專利名稱：一種吸音隔熱材料的制備方法及其制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)，具體為一種吸音隔熱材料的制備方法及其制品。該吸 音隔熱材料由PET/PBT雙組份構(gòu)成。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，噪聲污染問(wèn)題日益突出，已和空氣污 染、水質(zhì)污染并列為當(dāng)代三大污染源，它不僅能夠嚴(yán)重危害人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，使人易感疲倦、 耳聾，而且還會(huì)加速建筑物、機(jī)械結(jié)構(gòu)的老化，影響設(shè)備及儀表的精度和使用壽命。隨著社 會(huì)發(fā)展和人類環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)聲學(xué)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，降低噪聲的危害已成為 目前一項(xiàng)迫切的任務(wù)。非織造布是由纖維集合體組成，具有多孔疏松結(jié)構(gòu)和較多纖維界面，因其自身結(jié) 構(gòu)具有的良好吸聲性能及低廉的制造成本，已成為現(xiàn)代最具有發(fā)展前景的吸音材料之一。 非織造吸音材料不僅克服了高密度材料比重大、成本高的缺點(diǎn)，同時(shí)具有加工成型性好，便 于與其它結(jié)構(gòu)材料復(fù)合的特點(diǎn)。目前，可作為非織造布吸聲材料的紡織纖維大致可分為有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維、有機(jī) 高分子纖維三大類。有機(jī)纖維是最早被應(yīng)用到吸音材料中，其產(chǎn)品對(duì)中、高頻范圍內(nèi)的聲波 也具有良好的吸收性能，但防火、防腐、防潮性能差，應(yīng)用范圍狹窄。無(wú)機(jī)纖維的某些特性 盡管優(yōu)于有機(jī)纖維，但是其質(zhì)脆，容易折斷，形成粉塵散逸并污染環(huán)境，影響人體健康，且遇 水或吸潮后其吸聲性能下降，故逐漸被有機(jī)高分子纖維所替代。有機(jī)高分子纖維性能穩(wěn)定、 不腐、不易老化，無(wú)污染，成本低，應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)有吸音材料市場(chǎng)上，有機(jī)高分子紡織纖維主 要是聚丙烯和聚酰胺，但它們二者的耐熱溫度均較低，當(dāng)溫度較高時(shí)，則會(huì)使纖維質(zhì)料收縮 或變成粉狀，結(jié)構(gòu)受到破壞，使用一段時(shí)間后，喪失了其吸音功能。PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二 酯)纖維以其良好的耐熱性、耐光性、耐久性，以及尺寸穩(wěn)定性好，彈性不受濕度影響而受 到關(guān)注。但目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有技術(shù)涉及到熔噴PBT非織造產(chǎn)品，這主要是因?yàn)镻BT熔點(diǎn)較高， 市場(chǎng)上現(xiàn)有的熔噴非織造設(shè)備不能滿足高溫熔噴紡絲的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中有關(guān)PBT纖維技 術(shù)主要集中在常規(guī)紡絲(或是PET和PBT共混后熔融紡絲)領(lǐng)域，如專利200610118440. 2 中所述，將PET切片和PBT切片共混，經(jīng)螺桿擠壓機(jī)熔融擠出、混合、計(jì)量、過(guò)濾后，擠出的 熔體細(xì)流被拉伸冷卻固化成絲，該纖維經(jīng)加工后應(yīng)用于彈性機(jī)織和針織面料等服裝材料領(lǐng) 域。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種吸音隔熱材料的制 備方法及其制品。該制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，制備過(guò)程可控，無(wú)污染，制得的產(chǎn)品具有優(yōu)異 的隔熱吸音性能等特點(diǎn)；該制品由PET/PBT雙組份構(gòu)成，內(nèi)部呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維細(xì)且排 列無(wú)定性，具有多孔性、柔軟性及彈性，同時(shí)耐高溫，使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明解決所述制備方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種吸音隔熱材料的制備方法，該制備方法采用以下工藝(1)利用氣流梳理機(jī)，將PET纖維梳理成有序的PET纖維流；PET纖維的纖度為 1. 