一种阻燃抗菌无纺布及其制备方法

技术领域

本申请涉及无纺布领域，更具体地说，它涉及一种阻燃抗菌无纺布及其制备方法。

背景技术

无纺布又称不织布、针刺棉、针刺无纺布等，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，无纺布因具有柔韧、轻薄、无毒无味、价格低廉、可循环再用等特点被广泛地应用在各个领域。

随着人们生活水平的提高，人们对于无纺布的要求也越来越高，然而由于市场上的无纺布采用碳氢类材料制备，较易造成燃烧，无法满足安全防火的需求。

发明内容

为了提高无纺布的阻燃性，提升安全防火性能，本申请提供一种阻燃抗菌无纺布及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种阻燃抗菌无纺布，采用如下的技术方案：

一种阻燃抗菌无纺布，其包括以下重量份的原料：聚丙烯60-75份、爽滑剂5-10份、溴化环氧树脂5-15份、改性蒙脱土5-10份。

通过采用上述技术方案，本申请中溴化环氧树脂具有良好的自熄性、耐热性和无毒，在无纺布中，增强无纺布的阻燃效果，且溴化环氧树脂具有胶黏的作用，无纺布的原料制备成纤维丝后，溴化环氧树脂使纤维丝相互粘结在一起，增加无纺布的断裂强度。改性蒙脱土与溴化环氧树脂反应，提高溴化环氧树脂的阻燃效果，且使制备成的无纺布的断裂强度增加。而改性蒙脱土本身具有抗菌的作用，使无纺布抗菌的作用增强，提高无纺布使用的长久性和安全性。

优选的，所述改性蒙脱土由蒙脱土和双十八烷基二甲基氯化铵制得，其添加的重量份如下：蒙脱土3-7份、双十八烷基二甲基氯化铵1-5份。

通过采用上述技术方案，采用双十八烷基二甲基氯化铵对蒙脱土改性，提高蒙脱土的抗菌作用，从而提高原料制备成无纺布的抗菌作用。

优选的，所述改性蒙脱土采用插层复合法制备，将所述双十八烷基二甲基氯化铵插层在所述蒙脱土中。

通过采用上述技术方案，提高蒙脱土的抗菌作用。

优选的，所述溴化环氧树脂的分子量为20000-50000。

通过采用上述技术方案，溴化环氧树脂的分子量为20000-50000的方案较优。

优选的，无纺布包括如下重量份的原料：聚丙烯67-71份、爽滑剂7-9份、溴化环氧树脂8-12份、改性蒙脱土7-9份。

通过采用上述技术方案，本申请通过优化无纺布的各原料用量，使无纺布原料用量在此范围内时，所制备的无纺布的抗菌和阻燃效果较优，以及断裂强度较优。

优选的，所述爽滑剂为硬脂酰胺。

通过采用上述技术方案，本申请通过优化爽滑剂，使所制备的无纺布的滑爽性较好，且硬脂酰胺与原料中的溴化环氧树脂具有相容性，增强硬脂酰胺与溴化环氧树脂混合的均匀度。

第二方面，本申请提供一种阻燃抗菌无纺布的制备方法，采用如下的技术方案：一种阻燃抗菌无纺布的制备方法，其包括如下步骤：

S1、按照所述重量份称取各原料，先将改性蒙脱土与溴化环氧树脂放入混合机中均匀混合，然后再将聚丙烯和爽滑剂倒入到混合机中，混合均匀得到混合原料；

S2、将混合原料输送到螺杆挤压机中，加热至熔融状态，螺栓挤压，得到熔融浆料；

S3、将熔融浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成纤维网；

S4、将得到的纤维网通过热轧机热轧，后冷却，形成无纺布。

通过采用上述技术方案，将无纺布的原料按一定顺序混合均匀，使溴化环氧树脂与改性蒙脱土混匀后，然后均匀分散在聚丙烯和爽滑剂中，从而使制备的无纺布具有较优的阻燃性、抗菌性和断裂强度。

