本發(fā)明涉及一種超纖材料及制品，特別是涉及一種超纖材料及制品的制備工藝。
背景技術(shù)：
目前各類超纖材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中，超纖材料的表面通常會產(chǎn)生靜電，這就會給帶靜電的產(chǎn)品本身、該產(chǎn)品的正常使用產(chǎn)生不利影響。特別是應(yīng)用于航空、高鐵、動車等交通工具上的超纖材料、超纖制品，一旦產(chǎn)生靜電，甚至?xí)l(fā)嚴重后果。
因此，有必要研發(fā)一種能消除靜電危害、抗靜電的超纖材料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種防阻燃、防靜電超纖材料制備工藝、防阻燃、防靜電超纖材料、防阻燃、防靜電超纖制品制備工藝、防阻燃、防靜電超纖制品，能消除靜電危害，具有抗靜電效果。
為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
防阻燃、防靜電超纖材料制備工藝，通過以下步驟實現(xiàn)：
步驟1制備纖維棉胎：將纖維A、纖維B、纖維C和纖維D經(jīng)開松、初步混合、第1次開棉、金屬檢測、混合和第2次開棉，使纖維呈雪花狀，雪花狀纖維制成具有一定密度的纖維棉胎；其中，纖維的重量份配比為：纖維A為86～88份3.5D×51mm滌綸定島海島纖維，纖維B為4～4.5份改性高收縮滌綸纖維，纖維C為4～6份阻燃纖維，纖維D為4～6份防靜電纖維；
步驟2制備基布：步驟1制備的纖維棉胎經(jīng)稱重、梳理、混合陳雜、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺、正反針刺形成三維立體纖網(wǎng)；三維立體纖網(wǎng)的下面鋪設(shè)機織布，經(jīng)正反針刺，使三維立體纖網(wǎng)和機織布復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布；超纖復(fù)合無紡布經(jīng)修面后燙平制成基布；
步驟3聚乙烯醇含浸處理：步驟2制備的基布經(jīng)浸漬、軋輥、第1次預(yù)烘干和第1次烘干制成中間品；其中，所述浸漬液為質(zhì)量濃度為6～8％的聚乙烯醇溶液；
步驟4PU含浸處理：步驟3制備的中間品經(jīng)濕法聚氨酯漿料浸漬、凝固、常溫水洗、第2次預(yù)烘干、分散體浸漬、真空脫水、第2次烘干、高溫水洗和干燥定型制成半成品；其中，所述凝固液為二甲基甲酰胺，所述分散體浸漬采用水性聚氨酯分散體；
步驟5堿減量處理：步驟4制備的半成品經(jīng)堿液浸漬、水解分解和除水解分解殘渣處理；
步驟6功能劑處理干法貼面：步驟5制備的半成品經(jīng)功能劑處理和干法貼面即制得成品超纖材料；
其中，功能劑處理如下：半成品抗靜處理：液比1.5，溫度為33～38℃，4.5～5.8重量份抗靜電劑；
干法貼面如下：
在載體上依次涂覆面層漿料形成面層、涂覆中層漿料形成中層、涂覆粘結(jié)層漿料形成粘結(jié)層，從而制成貼面層；將所述粘結(jié)層與步驟5制備的半成品貼合、烘干、冷卻、剝離即制得成品超纖材料；
面層漿料重量份組分為：88～90份第一聚氨酯樹脂、65～75份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、90～110份抗靜電填料；
中層漿料重量份組分為：88～90份第二聚氨酯樹脂、45～55份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、90～110份抗靜電填料；
粘結(jié)層漿料的重量份組分為：88～90份第三聚氨酯樹脂、38～45份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、2.5～3份固化劑、0.8～1份催化劑、90～110份抗靜電填料。
所述步驟1中：
所述纖維A、所述纖維B、所述纖維C和所述纖維D混合在一起進行所述開松步驟；或者
所述纖維A進行所述開松步驟，所述纖維B、所述纖維C和所述纖維D混合在一起進行所述開松步驟，然后將所述纖維A、所述纖維B和所述纖維C混合在一起進行所述初步混合步驟；或者
