聚丙烯驻极母粒及其制备方法、聚丙烯熔喷无纺布技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种聚丙烯驻极母粒及其制备方法、聚丙烯熔喷无纺布。聚丙烯驻极母粒，包括按重量份数计的如下组分：聚丙烯树脂70～90份、驻极剂10～30份、成核剂2～5份、相容剂1～3份、润滑剂3～5份和抗氧剂0.5～2份；其中，所述驻极剂包括碳原子数为14～22的长链脂肪酸的锌盐、镁盐、铝盐中的任一种或多种。所述制备方法包括：将各组分按比例混合均匀得到预混料，造粒。本发明专利技术通过各组分之间的配合得到的聚丙烯驻极母粒，具有高流动性，且其挥发分和熔融指数更稳定，能够有效提升驻极母粒生产出的聚丙烯熔喷无纺布的驻极效果，且驻极效果稳定，提高过滤效率，降低过滤阻力。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯驻极母粒及其制备方法、聚丙烯熔喷无纺布
本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种聚丙烯驻极母粒及其制备方法、聚丙烯熔喷无纺布。
技术介绍
随着PM2.5曝光率越来越高，人们对室内外空气质量给予更多地重视，并开始加大对大气环境的整治力度。空气过滤材料是最直接、有效的解决空气颗粒物传播的途径，能够有效的减少可吸入颗粒物对人体健康的损害和预防疾病传播。熔喷非织造过滤材料目前已经被广泛应用到医用防护口罩、防尘口罩以及空气净化器等产品上，其过滤机理主要依靠布朗扩散、直接拦截、惯性碰撞、截留和重力沉积等机械阻挡作用，但仅仅靠物理机械阻挡进行过滤并不能有效地去除空气中更加细小的颗粒物。尤其随着大气环境的恶化，空气中的粒子直径已经降低至微米级、纳米级，传统的过滤材料对亚微米微粒的过滤效果十分有限，如果在空气过滤过程中增强材料与颗粒物之间的静电吸附作用，通过捕获带电粒子或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，这样在增强过滤效率的同时，呼吸阻力却并未上升。因此，驻极体熔喷非织造材料具有非常广阔的应用和市场前景。聚丙烯作为有机驻极体材料的一种，其空间电荷的分布主要集中在晶粒两端和结晶区与非结晶区界面上，但是由于熔喷工艺的特点，通常的聚丙烯熔喷纤维的结晶度不高且晶粒较大，影响了空间电荷的存储。目前，有通过添加助剂提高聚丙烯电荷储存能力的技术方案，但是助剂与聚丙烯基体的相容性差，以及存在电荷储存期短、稳定性差等问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供聚丙烯驻极母粒，以解决现有技术中存在的相容性差导致的驻极效果差等技术问题。本专利技术的第二目的在于提供聚丙烯驻极母粒的制备方法，工艺简单，稳定性强，成品率高。本专利技术的第三目的在于提供采用上述聚丙烯驻极母粒制备得到的聚丙烯熔喷无纺布，具有高过滤效率以及低过滤阻力。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：聚丙烯驻极母粒，包括按重量份数计的如下组分：聚丙烯树脂70～90份、驻极剂10～30份、成核剂2～5份、相容剂1～3份、润滑剂3～5份和抗氧剂0.5～2份；其中，所述驻极剂包括碳原子数为14～22的长链脂肪酸的锌盐、镁盐、铝盐中的任一种或多种。本专利技术的聚丙烯驻极母粒，通过驻极剂与相容剂的匹配添加，提高驻极剂在聚丙烯基体内的分散均匀性，通过成核剂提高聚丙烯的结晶度，通过抗氧剂和成核剂配合来抑制聚丙烯在熔融挤出时的降解问题。本专利技术的聚丙烯驻极母粒，具有高流动性，且其挥发分和熔融指数更稳定，能够有效提升驻极母粒生产出的聚丙烯熔喷无纺布的驻极效果，且驻极效果稳定，提高过滤效率，降低过滤阻力。通过添加电气石、二氧化硅、钛酸钡等纳米材料的无机驻极剂，虽然无机驻极剂能大幅度提高聚丙烯驻极效果，但存在与基体不相容、电荷储存期短等问题，难以稳定的应用。通过添加有机驻极剂，比如受阻胺类、苯甲酸类、组胺盐类等强极性小分子，由于极性的差异较大，有机驻极剂也难以与聚丙烯基体相容，且存在熔喷生产时分解的问题，熔喷无纺布的生产稳定性难以保证。如在不同实施方式中，所述驻极剂可以为硬脂酸锌、月桂酸铝、硬脂酸镁等等。所述驻极剂的用量可以为10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份等等。在本专利技术的优选实施方式中，所述相容剂的熔融指数为100～250g/10min。进一步的，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯基弹性体中的任一种或多种。如在不同实施方式中，所述相容剂的熔融指数可以为100g/10min、120g/10min、150g/10min、180g/10min、200g/10min、220g/10min、250g/10min。如在不同实施方式中，所述相容剂的用量可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份等等。采用上述相容剂，与特定的驻极剂与成核剂匹配，在保证驻极剂与基体相容性的同时，提高聚丙烯结晶度，进而提高空间电荷的存储性能。在本专利技术的优选实施方式中，所述成核剂包括山梨醇类成核剂。