超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法技术

本发明专利技术属于过滤与分离用产业纺织品领域。目的是提供一种超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，采用本方法制备的无纺布，其熔喷聚丙烯纤维中具有大量多孔结构，因而粗糙度提高，疏水性能优越，吸油性能得到显著提升。技术方案是：超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)将聚丙烯与成孔剂混合均匀，得到成孔剂质量百分比浓度为80～20％的共混物；(2)将共混物通过熔喷设备生产，得到由熔喷聚丙烯纤维形成的初生无纺布；(3)用清洗剂去除步骤2初生无纺布中的成孔剂，从而使熔喷聚丙烯纤维形成多孔结构，干燥后即得到超级吸油聚丙烯熔喷无纺布；(4)将清洗剂和成孔剂混合废液回收。

Preparation method of super absorbent polypropylene melt blown non-woven fabric

The invention belongs to the field of industrial textiles for filtration and separation. The purpose is to provide a preparation method of super oil absorption polypropylene melt blown non-woven fabric. The non-woven fabric prepared by this method has a large number of porous structure in the melt blown polypropylene fiber, thus the roughness is improved, the hydrophobicity is superior, and the oil absorption property is greatly improved. The technical scheme is: the preparation method of super oil absorbing polypropylene melt blush non-woven fabric, according to the following steps: (1) the blend of polypropylene and pore forming agent is mixed, the blends of the mass percentage of the pore forming agent are 80 to 20%, and (2) the blends are produced by the melt blush equipment, and the initial birth of the melt blown polypropylene fiber is obtained. Spun cloth; (3) remove the pore forming agent in the first raw nonwoven fabric of step 2 by cleaning agent, so as to make the melt spray polypropylene fiber form porous structure, after drying, the super oil sucking polypropylene melted nonwoven fabric is obtained; (4) the waste liquid of cleaning agent and pore forming agent is recycled.