所述步驟2中：
所述預(yù)針刺的針刺密度為90～92刺/cm2，針刺深度為8.2～8.5mm；或者
所述正反針刺步驟采用正刺板和反刺板，正刺板的針刺密度為270～280刺/cm2，針刺深度是5.5～6mm，反刺板的針刺密度為420～450刺/cm2，針刺深度是8.2～8.5mm；或者
所述復(fù)合步驟中，所述機織布采用錦綸機織布；所述三維立體纖網(wǎng)和所述機織布采用預(yù)水刺和/或水刺復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布；或者所述三維立體纖網(wǎng)和所述機織布采用正反針刺復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布，正刺板的針刺密度為560～580刺/cm2，針刺深度為6.2～6.5mm，反刺板的針刺密度為500～550刺/cm2，針刺深度為9.5～10.2mm；或者
所述修面步驟采用對刺機，對刺機的針刺密度為810～830刺/cm2，針刺深度為3.2～4.5mm，刺成無紡布重量為380～390g/m2，厚度為1.6～1.7mm；
所述燙平步驟的溫度為125～128℃；
所述步驟3中：
所述聚乙烯醇溶液的溫度為85～88℃，第1次預(yù)烘干的溫度為115～120℃，第1次烘干的溫度為120～132℃；或者
所述步驟4中：
凝固的溫度為28～32℃，常溫水洗的溫度為25～28℃，預(yù)烘干的溫度為110～115℃，烘干的溫度為110～115℃，高溫水洗采用去離子水且溫度為98～112℃，干燥定型的溫度為122～135℃；
所述水性聚氨酯分散體的重量份配比為：70～75份聚氨酯樹脂、11～13份N～乙烯基咪唑鎓鹽聚合物、4～5份成膜助劑、1.5～1.8份消泡劑、1.5～1.8份流平劑、0.5～1.2份天然膠乳、0.5～1.2份穩(wěn)定劑；
所述聚氨酯樹脂的數(shù)均分子量為1500～4800；所述N～乙烯基咪唑鎓鹽聚合物的分子結(jié)構(gòu)通式為其數(shù)均分子量為1500～48000；
所述真空脫水的真空度為38Kpa～46Kpa；
所述步驟6中：
所述抗靜電劑為陽離子季銨鹽類、聚乙二醇的衍生物、胺基聚氧乙烯醚；
所述干法貼面中，所述溶劑為二甲基甲酰胺，所述阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑、氮磷復(fù)合阻燃劑；所述抗靜電填料為聚苯胺、導(dǎo)電炭黑和納米銀；
所述中層涂覆2～3次。
防阻燃、防靜電超纖材料，其為采用如前所述工藝制備而成的超纖材料。
防阻燃、防靜電超纖制品制備工藝，采用如前所述工藝制備超纖材料，超纖材料制成超纖材料制品。
防阻燃、防靜電超纖制品，其為采用如前所述工藝制備而成的制品。
采用上述方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：采用本發(fā)明制成的超纖材料、超纖制品，阻燃性能好、阻燃性能持久，消除超纖材料、超纖制品的安全隱患。而且本發(fā)明制成的超纖材料、超纖制品，其紋理效果立體感強、光澤自然、手感豐富、飽滿，而且剝離強度、耐磨耗、撕裂、最大拉力、延伸率、耐黃變、耐曲折、彈性、柔韌性、透氣性、尺寸穩(wěn)定性等各物性指標均顯著高于同類產(chǎn)品。
具體實施方式
為了進一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進行詳細闡述。下面為了敘述清楚，分別對各步驟中的相同工藝例如預(yù)烘干、烘干分別定義為第1次預(yù)烘干、第2次預(yù)烘干、第1次烘干、第2次烘干等，以此類推以示區(qū)別。
實施例一
本實施例中，防阻燃、防靜電超纖材料制備工藝，主要通過以下步驟實現(xiàn)：
步驟1制備纖維棉胎：將纖維A、纖維B和纖維C經(jīng)開松、初步混合、第1次開棉、金屬檢測、混合和第2次開棉，使纖維呈雪花狀，雪花狀纖維制成具有一定密度的纖維棉胎。