1 28dtex，纖維長(zhǎng)度為30 IOOmm ；(2)將PBT切片干燥后，通過(guò)螺桿擠壓機(jī)熔融，經(jīng)過(guò)濾計(jì)量后，從噴絲模頭的噴絲 孔中擠出，在高速熱氣流的噴吹下，使熔噴纖維受到牽伸，形成PBT超細(xì)熔噴纖維流；所述 PBT的熔融擠出溫度為290°C 320°C，高速熱氣流的溫度為280°C 330°C ；PBT超細(xì)熔噴 纖維的纖度分布范圍為0. 5 5um，平均纖度為2 3um ；(3)將所述PET纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流混合后，在成網(wǎng)簾上凝聚成網(wǎng)，并依 靠PBT超細(xì)熔噴纖維的余熱，使纖維間相互粘連加固成型，即形成由PET/PBT雙組份構(gòu)成 的吸音隔熱材料；所述PET梳理纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流的混合質(zhì)量比為35 65 85 15。本發(fā)明解決所述制品技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種吸音隔熱材料制品，該制 品由本發(fā)明所述吸音隔熱材料制備方法制備的材料制成?，F(xiàn)有的PET/PBT雙組份纖維材料主要應(yīng)用于服用保暖材料領(lǐng)域，其制備方法是將 PET和PBT切片進(jìn)行共混熔融紡絲。這種方法在紡制過(guò)程中有可能發(fā)生酯交換反應(yīng)而生成 部分PET/PBT共聚酯。這些共聚酯的存在可能使纖維的熱性能和機(jī)械性能發(fā)生改變，如規(guī) 整性變差，導(dǎo)致纖維的強(qiáng)度降低等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的(PET/PBT雙組份)吸音隔 熱材料制備方法有著本質(zhì)的不同，本發(fā)明是將PET梳理纖維流與PBT超細(xì)熔噴纖維流直接 混合形成纖網(wǎng)，并利用PBT超細(xì)熔噴纖維自身的余熱粘合加固成型，不需要任何粘結(jié)劑，因 而不會(huì)對(duì)原纖維的性能造成任何影響，且工藝流程短，制備過(guò)程可控，節(jié)省能源，生產(chǎn)成本 低廉；所得制品由PET/PBT雙組份構(gòu)成，內(nèi)部呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維細(xì)且排列無(wú)定性，具有 多孔性、柔軟性及彈性，兼有PET纖維和PBT纖維的特點(diǎn)，主要用于吸音隔熱材料，且隔熱吸 音性能良好，同時(shí)耐高溫，使用壽命長(zhǎng)。


圖1為現(xiàn)有PET/PBT雙組份纖維材料的制備方法工藝流程示意圖。圖2為本發(fā)明(PET/PBT雙組份)吸音隔熱材料的制備方法工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明設(shè)計(jì)的吸音隔熱材料制備方法(簡(jiǎn)稱制備方法，參見(jiàn)圖1、2)，采用以下工 藝(1)制備PET梳理纖維流利用氣流梳理機(jī)，將PET纖維梳理成有序的PET纖維流； PET纖維的纖度為1. 1 28dtex，纖維長(zhǎng)度為30 IOOmm ；(2)制備PBT超細(xì)熔噴纖維流將PBT切片干燥后，通過(guò)螺桿擠壓機(jī)熔融，經(jīng)過(guò) 濾計(jì)量后，從噴絲模頭的噴絲孔中擠出，在高速熱氣流的噴吹下，使熔噴纖維受到牽伸，形 成PBT超細(xì)熔噴纖維流；所述PBT的熔融擠出溫度為290°C 320°C，高速熱氣流的溫度為 280°C 330°C ；PBT熔噴超細(xì)纖維的纖度分布范圍為0. 5 5um，平均纖度為2 3um ;(3)制備雙組份吸音隔熱材料將所述PET梳理纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流混合后，在成網(wǎng)簾上凝聚成網(wǎng)，并依靠PBT纖維的余熱，使纖維間相互粘連加固成型，即制成 由PET/PBT雙組份構(gòu)成的吸音隔熱材料；所述PET梳理纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流的混 合質(zhì)量比為35 65 85 15。本發(fā)明所述的吸音隔熱材料由PET/PBT雙組份構(gòu)成，其混合質(zhì)量比為35 65 85 15。