一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，包括将抗紫外复合添加剂和聚丙烯混合，抗紫外母料的制备，挤出，纺丝，气流拉伸制得所述的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布，其中，抗紫外复合添加剂和聚丙烯按0.5～4：99.5～96的质量比混合，本发明专利技术通过将受阻胺光稳定剂和纳米氧化锌复合使用，不但增强了聚丙烯的光稳定性，而且纳米氧化锌可增强增强聚丙烯，通过受阻胺光稳定剂和纳米级光屏蔽剂协同作用，解决了单独使用无机抗紫外添加剂对聚丙烯光氧稳定性的提高甚微以及添加传统的光稳定剂存在降低聚丙烯拉伸性能的问题，制得的聚丙烯无纺布老化后强度保持率可高达到91.7％，拉伸强度大大提高，具有优异的光氧稳定性和力学性能，扩大了聚丙烯无纺布的用途。

Preparation method of high light oxygen stability reinforced polypropylene non-woven fabric

The invention discloses a preparation method of high light oxygen stability reinforced polypropylene non-woven fabric, which includes the preparation of anti UV compound additive and polypropylene, preparation of anti UV masterbatch, extrusion, spinning, and airflow drawing to produce the high light oxygen stability reinforced polypropylene non-woven fabric, in which the anti UV compound additive and polyacrylic acid are resistant to the UV. By mixing the mass ratio of 0.5 to 4:99.5 ~ 96, the invention not only enhanced the photostability of the polypropylene by combining the hindered amine light stabilizer with the nano Zinc Oxide, but also the nano Zinc Oxide enhanced the reinforced polypropylene. By the synergistic effect of the hindered amine light stabilizer and the nanometer light shielding agent, the single use was solved. The improvement of the UV stability of polypropylene by the UV additive is very slight and the addition of the traditional light stabilizer can reduce the tensile properties of polypropylene. The strength retention rate of the made polypropylene non-woven fabric can be as high as 91.7%, the tensile strength is greatly improved, and the excellent optical and oxygen stability and Mechanical properties have been expanded. The use of polypropylene nonwoven fabric.

【技术实现步骤摘要】
一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法
本专利技术涉及高分子材料制备
，特别涉及一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法。
技术介绍
