置有两个支撑板，弹性支撑架的内部对称设置有多孔蜂窝棉层和熔喷布双组分棉层，弹性支撑架的中部设置有若干个吸音腔，吸音腔内部装填有短熔喷布纤维。本发明熔喷布双组分棉通过将过滤效果好的熔喷布应用于双组分棉中，对双组分棉的减震消音降噪效果有了一个明显的提升，还饿能够实现双组分棉的轻质化，通过在双组分棉中引入PVC阻燃材料，大大降低了双组分棉的易燃性，有利于提高双组分棉的防火性，及时将热量引出，避免双组分棉受热膨胀，通过简单合理的科学设计，显著提高了双组分棉的隔音消音效果。

Description

一种高过滤等级的熔喷布双组分棉及其制备方法

技术领域

本发明涉及双组分棉制造技术领域，具体涉及一种高过滤等级的熔喷布双组分棉及其制备方法。

背景技术

噪声污染是人类生活环境的大公害，它不仅严重损害我们的听觉神经，心血管系统以及神经系统，并且还能加快建筑物、工业机械的老化，影响仪器的精密度和使用年限。随着大家对噪声控制问题的日益重视，各种各样隔音降噪的方法也随之诞生。而传统的隔音材料—玻璃棉因其存在着诸多缺陷，如降噪系数低、使用寿命短、不环保、容易造成二次污染等问题，其运用受到限制，已经淡出市场而为新型吸声材料所替代。纤维类吸声材料可以在较宽的频带内有良好的隔音效果，因此可以替代以离心玻璃棉为代表的传统多孔隔材料等，这种同时具备环保、可重复利用、装饰功能、以及优越声学性能的隔音材料将会越来越多地得到市场的认可。

另一方面，随着生活实用和消防安全要求的日益增加，人们对于隔音棉的阻燃要求也越来越高。目前阻燃技术已进入一个新的发展阶段，未来吸音材料的阻燃技术正朝着高效、经济、环保的方向发展。由于无机阻燃剂具有：毒性低，热稳定性好；不析出，有持久的阻燃效果；不产生腐蚀性气体；价格低廉；较小的发烟量等优点，因此无机阻燃剂在各个方面的应用正逐步取代有机阻燃剂，因此合成无机阻燃剂的研究意义重大；但是由于有机阻燃剂目前仍在大量使用，将无机阻燃剂与有机阻燃剂组合使用不失为一种可取的过渡的方式。

目前，社会对隔音材料的需求量迅猛增长，传统的隔音材料已无法满足人们对环保性、装饰性、阻燃性的更高要求；而且一般的隔音棉的拉伸强度并不好，在拉伸过程中容易断裂，或形成裂纹，影响隔音棉的使用。因此，研究并开发应用新的高拉伸强度的环保隔音阻燃材料已成为努力的方向。

熔喷无纺布主要用于过滤粉尘、微生物、雾霾等微米级颗粒物，堪称口罩的“心脏”。由聚丙烯超细纤维随机分布沾结在一起，外观洁白、平整、柔软，材料纤维细度为0.5-1.0微米，纤维的随机分布提供了纤维间更多的热粘合机会，因而使熔喷气体过滤材料具有更大的比表面积，更高的孔隙率(≥75％)。经过高压驻极静电处理，具有低阻、高效、高容尘等特点。

将熔喷布作为双组分棉材料能够起到较好的过滤消音的效果，将熔喷布双组分化并应用于隔音棉中，将是目前研究的新方向。

发明内容

本发明为了解决上述的技术问题，提供一种高过滤等级的熔喷布双组分棉及其制备方法，将过滤效果很好的熔喷布作为双组分棉的基材进行减震降噪消音，能够解决目前所遇到的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，包括有熔喷布双组分棉层，熔喷布双组分棉层具体包括有以下组成成分：A组分45-55％、B组分45-50％；

A组分包括有：碳纤维改性聚丙烯树脂35-50％、改性高分子量丁基纤维素树脂15-35％、改性高韧性防辐射橡胶5-15％、碳基纳米纤维5-10％、促进剂0.3-1.5％、分散剂0.2-0.5％；