优选的，所述拉丝机的喷丝孔直径为0.05mm-0.3mm。

通过采用上述技术方案，本申请在制备的过程中，通过控制拉丝机的喷丝孔直径，控制纤维的直径，提高纤维在制备成纤维网时，提高纤维与纤维间的接触面积，在溴化环氧树脂的作用下，提高纤维丝与纤维丝的粘结度，增强无纺布的断裂强度。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用改性蒙脱土与溴化环氧树脂，改性蒙脱土增强溴化环氧树脂的阻燃作用，且改性蒙脱土本身也具有抗菌性，因此提高无纺布的阻燃性和抗菌性，改性蒙脱土与溴化环氧树脂反应提高无纺布的断裂强度。

2、本申请中优选采用插层复合法制备改性蒙脱土，使双十八烷基二甲基氯化铵插层在蒙脱土中，对蒙脱土改性，提高蒙脱土的抗菌性。

3、本申请无纺布的制备方法，制备出了具有阻燃性、抗菌性和断裂强度较优的无纺布。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

原料

聚丙烯：生产厂家为余姚市凯鸽塑化有限公司S1003

溴化环氧树脂：生产厂家为湖北万得化工有限公式

制备例

制备例1-3

制备例1-3的一种改性蒙脱土，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：

T1、将蒙脱土配置成质量分数为7％的悬浮液，加热至60℃，经过充分搅拌；

T2、然后在T1得到的溶液中加入10％的双十八烷基二甲基氯化铵溶液，继续恒温搅拌6h，将反应物抽滤，得白色沉淀物，用热的乙醇水溶液洗涤沉淀；

T3、将T2得到的物质在65℃真空干燥，干燥48h，最后研磨，得到改性蒙脱土。

表1制备例1-3的改性蒙脱土的各原料及各原料用量(kg)

实施例

实施例1-5的一种阻燃抗菌无纺布，其各原料及各原料用量如表3所示，其制备步骤如下：

S1、按照各原料用料称取各原料，先将改性蒙脱土与溴化环氧树脂放入混合机中均匀混合，然后再将聚丙烯和爽滑剂倒入到混合机中，混合均匀，得到混合原料；

S2、将混合原料输送到螺杆挤压机中，加热至熔融状态，螺栓挤压，得到熔融浆料；

S3、将熔融浆料加入到拉丝机中，经过喷丝孔拉丝，形成纤维网；

S4、将得到的纤维网通过热轧机热轧，形成无纺布，热轧机的压力为3.7N，吸风温度700℃，冷风温度610℃，上辊温度135℃，下辊温度129℃。

其中，改性蒙脱土来自制备例1，溴化环氧树脂的分子量为20000，拉丝机的喷丝孔直径为0.3mm。

表2实施例1-5的各原料及各原料用量(kg)

实施例6

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例3的不同之处在于，其添加的改性蒙脱土来自制备例2，其余步骤与实施3均相同。

实施例7

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例3的不同之处在于，其添加的改性蒙脱土来自制备例3，其余步骤与实施例3均相同。

实施例8

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例6的不同之处在于，其添加的爽滑剂为脂肪酸酰胺，其余步骤与实施例6均相同。

实施例9

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例6的不同之处在于，其制备过程中拉丝机的喷丝孔直径为0.16mm，其余步骤与实施例6均相同。

实施例10

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例6的不同之处在于，其制备过程中拉丝机的喷丝孔直径为0.05mm，其余步骤与实施例6均相同。

实施例11

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例10的不同之处在于，其制备过程中溴化环氧树脂的分子量为35000，其余步骤与实施例10均相同。

实施例12

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例10的不同之处在于，其制备过程中溴化环氧树脂的分子量为50000，其余步骤与实施例10均相同。

实施例13

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例11的不同之处在于，其添加改性蒙脱土用量为7kg，其余步骤与实施例11均相同。

实施例14

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例11的不同之处在于，其添加改性蒙脱土用量为7.6kg，其余步骤与实施例11均相同。

实施例15

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例11的不同之处在于，其添加改性蒙脱土用量为9kg，其余步骤与实施例11均相同。

实施例16

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例11的不同之处在于，其添加改性蒙脱土用量为10kg，其余步骤与实施例11均相同。