无纺布具有工艺流程短、生产效率高、经济效益显著、产品品种丰富和使用范围广等特点，已成为中国纺织工业的新兴产业。聚丙烯无纺布是总量最大的品种，广泛应用于过滤、医疗、卫生、工业、农业、土木水利工程、建筑等各个领域。但聚丙烯无纺布在生产加工和使用过程中，在受到氧、光等环境因素的影响时，极易发生老化降解而导致断裂强力和断裂伸长率的急剧下降，使得使用寿命大大缩短，造成材料的极大浪费，同时在自然条件下又很难降解，进而给环境造成了污染。目前，针对聚丙烯无纺布的老化问题，现有技术主要有：(1)聚丙烯无纺布的老化通常由表面开始，发生变色、粉化等，因而可通过增加无纺布厚度来延长使用寿命；(2)在聚丙烯无纺布表面进行涂覆或涂布处理，在其外层复合一层耐候性好的材料，从而延缓老化进程，如在聚丙烯无纺布表面针刺一层抗光氧老化性能较好的聚酯布层以吸收大量的紫外辐射；(3)采用添加紫外线光吸收剂和受阻胺光稳定剂等，或者氧化锌等无机抗紫外线添加剂等的具有抗光老化作用的聚丙烯母料制备聚丙烯无纺布。通过增加无纺布厚度或者对无纺布表面进行涂覆或涂布处理存在增加工序、影响产品的外观或使用性能等一些缺陷，只限于少数产品的应用。因此，采用抗光老化的聚丙烯母料制备聚丙烯无纺布的应用更为广泛。但是，现有的制备抗光老化的聚丙烯母料的改性剂中，大多数是有机物，如二苯甲酮系、苯并三唑系、水杨酸酯系等，其对紫外光的吸收具有选择性，只对某些特定波长的紫外光具有吸收性，并且有一定毒性，随着曝晒时间的延长，其紫外线屏蔽性能会逐渐降低，最终失效，同时对于聚丙烯无纺布的力学性能不利。因此，在保证聚丙烯无纺布具有优良的紫外线屏蔽性能的同时具有更好的力学强度是其中的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法以解决现有技术中存在的不足。采用受阻胺光稳定剂和纳米氧化锌复合，借助受阻胺光稳定剂高的紫外线屏蔽性能和纳米氧化锌更加稳定、环保，同时结合纳米粒子填充可增强增强聚丙烯的特点，通过受阻胺光稳定剂和纳米氧化锌的协同作用，制备兼具高的光氧稳定性和拉伸性能的聚丙烯无纺布材料。本专利技术通过以下技术方案来实现专利技术目的：一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，包括以下步骤：(1)混合：室温下，将受阻胺光稳定剂与光屏蔽剂按质量比1:1～9混合得到复合添加剂，再将复合添加剂与聚丙烯高速混合均匀；(2)抗紫外母料的制备：将所述步骤(1)中的混合物熔融混炼或挤出造粒制得抗紫外母料；(3)挤出：将所述步骤(2)中的抗紫外母料加入双螺杆挤出机进行熔融挤压；(4)纺丝：将由所述步骤(3)中经熔融挤压后的熔体过滤，再由计量泵分配给喷丝板，纺丝泵喷出一定直径的纤维；(5)气流拉伸：纤维在高速热空气流的拉伸作用下，集结在接受装置的输网帘上，成为纤维网，制成所述的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布。进一步地，所述步骤(2)中所述步骤(1)中复合添加剂和聚丙烯按0.5～4：99.5～96的质量比混合，复合添加剂的比例合理，受阻胺光稳定剂在加工温度下溶解在聚合物中，即使在冷却后也不会出现溶解度降低甚至过饱和而导致起霜的问题，同时受阻胺光稳定剂中的极性基团可以与纳米氧化锌作用，降低稳定纳米氧化锌的表面能，有利于纳米氧化锌在聚丙烯相的分散，避免出纳米粒子团聚，使复合添加剂与聚丙烯具有很好的相容性。进一步地，所述光屏蔽剂为纳米氧化锌或纳米二氧化钛。光屏蔽剂能够使制品屏蔽紫外光波，减少紫外线的透射作用，使其内部不受紫外光的危害，从而起到保护聚丙烯的作用。进一步地，所述受阻胺光稳定剂为Tinuvin622、Tinuvin770或Tinuvin944中任一种，受阻胺光稳定剂在O2作用下生成对光稳定的N-O游离基，可以与在紫外光作用下由聚丙烯本身产生的游离基R相结合，从而防止了聚丙烯老化。进一步地，所述步骤(2)中熔融挤出温度为180℃～220℃，转速为30～50rpm。进一步地，所述步骤(3)中熔融挤压温度为220℃～250℃。进一步地，所述纺丝泵的速度为15～40r/min。进一步地，所述纤维网按照10～40m/min的速度输出。本专利技术提供的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，具有以下优点：(1)通过受阻胺光稳定剂和纳米氧化锌的复合使用，受阻胺光稳定剂大大提高了聚丙烯的光稳定性，而氧化锌具有长期光稳定效果，从而使得聚丙烯具有优良的、长效的光氧稳定性；(2)受阻胺光稳定剂中的极性基团可以与纳米氧化锌作用，降低稳定纳米氧化锌的表面能，有利于纳米氧化锌在聚丙烯相的分散，解决了纳米粒子容易团聚的问题；(3)采用的聚合型受阻胺光稳定剂与聚丙烯相容性好，有利于提高纳米氧化锌与聚丙烯之间的粘结力，结合纳米粒子的增强增强作用，提高了聚丙烯无纺布的拉伸性能；(4)整个制备工艺简单，制备的纤维直径偏差小，且制备的聚丙烯无纺布老化后强度保持率可高达到91.7％，拉伸强度大大提高，具有优异的光氧稳定性和力学性能，扩大了聚丙烯无纺布的用途。