B组分包括有：石墨烯改性聚氨酯树脂40-55％、改性聚甲基丙烯酸甲酯20-35％、改性高韧性防辐射橡胶5-10％、碳基纳米纤维3-5％、促进剂0.5-1.0％、分散剂0.3-0.5％。

进一步地，熔喷布双组分棉层的制备方法包括有以下步骤：

熔融：在熔融炉中升温至200-300℃，将A、B组分的原料分别进行熔融，得到A组分与B组分的熔融液，并通过搅拌保证熔融液质地均一；

过滤：将混合均匀的A组分、B组分熔融液趁热过滤，除去大颗粒不溶物，并使得碳基纳米纤维在熔融液不结块呈悬浮状态，过滤后持续搅拌，同时开始抽真空将熔融体中气体排出；

熔喷：将A组分、B组分熔融液经不同喷丝孔同时挤出，并对熔体细流进行延伸与冷却，保证达到要求，并将A组分和B组分熔喷丝进行交叉密织成网，再将熔喷网加压压实，修剪、封边即可。

优选的，双组分棉还包括有设置在中部的弹性支撑架，弹性支撑架向外设置有两个支撑板，弹性支撑架的内部对称设置有多孔蜂窝棉层和熔喷布双组分棉层，弹性支撑架的中部设置有若干个吸音腔，吸音腔内部装填有短熔喷布纤维，所述弹性支撑架的外表面对称设置有多孔道缓冲层；多孔道缓冲层的外表面设置有上胶连接层和下胶连接层，设置在弹性支撑架上表面的多孔道缓冲层通过上胶连接层胶连接散热板层，散热板层的外表面涂附有PVC阻燃层。

进一步地，弹性支撑架上表面的多孔道缓冲层通过下胶连接层胶连接硬质基板层，弹性支撑架与支撑板之间设置有若干个支撑加强筋，支撑加强筋将弹性支撑架与支撑板形成的区域分割为若干个腔室，多孔蜂窝棉层和熔喷布双组分棉层贯穿支撑加强筋与由其形成的腔室，吸音腔之间设置有若干根连接孔道，短熔喷布纤维通过连接孔道在吸音腔之间游走，多孔道缓冲层上设置有若干根竖直的固定刺突，孔道缓冲层通过固定刺突与支撑板固定，多孔道缓冲层内部设置有若干条交叉扭结的内部孔道，内部孔道贯穿多孔道缓冲层并在其表面形成通孔。

一种基于上述的高过滤等级的熔喷布双组分棉的制备方法，包括有以下步骤：

S1.填装：将制备好的熔喷布双组分棉层进行粉碎后筛选过滤，得到短熔喷布纤维，通过模具得到弹性支撑架并进行开槽，得到吸音腔及连接孔道，将短熔喷布纤维填装到吸音腔中，并将多孔蜂窝棉层、熔喷布双组分棉层贯穿支撑加强筋填装到弹性支撑架内部，形成双组分棉基层；

S2.贴装：通过模具得到多孔道缓冲层、多孔道缓冲层表面的固定刺突以及多孔道缓冲层内部的内部孔道，在弹性支撑架表面的支撑板上开孔，并将固定刺突于支撑板上的开孔处插入，与支撑板连接，并在50-100℃时持续热压5-10min，快速冷却使得多孔道缓冲层通过固定刺突牢牢与弹性支撑架连接并固定；

S3.涂附：在多孔道缓冲层分别涂附胶粘剂形成上胶连接层和下胶连接层，分别将散热板层覆盖在上胶连接层上、硬质基板层覆盖在下胶连接层上，并在50-100℃时持续热压5-10min后降温至10℃以下，持续冷压10-30min使得胶粘剂固化，并在散热板层的表面涂附PVC阻燃层，得到双组分棉半成品；

S4.压合：将制备好的双组分棉半成品通过模压机进行压合，压合时控制温度为10℃以下，压合持续10-30min，将结构层复合为一体，将压合后的双组分棉在50-80℃下进行热切割，并对切割位置进行修剪、封边处理即可。