对比例

对比例1

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例3的不同之处在于，其添加的改性蒙脱土的用量为0，其余步骤与实施例3均相同。

对比例2

一种阻燃抗菌无纺布，与实施例3的不同之处在于，其添加的改性蒙脱土替换为蒙脱土，蒙脱土的用量为5kg，其余步骤与实施例3均相同。

性能检测试验

检测方法

按照实施例1-16和对比例1-2的制备方法制备阻燃抗菌无纺布，然后按照如下检测的方法进行检测，其检测结果如表3所示。

极限氧指数(LOI)测试：依据纺织品燃烧性能试验(垂直法)GB/5455-1997，在氧指数测试仪上进行测试，试样尺寸80mm×300mm；LOI值越大，阻燃性能越好。

抗菌测试：根据GB/T20944.1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》测试本申请中各实施例所得阻燃抗菌无纺布的抗菌性能。

采用金黄色葡萄球菌(ATCC6538)和大肠杆菌(ATCC11229)作为测试菌种；将本申请各实施例所得阻燃抗菌无纺布制成直径为25mm的圆形试样；各组试样均在温度为37℃、相对湿度为85％的环境中培养24h。在本测试中，以抑菌带的宽度作为所述阻燃抗菌无纺布的抗菌性能的度量指标。

断裂强度测试：裂强力及断裂伸长的测定标准FZ/T6005-91，使用YG065型电子织物强力试验仪进行测定，试样尺寸50mm×200mm；断裂强力越大，力学性能越好。

实施例1-16和对比例1-2均做极限氧指数(LOI)测试、抗菌测试和断裂强度测试，每个测试做10个试样，测试结果取该10个试样的平均值。

表3极限氧指数(LOI)和抗菌的测试结果

从表3的数据可以看出，本申请制备的阻燃抗菌无纺布，通过对蒙脱土进行改性得到改性蒙脱土，将改性蒙脱土和溴化环氧树脂添加到无纺布的制备过程中，能有效提高无纺布的阻燃作用和抗菌作用，且改性蒙脱土与溴化环氧树脂反应，提高无纺布的断裂强度。

本申请研发过程中除实施例1-5外还有其他实验组，其中实施例3是实施例1-5实验组中对于极限氧指数(LOI)测试和抗菌检测相对较优的组，故独立取出实施例3。而实施例1-5的实验组中对于断裂强度检测，实施例5是相对较优的组。

实施例3与对比例1考察了改性蒙脱土对无纺布的影响。结果发现，实施例3中，由于添加的改性蒙脱土与溴化环氧树脂反应，增强溴化环氧的阻燃性，且实施例3与对比例1相比，实施例3无纺布的抗菌性和断裂强度也增强。

实施例3与对比例2考察了蒙脱土改性对无纺布的影响。结果发现，实施例3的蒙脱土改性后，改性的蒙脱土与溴化环氧树脂反应，提高无纺布的阻燃性、抗菌性和断裂强度。

实施例3与实施例6-7考察了改性蒙脱土按不同原料用量制备出后，对无纺布的影响。结果发现，实施例6的测试效果较优。

实施例6与实施例8考察了不同爽滑剂的影响。结果发现，实施例6的极限氧指数(LOI)测试和抗菌测试结果较优，断裂强度测试结果相近，因此在本申请中爽滑剂采用硬脂酸胺的方案较优。

实施例6与实施例9-10考察了拉丝机喷丝孔的不同直径对无纺布的影响。结果发现，实施例10的检测结果较优，随着纤维丝的直径逐渐减小，在产品单位面积中的覆盖重叠层数增加，纤维丝间的接触面积增加，提高了产品的阻燃性、抗菌性和断裂强度。

实施例10与实施例11-12考察了不同分子量的溴化环氧树脂的影响。结果发现，抗菌测试的结果相似，而实施例11的极限氧指数(LOI)测试和断裂强度测试较优。

实施例11与实施例13-16考察了不同用量的改性蒙脱土对无纺布的影响。结果发现，实施例14的极限氧指数(LOI)测试结果较优，而随着改性蒙脱土用量的增加，实施例16的抗菌测试和断裂强度测试较优。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。