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的构思作进一步详细的说明。实施例1室温下，将0.25％受阻胺光稳定剂Tinuvin622与0.25％光屏蔽剂纳米氧化锌得到复合添加剂，再将复合添加剂与95％的聚丙烯按高速混合均匀，在220℃和转速30rpm下熔融挤出造粒制备母料。将上述所制得的抗紫外母料加入双螺杆挤出机，在235℃下熔融挤压，熔体经过滤后由计量泵分配给喷丝板，纺丝泵以25r/min的速度喷出一定直径的纤维；纤维在高速热空气流的拉伸作用下，集结在接受装置的输网帘上，成为纤维网，按照30m/min的速度输出，制成抗紫外聚丙烯无纺布。实施例2-实施例6按上述同样的方法进行，其中受阻胺光稳定剂、光屏蔽剂和聚丙烯的加入量按表1进行添加，受阻胺光稳定剂为Tinuvin622、Tinuvin770或Tinuvin944中任一种，光屏蔽剂为纳米氧化锌或纳米二氧化钛。测试上述实施例1-6所制备的抗紫外聚丙烯无纺布平均纤维直径和平均厚度，并进行96h紫外老化试验，测试其老化前后的拉伸强度，结果如表1所示。对比例将聚丙烯和抗紫外添加剂分别按表1和表2中的对比例1-对比例11的质量比在室温混合均匀，在220℃熔融挤出造粒制备母料。表1中对比例1-8中抗紫外添加剂为光屏蔽剂纳米氧化锌和受阻胺光稳定剂Tinuvin622单独添加，表2中对比例9-11中抗紫外添加剂为受阻胺光稳定剂Tinuvin622和紫外光吸收剂UV326复合体系，其中Tinuvin622和UV326按质量比1:1复合使用。将上述所制得的抗紫外母料加入双螺杆挤出机，在235℃下熔融挤压，熔体经过滤后由计量泵分配给喷丝板，纺丝泵以25r/min的速度喷出一定直径的纤维；纤维在高速热空气流的拉伸作用下，集结在接受装置的输网帘上，成为纤维网，按照30m/min的速度输出，制成所述的抗紫外聚丙烯无纺布。同样测试上述对比例1-11所制备的抗紫外聚丙烯无纺布平均纤维直径和平均厚度，并进行96h紫外老化试验，测试其老化前后的拉伸强度，结果如表1和表2所示。表1抗紫外聚丙烯无纺布的平均纤维直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混合：室温下，将受阻胺光稳定剂与光屏蔽剂按质量比1:1～9混合得到复合添加剂，再将复合添加剂与聚丙烯高速混合均匀；(2)抗紫外母料的制备：将所述步骤(1)中的混合物熔融混炼或挤出造粒制得抗紫外母料；(3)挤出：将所述步骤(2)中的抗紫外母料加入双螺杆挤出机进行熔融挤压；(4)纺丝：将由所述步骤(3)中经熔融挤压后的熔体过滤，再由计量泵分配给喷丝板，纺丝泵喷出一定直径的纤维；(5)气流拉伸：纤维在高速热空气流的拉伸作用下，集结在接受装置的输网帘上，成为纤维网，制成所述的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布。

【技术特征摘要】
1.一种高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混合：室温下，将受阻胺光稳定剂与光屏蔽剂按质量比1:1～9混合得到复合添加剂，再将复合添加剂与聚丙烯高速混合均匀；(2)抗紫外母料的制备：将所述步骤(1)中的混合物熔融混炼或挤出造粒制得抗紫外母料；(3)挤出：将所述步骤(2)中的抗紫外母料加入双螺杆挤出机进行熔融挤压；(4)纺丝：将由所述步骤(3)中经熔融挤压后的熔体过滤，再由计量泵分配给喷丝板，纺丝泵喷出一定直径的纤维；(5)气流拉伸：纤维在高速热空气流的拉伸作用下，集结在接受装置的输网帘上，成为纤维网，制成所述的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布。2.根据权利要求1所述的高光氧稳定性增强聚丙烯无纺布的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中复合添加剂和聚丙烯按0.5～4：99.5～96的质量比混合。3.根据权利要求1所述的高光氧稳定性增强聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春广，蔡建峰，邹雁滔，邓燕，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44