其中，纖維的重量份配比為：纖維A為86～88份3.5D×51mm滌綸定島海島纖維，纖維B為4～4.5份改性高收縮滌綸纖維，纖維C為4～6份阻燃纖維，纖維D為4～6份防靜電纖維。阻燃纖維、防靜電纖維可采用現(xiàn)有市面上的產(chǎn)品，例如采用雷素貿(mào)易(上海)有限公司的阻燃纖維、防靜電纖維，或者阻燃纖維采用聚氨酯阻燃纖維?？轨o電劑可采用濱州市聚力化工有限公司的產(chǎn)品、濟南居鑫化工有限公司的產(chǎn)品。另外，纖維B還可采用復(fù)合有蛋白質(zhì)纖維的采用改性高收縮滌綸纖維，這樣可提高防靜電的效果。
第1次開棉和/或第2次開棉之后施加0.32～0.38％重量份抗靜電劑，抗靜電劑可采用滌綸抗靜電劑，這樣可減少纖維產(chǎn)生靜電。
這里纖維棉胎的密度可按常規(guī)設(shè)定。經(jīng)本步驟1處理，不僅能獲得密度均勻、一致性極高的纖維棉胎，而且纖維A、纖維B和纖維C能充分混合。
步驟2制備基布：步驟1制備的纖維棉胎經(jīng)稱重、梳理、混合陳雜、鋪網(wǎng)、預(yù)針刺、正反針刺形成三維立體纖網(wǎng)。
纖維棉胎經(jīng)梳理、混合陳雜形成纖網(wǎng)，且該纖網(wǎng)各方向的強力比能達到較為理想狀態(tài)。
纖網(wǎng)經(jīng)預(yù)針刺形成具有一定強度的纖網(wǎng)，且纖網(wǎng)的厚度明顯減少；該纖網(wǎng)經(jīng)正反針刺，使纖維充分糾纏、纏結(jié)抱合在一起，增加強力和密度，從而形成三維立體纖網(wǎng)。預(yù)針刺、正反針刺可采用現(xiàn)有的針刺機，正反針刺采用正針刺板、反針刺板，正針刺板從上往下針刺，反針刺板從下向上針刺。
三維立體纖網(wǎng)的下面鋪設(shè)機織布，經(jīng)正反針刺，使三維立體纖網(wǎng)和機織布復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布。
超纖復(fù)合無紡布經(jīng)修面后燙平制成基布。
步驟3聚乙烯醇含浸處理：步驟2制備的基布經(jīng)浸漬、軋輥、第1次預(yù)烘干和第1次烘干制成中間品；其中，浸漬液為質(zhì)量濃度為6～8％的聚乙烯醇溶液。
步驟4PU含浸處理：步驟3制備的中間品經(jīng)濕法聚氨酯漿料浸漬、凝固、常溫水洗、第2次預(yù)烘干、分散體浸漬、真空脫水、第2次烘干、高溫水洗和干燥定型制成半成品，即制成貝斯。其中，凝固液為二甲基甲酰胺，分散體浸漬采用水性聚氨酯分散體。
步驟5堿減量處理：步驟4制備的半成品經(jīng)堿液浸漬、水解分解和除水解分解殘渣處理。
步驟6功能劑處理干法貼面：步驟5制備的半成品經(jīng)功能劑處理和干法貼面即制得成品超纖材料。
其中，功能劑處理如下：
步驟5制備的半成品抗靜處理：液比1.5，溫度為33～38℃，4.5～5.8重量份抗靜電劑。
干法貼面如下：
在載體上依次涂覆面層漿料形成面層、涂覆中層漿料形成中層、涂覆粘結(jié)層漿料形成粘結(jié)層，從而制成貼面層；將所述粘結(jié)層與步驟5制備的半成品貼合、烘干、冷卻、剝離即制得成品超纖材料。
面層漿料重量份組分為：88～90份第一聚氨酯樹脂、65～75份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、90～110份抗靜電填料?？轨o電填料也可稱之為抗靜電劑。
中層漿料重量份組分為：88～90份第二聚氨酯樹脂、45～55份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、90～110份抗靜電填料。
粘結(jié)層漿料的重量份組分為：88～90份第三聚氨酯樹脂、38～45份溶劑、3.5～6.5份阻燃劑、2.5～3份固化劑、0.8～1份催化劑、90～110份抗靜電填料。溶劑可采用現(xiàn)有的常規(guī)制備粘結(jié)漿料用的溶劑。阻燃劑可采用合肥中科阻燃新材料有限公司的產(chǎn)品。固化劑可采用廣德巴德士化工有限公司的產(chǎn)品。催化劑可采用無錫市耀得信化工產(chǎn)品有限公司的產(chǎn)品。
其中第一聚氨酯樹脂、第二聚氨酯樹脂、第三聚氨酯樹脂可以各不相同，可以采用現(xiàn)有的市面上的產(chǎn)品。例如，第一聚氨酯樹脂、第二聚氨酯樹脂、第三聚氨酯樹脂的模量呈階梯性降低。
