[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯树脂、插层熔喷吸音棉及其制备方法与应用。

[0002] 噪声污染与水污染、大气污染被并成为三大污染。噪声控制一方面要管制源头，采用润滑、静音技术或制定相应管制规则，另一方面则是通过反射、隔离、吸收等方式消除或减少噪声污染。现有技术中，对于噪声的阻隔多采用高密度的金属材料等，声波在遇到这些材料会被反射或者通过与材料发生共振从而削弱声波能量。而对于噪声的吸收则多采用疏松多孔等具有较多内部界面的材料，声音在穿过这些材料内部时会来回反射内耗而被衰减。在实际应用中，人们也常将隔音和吸音的原理结合起来，进行噪声控制。

[0003] 插层复合熔喷技术，是在熔喷过程中将开松的短纤维吹入超细熔喷纤维中，通过混合成网、自身粘结加固形成一种插层复合结构的特殊熔喷非织造布的技术。这种技术将高卷曲中空纤维插入柔软的熔喷纤维中，可以得到高度蓬松孔隙结构和具有良好弹性回复性能的熔喷材料。这种材料具有非常好的隔音及吸音效果，当声波传播到这种材料内部时会在纤维界面来回反射，同时引起孔隙内的空气振动以及纤维本身的振动协同消耗声波能量。例如，在PP熔喷过程中，将中空的PET纤维按一定比例吹入熔喷纤维网络，然后与无纺布进行复合制备的PP/PET双组分熔喷吸音材料，便被常应用在汽车门板、仪表板、翼子板、尾箱等部位用于吸音，而这种材料相比于传统的毛毡、橡胶板和发泡材料具有更低的密度，可压缩性好，原料来源广泛，成本低廉，易于规模化生产和进行参数调节，具有良好的市场潜力。

[0004] 然而，普通的PP/PET双组分吸音棉在高温条件下容易发生热老化，导致其力学性能、吸音性能降低，一般而言，经过500h的高温热氧老化测试后，吸音棉就会出现表面发黄，材料粉化等问题，难以满足作为汽车内饰功能性材料的长期应用需求。

[0038] 为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施所涉及的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。

[0039] 实施例1～15

[0040] 本发明所述改性聚丙烯树脂、插层熔喷吸音棉及其制备方法与应用的实施例，所述改性聚丙烯树脂的组分成分如表1所示。所述改性聚丙烯树脂用于制备耐热老化的插层熔喷吸音棉。

[0041] 所述插层熔喷吸音棉的制备方法，包括以下步骤：

[0042] (1)选取聚丙烯作为制备原料，所述聚丙烯包括聚丙烯1和聚丙烯2；

[0043] (2)将改性树脂的组分中除聚丙烯的余下组分混合，并按照组分配比分别与聚丙烯1和聚丙烯2置入双螺杆挤出机中在200℃下进行熔融混合至均匀，随后冷却切粒，制备改性树脂1和改性树脂2；

[0044] (3)将改性树脂1转移至单螺杆挤出机中在250℃下熔融塑化并输送至熔喷模头中在280℃下喷出，得聚丙烯熔喷纤维；随后将开包、开松和梳理处理后的PET中空纤维按照质2
量比3：1均匀吹入聚丙烯熔喷纤维中，得双组分纤维层，该双组分纤维层面密度在300g/m；

[0045] (4)将改性树脂1和改性树脂2分别转移至单螺杆挤出机中在230℃下熔融塑化并分别输送至熔喷和纺粘模头中在260℃下成网，经在线复合得SMS无纺布，该SMS无纺布面密2
度在30g/m，其中S层：M层：S层面密度之比约3：4：3；

[0046] (5)将双组分纤维层和SMS无纺布复合并经热轧裁切、超声封边处理后，即得所述插层熔喷吸音棉。

[0047] 对比例1～5

[0048] 各对比例与实施例的差别仅在于组分种类及配比不同，如表2所示。

[0049] 各实施例及对比例所述组分中，

[0050] 聚丙烯1为金发科技生产的PP‑91500，在230℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为1500g/10min；

[0051] 聚丙烯2为上海赛科生产的PP S2040，在230℃，2.16kg负荷下的熔体质量流动速率为38g/10min；

[0052] 含有三爪空间位阻结构的受阻酚抗氧剂1为索尔维公司生产的1,3,5‑三(4‑叔丁基‑3‑羟基‑2,6‑二甲基苄基)‑1,3,5‑三嗪‑2,4,6‑(1H,3H,5H)‑三酮(Cyanox 1790)；

[0053] 含有三爪空间位阻结构的受阻酚抗氧剂2为巴斯夫公司生产的1,3,5‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)异氰尿酸(Irganox 3114)；

[0054] 含有三爪空间位阻结构的受阻酚抗氧剂3为巴斯夫公司生产的1,3,5‑三甲基‑2,4,6‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)苯(Irganox 1330)；