PET/PBT雙組份混合質(zhì)量比的控制主要是通過(guò)PET纖維氣流梳理機(jī)的輸出流量和 PBT熔噴纖維的計(jì)量泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的吸音隔熱材料制品(簡(jiǎn)稱制品)由本發(fā)明所述吸音隔熱材料制備方 法制備的材料制成。本發(fā)明制品由PET纖維與PBT纖維雙組份構(gòu)成，PET/PBT雙組份纖維 的混合質(zhì)量比為35 65 85 15，制品的克重為200 400g/m2，在1000 5000Hz頻 段，制品的吸音系數(shù)為0. 52 0. 98。其中，PET纖維的纖度為1. 1 28dtex，較好的纖度 為7 IOdtex ；纖維長(zhǎng)度在30 100mm，較好的纖維長(zhǎng)度為40 75mm。PBT熔噴超細(xì)纖維 的纖度分布范圍為0. 5 5um，平均纖度為2 3um?，F(xiàn)有的PET/PBT雙組份纖維材料制備工藝流程(參見(jiàn)圖1)，是將PET和PBT切片 共混后熔融紡絲。該方法制得的纖維雖兼有一些PET和PBT纖維的特點(diǎn)，但是在紡制過(guò)程 中，PET和PBT之間可能發(fā)生酯交換反應(yīng)，使纖維的熱性能和機(jī)械性能受到影響。其產(chǎn)品也 主要用于保暖材料領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計(jì)的吸音隔熱材料的制備工藝流程(參加圖2)，是采用PET梳理纖維與 PBT熔噴超細(xì)纖維復(fù)合制成的混合纖維網(wǎng)材料。該材料呈蓬松狀，孔隙率高，比流阻小，空氣 透氣量大，聲波被吸收的能量多；而且由于PBT熔噴超細(xì)纖維的存在，致使纖維的表面積增 大，聲波與纖維接觸機(jī)會(huì)增多，消耗聲能增大；同時(shí)，PBT纖維還具有良好的耐熱性能。該材 料是通過(guò)PBT熔噴纖維的余熱粘合成型，保持了 PET和PBT纖維的原有特性，沒(méi)有使用任何 粘合劑，簡(jiǎn)化了工藝，有利于環(huán)保。該制備方法還增加了材料的可設(shè)計(jì)性和工業(yè)可行性，例 如該產(chǎn)品可壓縮、可變形、可進(jìn)行沖切、熱軋、剪切等深加工，而且便于與其它材料復(fù)合，作 為吸音隔熱材料可應(yīng)用于家電、建筑和交通運(yùn)輸工具等領(lǐng)域。本發(fā)明未述之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，本申 請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍不受具體實(shí)施例的限制。實(shí)施例1制備質(zhì)量比為35 65的PET/PBT雙組份吸音隔熱材料。(1).制備PET梳理纖維流把PET纖維以公知方法計(jì)量喂入氣流梳理機(jī)，PET纖維 經(jīng)氣流梳理后，形成有序的PET梳理纖維流；PET纖維的平均纖度為7dtex，纖維平均長(zhǎng)度為 40mm ；(2).制備PBT超細(xì)熔噴纖維流將PBT原材料喂入螺桿擠壓機(jī)內(nèi)，在290°C下熔 融，被擠出的熔體經(jīng)過(guò)預(yù)過(guò)濾器被輸送到計(jì)量泵內(nèi)，經(jīng)過(guò)計(jì)量泵計(jì)量后輸送到噴絲模頭，在 噴絲孔兩側(cè)加入310°C的熱空氣對(duì)PBT纖維進(jìn)行拉伸后，形成熔噴PBT纖維流；(3).制備雙組份吸音隔熱材料調(diào)節(jié)PET纖維流的輸送量(或者調(diào)節(jié)熔噴PBT計(jì) 量泵)，使得PET/PBT兩種纖維的重量百分比為35/65，將PET纖維流與熔噴PBT纖維流混 合，經(jīng)冷卻，在收集器上形成纖網(wǎng)，依靠PBT纖維自身的余熱粘合加固成型，即制成PET/PBT 雙組份吸音隔熱材料。
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本實(shí)施例隔熱吸音制品的克重為200g/m2，其中PBT纖維的平均纖度為3um，PET纖 維在材料中均勻分布。測(cè)試表明，該實(shí)施例制品在1000 5000Hz頻段，吸音系數(shù)為0. 52 0. 97。實(shí)施例2制備40 60的PET/PBT雙組份吸音隔熱材料。(1).制備PET梳理纖維流把PET纖維以公知方法計(jì)量喂入氣流梳理機(jī)，PET纖維 經(jīng)氣流梳理后形成有序的PET梳理纖維流；PET纖維的平均纖度為lOdtex，纖維平均長(zhǎng)度為 75mm ；(2).制備PBT超細(xì)熔噴纖維流將PBT原材料喂入螺桿擠壓機(jī)內(nèi)，在310°C下熔 融，被擠出的熔體經(jīng)過(guò)預(yù)過(guò)濾器被輸送到計(jì)量泵內(nèi)，經(jīng)過(guò)計(jì)量泵計(jì)量后輸送到噴絲模頭，在 噴絲孔兩側(cè)加入320°C的熱空氣對(duì)PBT纖維進(jìn)行拉伸，形成熔噴PBT纖維流；(3).