可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用。所述可降解皮芯型聚合物包括芯层聚合物和包覆于芯层聚合物表面的皮层聚合物，所述皮层聚合物的制备原料包括第一聚乳酸、聚已内酯和聚己二酸丁二酸丁二醇酯，所述芯层聚合物的制备原料包括第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。本发明专利技术能够充分利用各不同原料之间的相容性，弥补了单一组分的缺陷，进而制备出具有优良力学性能且可生物降解的环保材料，通过在返混式反应器中进行熔融过程，使得原料混合地更加均匀，无需切粒干燥过程，避免出现热降解现象，降低了能耗。低了能耗。低了能耗。

【技术实现步骤摘要】
可降解皮芯型聚合物、高熔融指数可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于熔体直接纺丝及多组分多层可降解复合纤维网织物高分子材料领域，本专利技术涉及可降解皮芯型聚合物及其制备方法和应用、高熔融指数可降解聚合物及其制备方法和应用、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚合物复合纤维是指同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维，其是二十世纪六十年代发展起来的物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼具两种聚合物特性的双组分纤维，主要有皮芯型、并列型、海岛型。皮芯型复合纤维由两种组分层层相互包覆、并沿纤维轴向复合而成，通常指同心型，此外还有偏心型、异形、多层皮芯型等。
[0003]现有可降解聚合物复合纤维，皮层和芯层大多采用单一材料。其中，芯层材料一般熔点高、强度大，但是存在比较脆且不容易结晶的问题。皮层材料一般要求熔点较低，但是不易实现生产，对企业生产技术有较高要求。
[0004]随着非织造布的发展，其对可降解聚合物的加工性能提出了更高的要求，纺粘工艺、熔喷工艺、高速纺、超细纤维都要求可降解聚合物具有良好的熔融流动性能。一些不耐高温的颜料、助剂更需要加工温度低的可降解聚合物作为载体。这些都需要可降解聚合物材料在较低温度下具有超高熔融指数。
[0005]CN107805856B公开了一种聚乳酸复合纤维及其制备方法，其利用聚乳酸和聚己内酯共混物做皮层、聚丙烯做芯层来制备复合纤维，该方法制备的复合纤维中聚丙烯组分是不能降解的，失去了可降解材料的意义，而且该方法中聚丙烯与聚乳酸不相容，熔体在喷丝板拉伸时会因粘度差异、流动指数差异、结晶速率差异等因素导致复合纺丝纤维强度低、伸长短、可纺性差，不适合纤维后加工工序。
[0006]CN101851830A公开了一种全降解聚乳酸纤维SMS复合非织造布及其制造方法，该方法所制造的材料因熔融指数较低，部分熔体细丝未完全牵伸，会出现团块物、流动性差、纤维脆性大，且断裂伸长率最大仅达到12％，无法实现高伸长率和高韧性的技术效果。
[0007]CN107304287A公开了一种高耐热高流动性聚乳酸树脂组合物，所述组合物包括聚乳酸树脂、润滑剂、抗氧剂、流动改性剂、无机填充材料。通过向配方中添加流动改性剂的方式增加其流动性，所得聚乳酸树脂聚合物熔融指数可以达到85g/10min。此外，全球最大的聚乳酸树脂供应商美国NatureWorks公司，工业化生产中聚乳酸熔融指数(如牌号3251D、6252D、6361D)通常最高也只能达到85g/10min(210℃、2.16kg)。上述聚乳酸树脂可应用于缝纫、纺织、地毯背衬、针刺毡等领域，但是仍不能满足本专利技术的高熔融指数的要求。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了可降解皮芯型聚合物、高熔融指数
可降解聚合物、可降解复合纤维网织物及其制备方法和应用，尤其是在环保
中的应用。本专利技术制备的可降解皮芯型聚合物和高熔融指数可降解聚合物，采用多组分原料进行制备，能够利用各不同原料之间的相容性，弥补了单一组分的缺陷，通过返混式反应器中进行各熔融过程，使得各原料混合地更加均匀，无需经过切粒干燥，可直接进行纺丝喷出，降低了能耗。
[0009]本专利技术第一方面提供了一种可降解皮芯型聚合物，包括芯层聚合物和包覆于芯层聚合物表面的皮层聚合物，所述皮层聚合物的制备原料包括第一聚乳酸、聚已内酯(PCL)和聚己二酸丁二酸丁二醇酯(PBSA)，所述芯层聚合物的制备原料包括第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯(PHA)和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)。
[0010]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，以可降解皮芯型聚合物的总重量为基准，所述皮层聚合物的含量为20～50重量％，所述芯层聚合物的含量为50～80重量％。并且，所述皮芯型聚合物可以是为双组分或多组分制成。