【技术实现步骤摘要】
超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法
本专利技术属于过滤与分离用产业纺织品领域，具体涉及一种超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，制备得到的聚丙烯熔喷无纺布最高可吸收自身重量150多倍的油。
技术介绍
随着我国蓝色海洋经济战略的施行，石油工业和海上钻探、油运业迅猛发展，不过近年来频频发生的钻井平台、输油管道泄漏和远洋邮轮沉船造成的海洋溢油事故，使大量原油泄漏到海水中，对海洋生态系统造成了难以恢复的破坏。欧美、日本等国都规定船只和海港必须配置一定数量的吸油材料以防溢油污染。我国的一些海港业已配备了吸油索、吸油垫、吸油枕、吸油毡等产品，国家也将吸油产品列入了应急产业重点发展方向。吸油材料利用表面、间隙以及空腔的毛细管作用，以及分子间的疏水相互作用，范德华力等吸附溢油。目前常见的吸油材料按材质可分为天然无机吸油材料、天然有机吸油材料以及化学合成类吸油材料等。其中天然材料廉价易得，但是大部分材料存在油水选择性差、饱和吸油能力低、再生困难、悬浮性较差等缺点，限制了其在海洋溢油处理中的应用。化学合成类吸油材料中，目前应用前景最好的是聚丙烯熔喷无纺布。1989年春，美国阿拉斯加附近的威廉王子海峡，埃克森公司的“瓦尔德斯”号油轮触礁事故，造成大面积漏油，原油泄漏导致成千上万只海鸟和海洋生物死亡。当时空运了大约2.6万吨以聚丙烯熔喷无纺布为主的吸油材料到现场，仅用了几天时间就清理了海面，这是熔喷无纺布成功用于海上溢油事故处理的典范。聚丙烯材料廉价，分子链不含极性基团，与油的亲和性好，几乎不吸水，密度小很轻，吸油后悬浮性好，同时熔喷法制备的无纺布纤维直径在5微米左右，纤维间形成相互贯通的多孔结构，孔隙率高达70％以上，是一类比较合适的吸油材料。目前聚丙烯熔喷无纺布的吸油倍数多在自身重量的10～20倍之间，但仍远说不上是高吸收材料。要想进一步提高熔喷聚丙烯无纺布的吸油性能，一种办法就是进一步降低无纺布纤维直径，甚至到纳米级别。但是用熔喷方法制备纳米级纤维，目前国产的熔喷设备和聚丙烯原料尚无法满足纳米纤维的生产条件，而进口的喷丝板价格异常昂贵，还极易开裂和堵头，还需要大幅度提高热空气的用量，使得生产成本飞速攀升，理论也研究发现，熔喷法制备的聚丙烯纤维直径下限在350nm左右。用静电纺丝的方法制备聚丙烯无纺布，产量低，常温下没有合适的溶剂，目前尚没有工业化生产可能。另一种方法就是通过在聚丙烯熔喷纤维中引入多孔结构，提高比表面积。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法。采用本专利技术制备的无纺布，其熔喷聚丙烯纤维中具有大量多孔结构，因而粗糙度提高，疏水性能优越，吸油性能得到显著提升。本专利技术所采用的技术方案是：超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)将聚丙烯与成孔剂混合均匀，得到成孔剂质量百分比浓度为80～20％的共混物；(2)将共混物通过熔喷设备生产，得到由熔喷聚丙烯纤维形成的初生无纺布；(3)用清洗剂去除步骤2初生无纺布中的成孔剂，从而使熔喷聚丙烯纤维形成多孔结构，干燥后即得到超级吸油聚丙烯熔喷无纺布；(4)将清洗剂和成孔剂混合废液回收。所述聚丙烯与成孔剂的混合方法，包括采用搅拌式混合机、高速混合机等，可将两者混合均匀。本专利技术中成孔剂在混合物中的质量百分比浓度为80～20％，浓度过高会影响熔喷过程的顺利进行；浓度过低，则引入的多孔结构不够多，无法得到超高吸油倍数。本专利技术中所使用的成孔剂可分为三类：A类小分子，包括无机盐小分子氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸钠、硫酸钾，有机物小分子邻苯二甲酸酯类、苯甲酸酯类、磷酸酯类、高级脂肪酯类、二苯甲酮、芳香烃、矿物油、大豆油、液体石蜡、固体石蜡、高级烷烃、高级脂肪酸、高级脂肪胺、二苯醚中的至少一种；B类高分子，包括聚乙烯基吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚乳酸、醋酸丁酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯、聚己内酰胺、尼龙中的至少一种；C类常用无机填充矿物，包括二氧化硅、碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、四氧化三铁、氧化铁、氧化铝中的至少一种。本专利技术所使用的熔喷设备为常规整体成套生产设备，纺丝工艺参数为狭缝式喷头，喷丝口直径0.2～0.85mm，气槽角度30°～60°，狭缝宽度0.35～0.65mm，模口温度190～320℃，热空气温度230～360℃，气体压力0.05～0.5Mpa,接收距离8～30cm，纺丝速度25～150kg/h，根据实际情况选择工艺参数，得到成孔剂质量百分比浓度为80％～20％的初生无纺布。本专利技术中所使用的清洗剂，为能去除成孔剂而对聚丙烯无影响的液体，包括水、乙醇、异丙醇、丙酮、甲酸、硫酸、盐酸、二甲基甲酰胺、氢氟酸、二甲基乙酰胺、正己烷、二氯甲烷中的至少一种。