具体的，所述山梨醇类成核剂包括二苄叉山梨醇、二(对甲基二苄叉)山梨醇、二(4-甲基二苄叉)山梨醇、二(对乙基苄叉)山梨醇、二(对甲基苄叉)山梨醇、双-(对-乙基二亚苄基异丙基)山梨醇、二(对氯取代苄叉)山梨醇、二(对氯甲基二苄叉)山梨醇中的任一种或多种。如在不同实施方式中，所述成核剂的用量可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份等等。在本专利技术的优选实施方式中，所述润滑剂包括聚丙烯蜡和/或聚乙烯蜡。聚丙烯蜡和聚乙烯蜡采用常规可作为润滑剂使用的聚丙烯蜡和聚乙烯蜡。如在不同实施方式中，所述润滑剂的用量可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份等等。在本专利技术的优选实施方式中，所述抗氧剂包括三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯和双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯中的任一种或多种。如在不同实施方式中，所述抗氧剂的用量可以为0.5份、1份、1.5份、2份等等。在本专利技术的优选实施方式中，所述聚丙烯树脂的熔融指数为1200～1500g/10min。如在不同实施方式中，所述聚丙烯树脂的用量可以为70份、75份、80份、85份、90份等等。本专利技术通过采用上述组分配合，采用特定的配比，各组分之间配合作用，保证驻极剂在聚丙烯基体内的分散均匀性，同时提高聚丙烯的结晶度以提高空间电荷的存储性能；并通过抗氧剂和成核剂来抑制聚丙烯在熔融基础时的降解，提供挥发分和熔融指数更稳定，能够有效提升聚丙烯熔喷无纺布的驻极效果，提高过滤效率，降低过滤阻力的聚丙烯驻极母粒。本专利技术还提供了聚丙烯驻极母粒的制备方法，包括如下步骤：将各组分按比例混合均匀得到预混料，造粒。在本专利技术的优选实施方式中，所述混合包括：(a)将所述驻极剂、所述成核剂和所述相容剂混合均匀，得到改性混合料；(b)在搅拌条件下，在所述聚丙烯树脂中加入所述改性混合料、所述润滑剂和所述抗氧剂，搅拌20～30min，得到预混料。其中，搅拌的转速可根据实际情况进行调整，保证物料搅拌均匀即可，如在实际操作中可以采用中速搅拌。在实际操作中，步骤(b)中，先将聚丙烯树脂预搅拌10～20min后，再加入所述改性混合料、所述润滑剂和所述抗氧剂，再搅拌20～30min。其中，所述改性混合料、所述润滑剂和所述抗氧剂优选按该顺序添加。采用上述混合方式，能够保证各物料之间混合的均匀性以及相容性，改善驻极效果，在用于聚丙烯熔喷无纺布时，提供更优异的驻极效果、过滤效率、低过滤阻力等。在本专利技术的具体实施方式中，于双螺杆挤出机中进行所述造粒。具体的，所述双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚丙烯驻极母粒，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：/n聚丙烯树脂70～90份、驻极剂10～30份、成核剂2～5份、相容剂1～3份、润滑剂3～5份和抗氧剂0.5～2份；/n其中，所述驻极剂包括碳原子数为14～22的长链脂肪酸的锌盐、镁盐、铝盐中的任一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.聚丙烯驻极母粒，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
聚丙烯树脂70～90份、驻极剂10～30份、成核剂2～5份、相容剂1～3份、润滑剂3～5份和抗氧剂0.5～2份；
其中，所述驻极剂包括碳原子数为14～22的长链脂肪酸的锌盐、镁盐、铝盐中的任一种或多种。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯驻极母粒，其特征在于，所述相容剂的熔融指数为100～250g/10min；
优选的，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝丙烯基弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯基弹性体中的任一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯驻极母粒，其特征在于，所述成核剂包括山梨醇类成核剂；
优选的，所述山梨醇类成核剂包括二苄叉山梨醇、二(对甲基二苄叉)山梨醇、二(4-甲基二苄叉)山梨醇、二(对乙基苄叉)山梨醇、二(对甲基苄叉)山梨醇、双-(对-乙基二亚苄基异丙基)山梨醇、二(对氯取代苄叉)山梨醇、二(对氯甲基二苄叉)山梨醇中的任一种或多种。


4.根据权利要求1所述的聚丙烯驻极母粒，其特征在于，所述润滑剂包括聚丙烯蜡和/或聚乙烯蜡。


5.根据权利要求1所述的聚丙烯驻极母粒，其特征在于，所述抗氧剂包括三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪渝轩，郭森，唐舫成，汪加胜，
申请(专利权)人：广州鹿山新材料股份有限公司，广州鹿山光电材料有限公司，江苏鹿山新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44