本发明的有益效果：本发明熔喷布双组分棉通过将过滤效果好的熔喷布应用于双组分棉中，对双组分棉的减震消音降噪效果有了一个明显的提升，还饿能够实现双组分棉的轻质化，通过在双组分棉中引入PVC阻燃材料，大大降低了双组分棉的易燃性，有利于提高双组分棉的防火性，及时将热量引出，避免双组分棉受热膨胀，通过双组分棉熔喷密织成网提高过滤等级，大大提高了过滤效果和隔音效果，通过简单合理的科学设计，显著提高了双组分棉的隔音消音效果。

附图说明

图1为本发明的熔喷布双组分棉的剖面结构示意图1。

图2为本发明的熔喷布双组分棉的剖面结构示意图2。

图中：1、弹性支撑架；2、多孔蜂窝棉层；3、熔喷布双组分棉层；4、支撑板；5、多孔道缓冲层；6、上胶连接层；7、散热板层；8、PVC阻燃层；9、下胶连接层；10、硬质基板层；11、吸音腔；12、短熔喷布纤维；13、支撑加强筋；14、连接孔道；15、固定刺突；16、内部孔道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，包括有熔喷布双组分棉层3，熔喷布双组分棉层3具体包括有以下组成成分：A组分55％、B组分45％；

A组分包括有：碳纤维改性聚丙烯树脂50％、改性高分子量丁基纤维素树脂23％、改性高韧性防辐射橡胶15％、碳基纳米纤维10％、促进剂1.5％、分散剂0.5％；

B组分包括有：石墨烯改性聚氨酯树脂55％、改性聚甲基丙烯酸甲酯34％、改性高韧性防辐射橡胶5％、碳基纳米纤维5％、促进剂0.5％、分散剂0.5％；

熔喷布双组分棉层3的制备方法包括有以下步骤：

熔融：在熔融炉中升温至200℃，将A、B组分的原料分别进行熔融，得到A组分与B组分的熔融液，并通过搅拌保证熔融液质地均一；

过滤：将混合均匀的A组分、B组分熔融液趁热过滤，除去大颗粒不溶物，并使得碳基纳米纤维在熔融液不结块呈悬浮状态，过滤后持续搅拌，同时开始抽真空将熔融体中气体排出；

熔喷：将A组分、B组分熔融液经不同喷丝孔同时挤出，并对熔体细流进行延伸与冷却，保证达到要求，并将A组分和B组分熔喷丝进行交叉密织成网，再将熔喷网加压压实，修剪、封边即可。

请参照图1所示，一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，双组分棉包括有设置在中部的弹性支撑架1，弹性支撑架1向外设置有两个支撑板4，弹性支撑架1的内部对称设置有多孔蜂窝棉层2和熔喷布双组分棉层3；弹性支撑架1的中部设置有若干个吸音腔11，吸音腔11内部装填有短熔喷布纤维12，弹性支撑架1的外表面对称设置有多孔道缓冲层5，多孔道缓冲层5的外表面设置有上胶连接层6和下胶连接层9，设置在弹性支撑架1上表面的多孔道缓冲层5通过上胶连接层6胶连接散热板层7，散热板层7的外表面涂附有PVC阻燃层8，弹性支撑架1上表面的多孔道缓冲层5通过下胶连接层9胶连接硬质基板层10。

请参照图2所示，一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，弹性支撑架1与支撑板4之间设置有若干个支撑加强筋13，支撑加强筋13将弹性支撑架1与支撑板4形成的区域分割为若干个腔室，多孔蜂窝棉层2和熔喷布双组分棉层3贯穿支撑加强筋13与由其形成的腔室，吸音腔11之间设置有若干根连接孔道14，短熔喷布纤维12通过连接孔道14在吸音腔11之间游走，多孔道缓冲层5上设置有若干根竖直的固定刺突15，孔道缓冲层5通过固定刺突15与支撑板4固定，多孔道缓冲层5内部设置有若干条交叉扭结的内部孔道16，内部孔道16贯穿多孔道缓冲层5并在其表面形成通孔。