另外，面層漿料、中層漿料中還可增加1-3重量份的蛋白粉，以提高防導(dǎo)靜電效果。
實施例二
本實施例與實施例一的主要區(qū)別在于，本實施例對實施例一中各步驟工藝參數(shù)作了進一步的較佳選擇，相同之處，在此不再贅述。
步驟1
纖維A、纖維B、纖維C和纖維D混合在一起進行開松步驟。
較佳地，纖維A進行開松步驟，纖維B、纖維C和纖維D混合在一起進行開松步驟，然后將纖維A、纖維B和纖維C混合在一起進行初步混合步驟。
步驟2
預(yù)針刺的針刺密度為90～92刺/cm2，針刺深度為8.2～8.5mm。
較佳地，正反針刺步驟采用正刺板和反刺板，正刺板的針刺密度為270～280刺/cm2，針刺深度是5.5～6mm，反刺板的針刺密度為420～450刺/cm2，針刺深度是8.2～8.5mm。
復(fù)合步驟中，機織布采用錦綸機織布；三維立體纖網(wǎng)和機織布采用預(yù)水刺和/或水刺復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布；或者三維立體纖網(wǎng)和機織布采用正反針刺復(fù)合成超纖復(fù)合無紡布，正刺板的針刺密度為560～580刺/cm2，針刺深度為6.2～6.5mm，反刺板的針刺密度為450～550刺/cm2或者500～550刺/cm2，針刺深度為9～10.2mm或者9.5～10.2mm。較佳地，反刺板的針刺密度為450～470刺/cm2，針刺深度為9～9.5mm，這樣大幅減少反刺板的針刺密度、針刺深度，反而能顯著提高超纖復(fù)合無紡布的牢固度、強力，特別是增強超纖復(fù)合無紡布在各個方向上的強力，在密度增大的同時尺寸也更加穩(wěn)定。
修面步驟采用對刺機，對刺機的針刺密度為810～830刺/cm2，針刺深度為3.2～4.5mm，刺成無紡布的重量為380～450g/m2或者380～390g/m2，厚度為1.6～1.7mm。較佳地，修面后的超纖復(fù)合無紡布為410～450g/m2。
燙平的溫度為125～128℃，較佳地，燙平的溫度為128～132℃，可充分消除收縮、消除應(yīng)力，經(jīng)燙平后制成基布。
步驟3
聚乙烯醇溶液的溫度為85～88℃，或者92～96℃，第1次預(yù)烘干的溫度為115～120℃，第1次烘干的溫度為120～132℃。較佳地，第1次烘干的溫度為132～138℃、135～138℃，使聚乙烯醇完全包覆在超纖復(fù)合無紡布的表面，特別是纖維的表面，便于后面的水洗，形成空隙，提高透氣、透濕的性能。第1次烘干還使纖維B改性高收縮滌綸纖維完全收縮、消除應(yīng)力、提高密度、提高密度的均勻性。
步驟4
濕法聚氨酯漿料可采用現(xiàn)有的聚氨酯漿料，例如采用如下重量份的組分：72～75份二甲基甲酰胺、25～26份改性聚氨酯、0.35～0.38勻泡劑、3.5～3.8份發(fā)泡劑、0.55～0.58份泡孔調(diào)解劑等，另外還可添加1～1.5份分散劑，根據(jù)色彩選擇添加適量的色漿，例如4～4.5份色漿。上述組分可采用市面上的現(xiàn)有產(chǎn)品或各助劑廠商的產(chǎn)品。
凝固的溫度為28～32℃，常溫水洗的溫度為25～28℃，第2次預(yù)烘干的溫度為110～115℃，第2次烘干的溫度為110～115℃，高溫水洗采用去離子水且溫度為98～112℃，干燥定型的溫度為122～135℃。較佳地，凝固為4～5次凝固，第1次至第5次凝固液的重量份如下呈梯度變化：29～30份、26～28份、18～22份、12～16份、8～10份。同時使凝固也相應(yīng)地呈梯度變化，這樣可明顯形成多孔、孔徑變化的微孔結(jié)構(gòu)，特別是這些微孔結(jié)構(gòu)分布極其均勻、有韌性。