制備雙組份吸音隔熱材料調(diào)節(jié)PET纖維流的輸送量(或者調(diào)節(jié)熔噴PBT計(jì) 量泵)，使得兩種纖維PET/PBT的重量百分比為40/60，PET纖維流與熔噴PBT纖維流混合， 經(jīng)冷卻，在收集器上形成纖網(wǎng)，依靠PBT纖維自身的余熱粘合加固成型，即制成PET/PBT雙 組份吸音隔熱材料。本實(shí)施例隔熱吸音材料制品的克重為400g/m2，其中PBT纖維的平均纖度為 2. 5um，PET纖維在材料中均勻分布。測(cè)試表明，該實(shí)施例制品在1000 5000Hz頻段，吸音 系數(shù)為0. 67 0. 98。實(shí)施例3本實(shí)施例中所采用的PET/PBT的重量百分比為50/50，其余制備工藝同于實(shí)施例 2。本實(shí)施例中隔熱吸音材料制品的克重為300g/m2，PBT纖維的平均纖度為2. 7um, PET纖 維在材料中均勻分布。測(cè)試表明，該實(shí)施例制品在1000 5000Hz頻段，吸音系數(shù)為0. 58 0. 98。實(shí)施例4本實(shí)施例中所采用的PBT原材料在螺桿擠壓機(jī)內(nèi)的熔融溫度為320°C，噴絲孔兩 側(cè)加入的熱空氣溫度為330°C，其余制備工藝同于實(shí)施例2.。本實(shí)施例隔熱吸音材料制品 的克重為400g/m2，其中PBT纖維的平均纖度為2um，PET纖維在材料中均勻分布。測(cè)試表 明，該實(shí)施例制品在1000 5000Hz頻段，吸音系數(shù)為0. 72 0. 98。
權(quán)利要求
一種吸音隔熱材料的制備方法，該制備方法采用以下工藝(1)利用氣流梳理機(jī)，將PET纖維梳理成有序的PET纖維流；PET纖維的纖度為1.1～28dtex，纖維長(zhǎng)度為30～100mm；(2)將PBT切片干燥后，通過(guò)螺桿擠壓機(jī)熔融，經(jīng)過(guò)濾計(jì)量后，從噴絲模頭的噴絲孔中擠出，在高速熱氣流的噴吹下，使熔噴纖維受到牽伸，形成PBT超細(xì)熔噴纖維流；所述PBT的熔融擠出溫度為290℃～320℃，高速熱氣流的溫度為280℃～330℃；PBT超細(xì)熔噴纖維的纖度分布范圍為0.5～5um，平均纖度為2～3um；(3)將所述PET纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流混合后，在成網(wǎng)簾上凝聚成網(wǎng)，并依靠PBT超細(xì)熔噴纖維的余熱，使纖維間相互粘連加固成型，即形成由PET/PBT雙組份構(gòu)成的吸音隔熱材料；所述PET梳理纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流的混合質(zhì)量比為35∶65～85∶15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸音隔熱材料的制備方法，其特征在于所述PET纖維的纖度 為7 IOdtex ；纖維長(zhǎng)度為40 75mm。
3.一種由權(quán)利要求1或2所述吸音隔熱材料的制備方法制備的吸音隔熱材料，該材料 由PET/PBT雙組份構(gòu)成，PET/PBT纖維的混合質(zhì)量比為35 65 85 15，制品的克重為 200 400g/m2，在1000 5000Hz頻段，制品的吸音系數(shù)為0. 52 0. 98。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種吸音隔熱材料的制備方法及其制品，采用以下工藝1.將PET纖維梳理成有序的PET纖維流；PET纖維的纖度為1.1～28dtex，纖維長(zhǎng)度為30～100mm；2.將PBT切片熔融紡絲，形成PBT超細(xì)熔噴纖維流；PBT熔融溫度為290～320℃，高速熱氣流溫度為280～330℃；PBT超細(xì)熔噴纖維的纖度為0.5～5um，平均纖度為2～3um；3.將PET纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流混合后，在成網(wǎng)簾上凝聚成網(wǎng)，并依靠PBT超細(xì)熔噴纖維的余熱，使纖維間相互粘連加固成型，即形成所述吸音隔熱材料；PET梳理纖維流和PBT超細(xì)熔噴纖維流的混合質(zhì)量比為35∶65～85∶15。
文檔編號(hào)D04H5/06GK101994213SQ20101056089
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張偉力, 楊文娟, 蔣艾兵, 邢克琪, 陳華澤 申請(qǐng)人:天津泰達(dá)潔凈材料有限公司