[0011]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的具体实施方式，以可降解皮芯型聚合物的总重量为基准，皮层聚合物的含量为29重量％，芯层聚合物的含量为71重量％。
[0012]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的具体实施方式，以可降解皮芯型聚合物的总重量为基准，皮层聚合物的含量为40重量％，芯层聚合物的含量为60重量％。
[0013]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，所述皮层聚合物的制备原料包括50～60重量％的第一聚乳酸、10～20重量％的聚已内酯和20～30重量％的聚己二酸丁二酸丁二醇酯。
[0014]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的具体实施方式，皮层聚合物的制备原料包括50重量％的第一聚乳酸、20重量％的聚已内酯和30重量％的聚己二酸丁二酸丁二醇酯。
[0015]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，所述芯层聚合物的制备原料包括60～70重量％的第二聚乳酸、20～30重量％的聚羟基脂肪酸酯和5～15重量％的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。
[0016]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的优选实施方式，所述芯层聚合物的制备原料包括60～70重量％的第二聚乳酸、20～30重量％的聚羟基脂肪酸酯和10重量％的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。
[0017]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的具体实施方式，芯层聚合物的制备原料包括70重量％的第二聚乳酸、20重量％的聚羟基脂肪酸酯和10重量％的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。
[0018]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，所述第一聚乳酸为低熔点聚乳酸，所述第二聚乳酸为高熔点聚乳酸。其中，所述低熔点聚乳酸为低熔点非结晶态聚乳酸(COPLA)，所述高熔点聚乳酸为任意结晶形态聚乳酸(PLA)。例如，本专利技术中的第一聚乳酸购自Nature Works公司的6260D型号，芯层中的第二聚乳酸购自Nature Works公司的6201D型号。
[0019]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的优选实施方式，所述低熔点聚乳酸的熔点为125～135℃，所述高熔点聚乳酸的熔点为155～170℃。
[0020]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的优选实施方式，所述聚羟基脂肪酸酯采
用聚羟基丁酸酯(PHB)。
[0021]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，所述聚已内酯的熔点为59～64℃，玻璃化转变温度为
‑
60℃至
‑
40℃。例如，本专利技术中的聚己内酯购自SOLVEY公司的6500型号。
[0022]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的优选实施方式，所述聚已内酯的熔点为60℃，玻璃化转变温度为
‑
60℃。
[0023]根据本专利技术所述的可降解皮芯型聚合物的一些实施方式，所述皮层聚合物中，聚己内酯与第一聚乳酸的重量配比为0.5～1：2.5～3。例如1：2.5、0.5：2.5、1：3，以及它们之间的任意值。
[0024]由于聚已内酯熔点比较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解皮芯型聚合物，包括芯层聚合物和包覆于芯层聚合物表面的皮层聚合物，其特征在于，所述皮层聚合物的制备原料包括第一聚乳酸、聚已内酯和聚己二酸丁二酸丁二醇酯，所述芯层聚合物的制备原料包括第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯。2.根据权利要求1所述的可降解皮芯型聚合物，其特征在于，以可降解皮芯型聚合物的总重量为基准，所述皮层聚合物的含量为20～50重量％；所述芯层聚合物的含量为50～80重量％；和/或，所述皮层聚合物的制备原料包括50～60重量％的第一聚乳酸、10～20重量％的聚已内酯和20～30重量％的聚己二酸丁二酸丁二醇酯；和/或，所述芯层聚合物的制备原料包括60～70重量％的第二聚乳酸、20～30重量％的聚羟基脂肪酸酯和5～15重量％的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯；和/或，所述第一聚乳酸为低熔点聚乳酸，所述第二聚乳酸为高熔点聚乳酸；优选地，所述低熔点聚乳酸的熔点为125～135℃，所述高熔点聚乳酸的熔点为155～170℃；和/或，所述聚已内酯的熔点为59～64℃，玻璃化转变温度为
