[发明专利]一种β晶聚丙烯抗老化土工布及其制备方法

权利要求书

1.一种β晶聚丙烯抗老化土工布的制备方法，其特征在于：所述β晶聚丙烯抗老化土工布是由上、中、下三层材料经非织造针刺工艺复合而成，上层为β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料、中层为聚丙烯机织布材料、下层为波纹型聚丙烯非织造材料；所述β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料为针刺短纤非织造材料或纺粘长丝非织造材料，所述针刺短纤非织造材料、纺粘长丝非织造材料均是由β晶皮芯型抗老化聚丙烯纤维制成；所述聚丙烯机织布由α晶聚丙烯纤维制成，所述波纹型聚丙烯非织造材料为针刺短纤非织造材料或纺粘长丝非织造材料，由常规α晶聚丙烯纤维制成，其波纹面由热凹凸辊作用制成；

所述β晶皮芯型抗老化聚丙烯纤维是由晶型较小结构质密的α晶聚丙烯和晶型较大结构疏松的β晶聚丙烯组成；以强度高的α晶聚丙烯为芯层，以抗老化效果及韧性优良的β晶聚丙烯为皮层，所述皮层包覆在芯层上；

β晶聚丙烯抗老化土工布的制备方法，具体步骤如下：

（1）将α晶聚丙烯与β成核剂按皮层配方的比例装入双螺杆挤出机中，在一区温度150-170℃、二区温度180-200℃、三区温度200-230℃、四区温度230-250℃，螺杆转速50-80r/min的条件下均匀混合挤出造粒，并反复混合3-5次，制得皮层材料；

（2）先结合熔融纺丝工艺、超声处理工艺，再采用非织造针刺短纤工艺或纺粘长丝工艺制备β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料；

（3）在β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料与波纹型聚丙烯非织造材料间夹入聚丙烯机织布材料形成上、中、下三层结构，并经针刺复合制得β晶聚丙烯抗老化土工布；

所述β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料为针刺短纤非织造材料；

所述步骤（2）中以非织造针刺短纤工艺制备β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料，具体工艺步骤如下：

（a）按β晶皮芯型抗老化聚丙烯纤维的配方分别将皮层与芯层的材料分别喂入熔融纺丝机的皮层和芯层纺丝料斗，经纺丝双螺杆挤出机熔融挤出、纺丝箱体出丝后，获得皮芯结构聚丙烯长丝；其中皮层螺杆各温区温度依次为180-200℃/190-210℃/200-220℃/190-210℃/190-210℃，芯层螺杆各温区温度依次为210-230℃/220-240℃/230-250℃/220-240℃/220-240℃，纺丝箱温度为244-276℃；

（b）在纺丝牵伸辊牵伸下，将初步定型的皮芯结构聚丙烯长丝经超声频率20-25kHz，超声距离2-5cm，超声温度40-80℃的纺丝超声槽机械振动传递能量，进一步分散成核剂，并促进晶区β晶的形成；

（c）超声后的皮芯结构聚丙烯长丝经集束，上油，牵伸，紧张热定型，卷曲，松弛热定型后切断为38-51mm的β晶皮芯型抗老化聚丙烯短纤；

（d）将38-51mm的β晶皮芯型抗老化聚丙烯短纤开松梳理后针刺制得针刺短纤非织造材料；

所述β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料为纺粘长丝非织造材料，

所述步骤（2）中以纺粘长丝工艺制备β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料，具体工艺步骤如下：

（a）按β晶皮芯型抗老化聚丙烯纤维的配方分别将皮层与芯层的材料喂入纺粘设备的皮层和芯层纺粘料斗，经纺粘双螺杆挤出机熔融挤出、纺丝箱体出丝后，获得皮芯结构聚丙烯长丝；其中皮层螺杆各温区温度依次为180-200℃/190-210℃/200-220℃/190-210℃/190-210℃，芯层螺杆各温区温度依次为210-230℃/220-240℃/230-250℃/220-240℃/220-240℃，纺丝箱温度为244-276℃，侧吹风温度17-20℃；

（b）在纺粘牵伸辊牵伸下，将步骤（a）中初步定型的皮芯结构聚丙烯长丝经超声频率20-25kHz，超声距离2-5cm，超声温度40-80℃的纺粘超声槽振动传递能量，进一步分散成核剂，并促进晶区中的β晶的形成；

（c）将超声后的皮芯结构聚丙烯长丝经抽吸后加固后，再经过纺粘熔融设备皮芯纺丝铺网制得纺粘长丝非织造材料。

2.根据权利要求1所述的一种β晶聚丙烯抗老化土工布的制备方法，其特征在于：所述土工布面密度为200-300g/m²，其中β晶皮芯型抗老化聚丙烯非织造材料和波纹型聚丙烯非织造材料的面密度为50-75g/m²，聚丙烯机织布的面密度为100-150g/m²。