实施例2

本实施例1与实施例1的不同之处在于：

一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，包括有熔喷布双组分棉层3，熔喷布双组分棉层3具体包括有以下组成成分：A组分50％、B组分50％；

A组分包括有：碳纤维改性聚丙烯树脂38％、改性高分子量丁基纤维素树脂35％、改性高韧性防辐射橡胶15％、碳基纳米纤维10％、促进剂1.5％、分散剂0.5％；

B组分包括有：石墨烯改性聚氨酯树脂48.5％、改性聚甲基丙烯酸甲酯35％、改性高韧性防辐射橡胶10％、碳基纳米纤维5％、促进剂1.0％、分散剂0.5％。

基于上述实施例的一种高过滤等级的熔喷布双组分棉的制备方法，包括有以下步骤：

S1.填装：将制备好的熔喷布双组分棉层3进行粉碎后筛选过滤，得到短熔喷布纤维12，通过模具得到弹性支撑架1并进行开槽，得到吸音腔11及连接孔道14，将短熔喷布纤维12填装到吸音腔11中，并将多孔蜂窝棉层2、熔喷布双组分棉层3贯穿支撑加强筋13填装到弹性支撑架1内部，形成双组分棉基层；

S2.贴装：通过模具得到多孔道缓冲层5、多孔道缓冲层5表面的固定刺突15以及多孔道缓冲层5内部的内部孔道16，在弹性支撑架1表面的支撑板4上开孔，并将固定刺突15于支撑板4上的开孔处插入，与支撑板4连接，并在50-100℃时持续热压5-10min，快速冷却使得多孔道缓冲层5通过固定刺突15牢牢与弹性支撑架1连接并固定；

S3.涂附：在多孔道缓冲层5分别涂附胶粘剂形成上胶连接层6和下胶连接层9，分别将散热板层7覆盖在上胶连接层6上、硬质基板层10覆盖在下胶连接层9上，并在50-100℃时持续热压5-10min后降温至10℃以下，持续冷压10-30min使得胶粘剂固化，并在散热板层7的表面涂附PVC阻燃层8，得到双组分棉半成品；

S4.压合：将制备好的双组分棉半成品通过模压机进行压合，压合时控制温度为10℃以下，压合持续10-30min，将结构层复合为一体，将压合后的双组分棉在50-80℃下进行热切割，并对切割位置进行修剪、封边处理即可。

本发明熔喷布双组分棉通过将过滤效果好的熔喷布应用于双组分棉中，对双组分棉的减震消音降噪效果有了一个明显的提升，还能够实现双组分棉的轻质化，通过在双组分棉中引入PVC阻燃材料，大大降低了双组分棉的易燃性，有利于提高双组分棉的防火性，及时将热量引出，避免双组分棉受热膨胀，通过双组分棉熔喷密织成网提高过滤等级，大大提高了过滤效果和隔音效果，通过简单合理的科学设计，显著提高了双组分棉的隔音消音效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，包括有熔喷布双组分棉层(3)，熔喷布双组分棉层(3)具体包括有以下组成成分：A组分45-55％、B组分45-50％；

A组分包括有：碳纤维改性聚丙烯树脂35-50％、改性高分子量丁基纤维素树脂15-35％、改性高韧性防辐射橡胶5-15％、碳基纳米纤维5-10％、促进剂0.3-1.5％、分散剂0.2-0.5％；

B组分包括有：石墨烯改性聚氨酯树脂40-55％、改性聚甲基丙烯酸甲酯20-35％、改性高韧性防辐射橡胶5-10％、碳基纳米纤维3-5％、促进剂0.5-1.0％、分散剂0.3-0.5％；

所述熔喷布双组分棉层(3)的制备方法包括有以下步骤：

熔融：在熔融炉中升温至200-300℃，将A、B组分的原料分别进行熔融，得到A组分与B组分的熔融液，并通过搅拌保证熔融液质地均一；

过滤：将混合均匀的A组分、B组分熔融液趁热过滤，除去大颗粒不溶物，并使得碳基纳米纤维在熔融液不结块呈悬浮状态，过滤后持续搅拌，同时开始抽真空将熔融体中气体排出；

熔喷：将A组分、B组分熔融液经不同喷丝孔同时挤出，并对熔体细流进行延伸与冷却，保证达到要求，并将A组分和B组分熔喷丝进行交叉密织成网，再将熔喷网加压压实，修剪、封边即可。