清洗剂和成孔剂混合废液，有回收价值的，可以通过常规蒸馏或减压蒸馏方式分别回收循环使用，以降低成本。在用盐酸清洗剂去除聚丙烯纤维中碳酸钙成孔剂时，还会产生大量的二氧化碳气体，在纤维内部产生爆炸效应，起到塑料发泡的功能，进一步提高孔隙率。本专利技术中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布，可直接用作吸油擦拭布，可和纺粘无纺布复合后作为吸油毡使用，也可以粉碎后作为吸油填充物使用。根据国家标准GB/T24218.6-2010《纺织品非织造布试验方法第6部分：吸收性的测定》规定的检测方法，从不同成孔剂选择和组成制备得到的聚丙烯熔喷无纺布对大豆油、机油、原油、柴油等吸油倍数可达到自身重量的30～150倍，在溢油事故应急处理领域有良好的应用前景。因为多孔结构的存在，本专利技术中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的保温、隔音性能也十分优异，在防护服和汽车隔音棉领域也有应用前景。本专利技术中所使用的原料配比，也可以通过熔体纺丝的方法制备聚丙烯多孔纤维或纱线，因为多孔结构以及表面粗糙结构的存在，有望作为吸湿排汗快干纤维使用。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的聚丙烯熔喷无纺布，所含的聚丙烯纤维具有多孔结构，与常规无纺布相比，比表面积、孔隙率和疏水性更高；并且聚丙烯纤维中存在的大量毛细微管结构，使得其吸油速率、油水选择性、悬浮性、吸油倍数等性能大幅度提高。附图说明图1是实施例1中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布扫描电镜图。图2是实施例2中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布扫描电镜图。图3是实施例3中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布扫描电镜图。图4是实施例4中得到的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布扫描电镜图。具体实施方式本专利技术的技术核心在于在聚丙烯熔喷过程中共混成孔剂纺丝，纺丝后将成孔剂去除，从而在熔喷聚丙烯纤维中引入大量多孔结构，可以大大提高比表面积，从而提高吸油倍数。此外多孔结构使无纺布粗糙度提高，赋予其超疏水性，从而提高油水选择性。多孔纤维孔隙率更高，密度更低，悬浮性更好。多孔结构使得纤维中形成了大量的毛细管结构，对油的芯吸作用增强，吸油速度加快。以下结合实施例和说明书附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1氯化钠成孔剂-超级吸油聚丙烯熔喷无纺布聚丙烯原料为聚丙烯熔喷专用料MetoceneX50128，成孔剂为A类小分子无机盐氯化钠，清洗剂为水，成孔剂的质量百分比浓度为25％。首先将聚丙烯和氯化钠在常温下用高速混合机共混均匀。然后进行熔喷生产，工艺参数为狭缝式喷头，喷丝口直径0.42mm，气槽角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)将聚丙烯与成孔剂混合均匀，得到成孔剂质量百分比浓度为80～20％的共混物；(2)将共混物通过熔喷设备生产，得到由熔喷聚丙烯纤维形成的初生无纺布；(3)用清洗剂去除步骤2初生无纺布中的成孔剂，从而使熔喷聚丙烯纤维形成多孔结构，干燥后即得到超级吸油聚丙烯熔喷无纺布；(4)将清洗剂和成孔剂混合废液回收。

【技术特征摘要】
1.超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，依次按以下步骤进行：(1)将聚丙烯与成孔剂混合均匀，得到成孔剂质量百分比浓度为80～20％的共混物；(2)将共混物通过熔喷设备生产，得到由熔喷聚丙烯纤维形成的初生无纺布；(3)用清洗剂去除步骤2初生无纺布中的成孔剂，从而使熔喷聚丙烯纤维形成多孔结构，干燥后即得到超级吸油聚丙烯熔喷无纺布；(4)将清洗剂和成孔剂混合废液回收。2.根据权利要求1所述的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的混合所使用的混合机为搅拌式混合机、高速混合机中的至少一种。3.根据权利要求1所述的超级吸油聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述成孔剂分为三类：A类小分子，包括无机盐小分子氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸钠、硫酸钾，有机物小分子邻苯二甲酸酯类、苯甲酸酯类、磷酸酯类、高级脂肪酯类、二苯甲酮、芳香烃、矿物油、大豆油、液体石蜡、固体石蜡、高级烷烃、高级脂肪酸、高级脂肪胺、二苯醚中的至少一种；B类高分子，包括聚乙烯基吡...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶翔宇，卢林，金环，周维真，王倩，李晶，
申请(专利权)人：浙江省纺织测试研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33