水性聚氨酯分散體的重量份配比為：70～75份聚氨酯樹脂、11～13份N～乙烯基咪唑鎓鹽聚合物、4～5份成膜助劑、1.5～1.8份消泡劑、1.5～1.8份流平劑、0.5～1.2份天然膠乳、0.5～1.2份穩(wěn)定劑。較佳地，水性聚氨酯分散體中的上述組分分別加入，且分別加入后充分攪拌，這樣能提高水性聚氨酯分散體的浸漬效果。其中成膜助劑、消泡劑、流平劑、柔軟劑、穩(wěn)定劑可采用市面上現(xiàn)有的產(chǎn)品。例如穩(wěn)定劑采用液體鋇鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、液體鉀鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑還可采用湖南省邵陽天堂助劑化工有限公司的產(chǎn)品。柔軟劑可顯著提高半成品的柔軟性，有助于后面的皮面效果及功能劑處理，對應(yīng)增強皮面效果及功能。成膜助劑可采用山東豪耀新材料有限公司的產(chǎn)品。成膜助劑、消泡劑還可采用南通市晗泰化工有限公司的產(chǎn)品。流平劑可采用東莞市易立安化工科技有限公司的產(chǎn)品，型號為EL-2818。柔軟劑可采用龍口市易久化工科技有限公司的產(chǎn)品。成膜助劑、消泡劑、流平劑、柔軟劑還可均采用龍口市易久化工科技有限公司的產(chǎn)品。
聚氨酯樹脂的數(shù)均分子量為1500～4800；N～乙烯基咪唑鎓鹽聚合物的分子結(jié)構(gòu)通式為其數(shù)均分子量為1500～48000。
真空脫水可采用第一道真空脫水，或者在第一道真空脫水之后進行第二道真空脫水。第一道真空脫水的真空度為38Kpa～46Kpa，較佳地38Kpa～42Kpa，第二道真空脫水的真空度為42Kpa～46Kpa。
步驟5
堿液為7.0～7.8重量份堿液，較佳地采用8.2～8.6重量份NaOH溶液。堿液浸漬后，軋余率為96～98％，然后在105～110℃條件下化學(xué)反應(yīng)，使NaOH與滌綸定島海島纖維中的堿性滌綸進行完全水解反應(yīng)，分解成小分子，形成超細化纖維束結(jié)構(gòu)，有助于顯著提高透氣性。
水解分解之后，通過超聲波水洗、負壓水洗、脈沖水洗等中的任一種或多種水洗組合。較佳地，依次進行超聲波水洗、負壓水洗、脈沖水洗，這樣可完全清除水解分解殘渣，即完全清除上述反應(yīng)殘渣。
除水解分解殘渣處理之前和之后，均可進行pH值調(diào)節(jié)，通過1次或2次pH值調(diào)節(jié)，使半成品的pH值達到中性后烘干。
通過步驟5可顯著提高透氣性、尺寸穩(wěn)定、無刺激性氣味。
步驟6
抗靜電劑為陽離子季銨鹽類、聚乙二醇的衍生物或胺基聚氧乙烯醚。
干法貼面中，溶劑為二甲基甲酰胺，阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑或氮磷復(fù)合阻燃劑。抗靜電填料為聚苯胺、導(dǎo)電炭黑和納米銀。
中涂層涂覆2～3次，這樣可顯著提高皮面效果，并消除各種瑕疵，例如消除魚眼、腫塊、洼坑等，進而提高內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和外觀質(zhì)感。
本實施例中，步驟1至步驟6中的各工藝參數(shù)可任意組合、適當變化或修飾。而且本發(fā)明中各的組分可采用上述廠商生產(chǎn)的相應(yīng)產(chǎn)品。
另外，本發(fā)明的防阻燃、防靜電超纖材料，其采用如前所述工藝制備而成，紋理效果立體感強、光澤自然、手感豐富、飽滿，而且透氣性、彈性、剝離強度、耐磨耗、撕裂、最大拉力、延伸率、耐黃變、耐曲折、柔韌性等各種物性指標均顯著高于同類產(chǎn)品。本發(fā)明制成的成品的耐磨耗、最大拉力甚至比現(xiàn)有產(chǎn)品的指標高出24～26％，本發(fā)明制成的成品的耐曲折甚至比現(xiàn)有產(chǎn)品的指標高出40～42％。
本發(fā)明的超纖材料可適用于高檔產(chǎn)品，特別適用于車內(nèi)飾、鞋服、衣帽等高檔產(chǎn)品，進一步拓展了超纖材料、超纖制品的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的防阻燃、防靜電超纖制品制備工藝，采用如前所述工藝制備超纖材料，超纖材料采用現(xiàn)有常規(guī)工藝制成超纖材料制品。
本發(fā)明的防阻燃、防靜電超纖制品，其為采用如前所述工藝制備而成的制品。
上述實施例并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。