2.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述双组分棉还包括有设置在中部的弹性支撑架(1)，弹性支撑架(1)向外设置有两个支撑板(4)，弹性支撑架(1)的内部对称设置有多孔蜂窝棉层(2)和熔喷布双组分棉层(3)。

3.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述弹性支撑架(1)的中部设置有若干个吸音腔(11)，吸音腔(11)内部装填有短熔喷布纤维(12)，所述弹性支撑架(1)的外表面对称设置有多孔道缓冲层(5)；

所述多孔道缓冲层(5)的外表面设置有上胶连接层(6)和下胶连接层(9)，设置在弹性支撑架(1)上表面的多孔道缓冲层(5)通过上胶连接层(6)胶连接散热板层(7)，散热板层(7)的外表面涂附有PVC阻燃层(8)。

4.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述弹性支撑架(1)上表面的多孔道缓冲层(5)通过下胶连接层(9)胶连接硬质基板层(10)。

5.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述弹性支撑架(1)与支撑板(4)之间设置有若干个支撑加强筋(13)，支撑加强筋(13)将弹性支撑架(1)与支撑板(4)形成的区域分割为若干个腔室。

6.根据权利要求2或5所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述多孔蜂窝棉层(2)和熔喷布双组分棉层(3)贯穿支撑加强筋(13)与由其形成的腔室。

7.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述吸音腔(11)之间设置有若干根连接孔道(14)，短熔喷布纤维(12)通过连接孔道(14)在吸音腔(11)之间游走。

8.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述多孔道缓冲层(5)上设置有若干根竖直的固定刺突(15)，孔道缓冲层(5)通过固定刺突(15)与支撑板(4)固定。

9.根据权利要求1所述的高过滤等级的熔喷布双组分棉，其特征在于，所述多孔道缓冲层(5)内部设置有若干条交叉扭结的内部孔道(16)，内部孔道(16)贯穿多孔道缓冲层(5)并在其表面形成通孔。

10.一种高过滤等级的熔喷布双组分棉的制备方法，其特征在于，所述熔喷布双组分棉的制备方法包括有以下步骤：

S1.填装：将制备好的熔喷布双组分棉层(3)进行粉碎后筛选过滤，得到短熔喷布纤维(12)，通过模具得到弹性支撑架(1)并进行开槽，得到吸音腔(11)及连接孔道(14)，将短熔喷布纤维(12)填装到吸音腔(11)中，并将多孔蜂窝棉层(2)、熔喷布双组分棉层(3)贯穿支撑加强筋(13)填装到弹性支撑架(1)内部，形成双组分棉基层；

S2.贴装：通过模具得到多孔道缓冲层(5)、多孔道缓冲层(5)表面的固定刺突(15)以及多孔道缓冲层(5)内部的内部孔道(16)，在弹性支撑架(1)表面的支撑板(4)上开孔，并将固定刺突(15)于支撑板(4)上的开孔处插入，与支撑板(4)连接，并在50-100℃时持续热压5-10min，快速冷却使得多孔道缓冲层(5)通过固定刺突(15)牢牢与弹性支撑架(1)连接并固定；

S3.涂附：在多孔道缓冲层(5)分别涂附胶粘剂形成上胶连接层(6)和下胶连接层(9)，分别将散热板层(7)覆盖在上胶连接层(6)上、硬质基板层(10)覆盖在下胶连接层(9)上，并在50-100℃时持续热压5-10min后降温至10℃以下，持续冷压10-30min使得胶粘剂固化，并在散热板层(7)的表面涂附PVC阻燃层(8)，得到双组分棉半成品；

S4.压合：将制备好的双组分棉半成品通过模压机进行压合，压合时控制温度为10℃以下，压合持续10-30min，将结构层复合为一体，将压合后的双组分棉在50-80℃下进行热切割，并对切割位置进行修剪、封边处理即可。

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