[发明专利]分步热轧改性法制备聚乙烯醇纤维复合材料的方法及应用

说明书

本发明公开了分步热轧改性法制备聚乙烯醇纤维复合材料的方法及应用。该方法包括：通过在无纺布制备过程使用改性胶液（剂）与湿法纺丝生产的聚乙烯醇纤维进行分步上胶热轧改性复合而制备。上胶改性液（剂），按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇100；改性多元醇增塑剂20‑100；柔软剂5‑10；填料3‑10；湿润渗透剂0.2‑1.0；防霉剂0.3‑1.0；水400‑600。经以上工艺制备的无纺布能大幅改善其热封性能和强化机械物理性能，使其手感也得到改善。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料制备领域，具体涉及分步热轧改性法制备聚乙烯醇纤维复合材料的方法及应用。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)作为一种环境友好型材料，近年来在许多领域得到了快速发展和应用。聚乙烯醇(PVA)材料有着丰富的原料来源和较为成熟的生产工艺，尤其在纤维的生产和应用领域，以聚乙烯醇为主要原料而生产的维尼纶纤维，成熟的生产工艺都是采取湿法纺丝即水溶液纺丝法进行，而聚乙烯醇无纺布的制备则是在生产维尼纶前段工序中，聚乙烯醇(PVA)经湿纺凝固浴成型后的聚乙烯醇纤维，不继续经缩醛处理而直接用于生产聚乙烯醇无纺布，也是近年得到了快速发展和应用的领域。由于聚乙烯醇无纺布具有水溶性和环境友好的属性，在许多领域开始取代以塑料合成树脂为原料制造的无纺布，如制鞋、制革、床垫、子母被、装饰、化工、印刷、汽车、建材，家具等行业，及服装衬布，医疗卫生一次性手术衣，口罩，帽，床单，酒店一次性台布，美容，桑拿乃至当今时尚的礼品袋，精品袋，购物袋，广告袋等等。特别是一次性使用的应用领域，可以完全取代传统的塑料合成树脂无纺布，而使产品更具有环保性。

由聚乙烯醇纤维的制备技术和工艺可知，聚乙烯醇溶液经湿法纺丝，所得初生纤维在碱性凝固浴中凝固，经中和、水洗和多段高倍拉伸和热处理后成纤，得到具有优异机械性能的聚乙烯醇纤维，不但强度高，模量高，而且纤维的分散性也非常好。以此纤维可生产出各种规格的聚乙烯醇无纺布。

众所周知，由于聚乙烯醇熔点高达220-230℃，而在受热条件下，聚乙烯醇于180℃就开始出现不稳定和分解，随着温度的继续上升不但分解加剧，而且伴随着交联产生；所以，纯的聚乙烯醇在一般情况下是不具有热塑性加工成型属性的，所以，目前条件下，纯的聚乙烯醇材料不可能像一般热塑性塑料聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、尼龙(PA)等一样通过其具有的热塑性实现熔融纺丝(Melt spinning)：即熔融挤出纺丝(Meltextruded fabric)、熔喷纺丝(Melt blown spinning)、和熔融纺粘(Melt spunbond)等方法来制备聚乙烯醇纤维和无纺布织物；就是经过湿法(溶液纺丝)纺丝的聚乙烯醇纤维也不具备热塑性，所以由湿法纺丝的聚乙烯醇纤维生产的聚乙烯醇无纺布也完全不具备热塑热封性能；这是聚乙烯醇纤维和无纺布最大的缺陷之一，即不能像其他常用的热塑性塑料合成树脂所制备的无纺布那样具有优良的热封性能，使其在应用领域受到一定的限制，如无纺布的后期制品加工：封边、封口、制袋等等，只能进行传统的人工缝合而不是由自动化热封制袋加工机械的工艺实现。这样就导致了加工效率低下、成本剧增。

为了解决上述聚乙烯醇无纺布不具备热塑性的缺陷，近年来也有通过对聚乙烯醇无纺布成型后的后加工改性处理而获得热塑性，使之能适用于通过热封、超声波焊接等方法封边、封口、制袋等等性能，如专利CN108221386A、CN109295726A、CN109371681A等是通过对聚乙烯醇无纺布的第二次加工改性，即后期浸轧整理而获得热塑性；专利CN108729246A同样也是通过对成型后的聚乙烯醇无纺布进行第二次加工，即通过涂覆复合的方式获得聚乙烯醇无纺布的热封性能。但以上的方法均是需要二次加工的，无法直接获得具有热塑、热封性能的改性聚乙烯醇纤维复合材料。

发明内容

本发明的目的在于针对现有材料和技术的不足，提供了一种分步热轧改性法制备聚乙烯醇纤维复合材料(无纺布)的方法与应用。本发明使用的聚乙烯醇纤维是指由湿法纺丝(溶液纺丝)法生产的纤维；下同。此材料在本发明技术处理前是不具备热塑性和热封性能的。