‑
60至
‑
40℃；和/或，所述聚己二酸丁二酸丁二醇酯的熔点为110～115℃，玻璃化转变温度为
‑
30℃；和/或，所述聚羟基脂肪酸酯的熔点为155～210℃，玻璃化转变温度为
‑
45至4℃；和/或，所述聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的熔点为110～135℃，玻璃化转变温度为
‑
29℃；和/或，所述皮层聚合物中，聚己内酯与第一聚乳酸的重量配比为0.5～1：2.5～3；聚己二酸丁二酸丁二醇酯与第一聚乳酸的重量配比为1～1.5：2.5～3；和/或，所述芯层聚合物中，聚羟基脂肪酸酯与第二聚乳酸的重量配比为1～1.5：3～3.5；聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯与第二聚乳酸的重量配比为1：6～7。3.一种可降解皮芯型聚合物的制备方法，包括以下步骤：步骤A1、将第一聚乳酸、聚已内酯和聚己二酸丁二酸丁二醇酯进行混合熔融，得到皮层聚合物熔体；步骤B1、将第二聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯进行混合熔融，得到芯层聚合物熔体；步骤C1、所述皮层聚合物熔体作为皮层、芯层聚合物熔体作为芯层分别送入纺丝复合模头进行纺丝喷出，得到皮芯型聚合物；优选地，所述步骤A1中的混合熔融条件包括：温度为110～150℃，真空度为30～45kPa，时间为10～40min；和/或，所述步骤B1中的混合熔融条件包括：温度为155～210℃，真空度为30～45kPa，时间为20～40min；和/或，所述皮层聚合物熔体送入纺丝复合模头时的温度为120～150℃，所述芯层聚合物熔体送入纺丝复合模头时的温度为160～210℃；和/或，所述纺丝复合模头件中进行纺丝喷出过程的条件包括：模头温度为160～210℃，喷丝板孔数为500～2000孔，模头宽度≤6m。4.一种高熔融指数可降解聚合物，其制备原料包括聚酯和添加剂，所述聚酯包括第三聚乳酸、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯和聚羟基脂肪酸酯。
5.根据权利要求4所述的高熔融指数可降解聚合物，其特征在于，所述聚酯包括60～70重量％的第三聚乳酸、10～20重量％的聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯和15～30重量％的聚羟基脂肪酸酯，所述添加剂与聚酯的重量比为1～7：100；和/或，所述第三聚乳酸的熔点为125～175℃，熔融指数为30～85g/10min，相对粘度为2.5～3；和/或，所述聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的熔点为110～135℃，熔融指数为10～20g/10min，相对粘度为2～3；和/或，所述聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯与第三聚乳酸的重量配比为0.5～1：3～3.5；和/或，所述聚羟基脂肪酸酯的熔点为130～155℃，熔融指数为20～60g/10min，相对粘度为2～3；和/或，所述聚羟基脂肪酸酯与第三聚乳酸的重量配比为1：3～3.5；和/或，所述添加剂包括催化剂、引发剂、抗氧剂、增塑剂和驻极体改性剂；和/或，所述催化剂通过第一催化剂和第二催化剂复配得到；所述第一催化剂为含活性羟基金属催化剂；优选地，所述第一催化剂为二茂钛化合物；优选地，所述第二催化剂为钛酸四丁酯和/或辛酸亚锡；和/或，所述第一催化剂和第二催化剂的重量配比为5～7：3～5；优选地，所述第一催化剂和第二催化剂的重量配比为7：3或6：4或5：5；和/或，所述引发剂为有机过氧化物；优选地，所述引发剂选自二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化碳酸酯和二苯甲酰过氧化物中的至少一种，更优选为2,5
‑
二甲基己烷
‑
2,5
‑
二叔丁基过氧化物和/或二(2,4
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：史佳林，朱艳青，
申请(专利权)人：安徽京安润生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：