[0055] 2,6‑二叔丁基对甲基苯酚为巴斯夫公司生产抗氧剂264产品；

[0056] 对比主抗氧剂1为市售抗氧剂1010；

[0057] 对比主抗氧剂2为市售6‑叔丁基‑2，4‑二甲基苯酚；

[0058] 亚磷酸酯类抗氧剂为美国Dover化学公司生产的双(2,4‑二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；

[0059] 有机硫类抗氧剂为天津利安隆公司生产的季戊四醇四(3‑月桂基硫代丙酸酯)；

[0060] 对比辅抗氧剂1为巴斯夫公司生产的抗氧剂168；

[0061] 金属离子钝化剂1为市售三聚氰胺；

[0062] 金属离子钝化剂2为市售苯并三唑；

[0063] 金属离子钝化剂3为金属离子钝化剂1和金属离子钝化剂2按照质量比1:1的混合物；

[0064] 金属离子钝化剂4为金属离子钝化剂1和金属离子钝化剂2按照质量比4:1的混合物；

[0065] 金属离子钝化剂5为金属离子钝化剂1和金属离子钝化剂2按照质量比1:2的混合物；

[0066] 金属离子钝化剂6为金属离子钝化剂1和金属离子钝化剂2按照质量比6:1的混合物；

[0067] 金属离子钝化剂7为市售硬脂酸锌；

[0068] 吸酸剂1为市售羟基硬脂酸镁；

[0069] 吸酸剂2为市售钙铝水滑石；

[0070] 含氟聚合物类润滑剂为3M公司生产的Dynamar FX5912；

[0071] PET中空纤维为仪征化纤生产的ZK652，纤度为6.67dtex，长度为60mm。

[0072] 本发明各实施例及对比例所用组分除非特别说明，否则均为市售，且各平行实验中所使用的组分均为同种。

[0073] 表1

[0074]

[0075]

[0076] 表2

[0077]

[0078]

[0079] 效果例1

[0080] 为了验证本发明所述插层熔喷吸音棉的性能，将各实施例和对比例产品进行下述性能测试，具体步骤如下：

[0081] (1)粉化性能测试：将各产品裁切成20×20cm的正方形样品，经120℃热氧老化处理2000h后，观察表面是否存在粉化现象，随后分别将样品进行轻微拍打和轻微外力折弯，进一步观察是否出现粉化现象，若任一阶段出现，则说明该产品不耐热老化粉化，不再进行压缩回复性测试；

[0082] (2)黄变测试：将各产品裁切成20×20cm的正方形样品，经120℃热氧老化处理2000h，采用色差仪直接处理前后产品表面Lab值(平面取5点位置测试并取平均值)，若处理后产品的b值(△b)＞10，则说明产品发生黄变，说明该产品不耐热老化黄变；

[0083] (3)压缩回复性测试：将各样品在23±2℃、50±5％RH条件下静置16h，然后按照GB/T 24218.2‑2009中9.3所述方法(20Pa压力)测试样品的厚度L0；对样品施加5kPa的压力，在23±2℃、50±5％RH条件下静置16h，然后撤去负载压力，使样品自由恢复30min；按照GB/T 24218.2‑2009中9.3所述方法(20Pa压力)测试样品的厚度L1，材料的压缩回复性能R＝(L1/L0)×100％；分别测试热氧老化(120℃热氧老化处理2000h)前后样品的压缩回复性能R0和Ra，计算样品的压缩回复性能保持率(％)，计算公式＝100％×Ra/R0，其中该保持率≥90％时可认为样品耐热老化压缩回复性能合格。

[0084] 测试结果如表3所示。

[0085] 表3

[0086]

[0087] 表4

[0088]

[0089] 从表3和4可以看出，本发明各实施例制备的插层熔喷吸音棉具有优异的耐热老化性能，在经过测试后没有出现粉化现象，进一步地，当产品中的主抗氧剂的重量份数为0.2～0.8份；且所述含有三爪空间位阻结构的受阻酚类抗氧剂和2,6‑二叔丁基对甲基苯酚的质量会占比为(6:4)～(8.5:1.5)时，所得产品在黄变测试中的△b均＜10，产品没有出现黄变，同时产品在经过热氧老化处理后的压缩回复性能保持率可以保持在93～95％范围内。相比之下，对比例1产品中使用的主抗氧剂为单独的抗氧剂1010，其无法实现预期的耐热老化性能，产品出现粉化和黄变现象；对比例2产品中虽然分别以抗氧剂1010和2,6‑二叔丁基对甲基苯酚复配，但无法实现含有三爪空间位阻结构的受阻酚类抗氧剂和2,6‑二叔丁基对甲基苯酚配合的协同作用；同理，对比例3产品中含有三爪空间位阻结构的受阻酚类抗氧剂和6‑叔丁基‑2，4‑二甲基苯酚也无法实现相同的功效，两种产品的耐热老化均不佳。而在本发明产品中，除了主抗氧剂外，辅抗氧剂的种类也不能随意挑选，如对比例4所示，若采用不合适的辅抗氧剂，产品的耐热老化性能达不到预期。

[0090] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。