一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术制备方法包括以下步骤：(1)将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、含氟驻极粉、阴离子表面活性剂混合并搅拌，搅拌过程中将改性纳米电气石浆体雾化后均匀喷洒加入，搅拌均匀后获得前驱体；(2)将前驱体通过双螺杆挤出机主喂料口中加入双螺杆内，将引发剂通过双螺杆挤出机侧喂料口加入双螺杆内，经过双螺杆挤出机熔融共混挤出。本发明专利技术通过不饱和脂肪酸改性剂对纳米电气石进行改性，不饱和脂肪酸改性剂含有亲水性极性基团和亲油性长链基团，提高了力学性能，制备的熔喷聚丙烯具有低空气阻力、高效过滤性、长期抗菌等优异特点，应用前景广泛。广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]M层熔喷无纺布(简称熔喷布)是医用口罩的中间过滤层，被称为口罩的“心脏”，是由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的树脂膜，其纤维直径范围0.5
‑
10μm。经过电晕处理驻极材料后，静电荷能够长时间吸附在驻极材料上，形成静电吸附作用，能有效吸附或过滤灰尘、细菌或病毒等，防止吸入病菌，保护人们的健康。
[0003]熔喷布是由超高流动性聚丙烯材料(熔融指数大于400g/10min)经过熔喷工艺生产的无纺布，一般用熔融指数为1500
±
100g/10min的超高流动性聚丙烯生产熔喷布较为合适。普通熔喷布通过超高流动性聚丙烯与驻极母粒通过搅拌机共混而制备。该工艺法制成的熔喷布，其空气阻力较大，驻极材料的稳定性较差，抗菌效率不足(仅有90％)，抗菌使用效果短时间内大幅衰减，有效期一般仅1
‑
3个月，通常3个月后抗菌滤效跌至不足50％，不能满足长期防疫的使用需求。为了解决驻极母粒的抗菌短效的缺陷，有人使用电气石纳米颗粒添加到材料中，相对提高了抑菌杀菌效果。但是，由于纳米电气石颗粒的表面具有很高的表面能，吸附活性高，极易发生团聚，形成结构紧致的大颗粒，又严重影响了空气阻力和杀菌效果。如何解决纳米颗粒团聚的问题，是很多领域亟待解决的主要问题。
[0004]CN111235666B公开了一种长效静电保持的熔喷聚丙烯驻极体，具体公开了含有共混的母粒和熔喷聚丙烯，母粒中含有基体材料、驻极填料、改性剂、分散剂、偶联剂、抗氧剂，其中：所述的基体材料为聚丙烯；所述的驻极填料为电气石和/或含氟聚合物；所述的改性剂为成核剂；所述的成核剂为有机成核改性剂和无机成核改性剂，该技术方案利用电气石等无机填料和有机驻极体填料协同作用，增大材料对电荷的吸附保持，然而并没有对纳米电气石颗粒团聚的问题进行改进。
[0005]CN112481726A公开了具有长效过滤功能的熔喷聚丙烯及其制备方法和应用，具体公开了所述的熔喷聚丙烯材料包括如下重量份数的组分：聚丙烯100份；过氧化物引发剂0.2
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0.5份；纳米硅藻土0.1
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1份；纳米电气石粉0.1
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2份；硅烷偶联剂0.1
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2份；润滑剂0.05
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0.3份；抗氧剂0.05
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0.3份；成核剂0.05
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0.2份。该技术方案使用硅烷偶联剂改性纳米电气石粉，减少了电气石粉作为驻极剂的熔喷布因长期暴漏于空气中电负性衰退的问题，但纳米电气石颗粒团聚的问题还存在改进空间。
[0006]综述所述，现有技术仍缺乏一种有效解决纳米电气石团聚的熔喷聚丙烯复合材料制备方法。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种纳米电气石改性的熔喷
聚丙烯复合材料及制备，其目的在于通过不饱和脂肪酸改性剂对纳米电气石进行改性，不饱和脂肪酸改性剂含有亲水性极性基团和亲油性长链基团，在水溶液中降低了粉体与介质水的表面张力，改性剂吸附或包裹在粉体表面，极大地降低了粉体的表面能，降低颗粒之间的粘滞阻力，形成包裹的胶束，防止粉体颗粒团聚成紧致的大颗粒，颗粒的流动性提高，电气石颗粒的分散性得到改善，同时不饱和的长碳链增强了电气石颗粒与聚丙烯的相容性，相对提高了材料的力学性能，由此解决纳米电气石团聚的技术问题。
[0008]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、含氟驻极粉、阴离子表面活性剂混合并搅拌，搅拌过程中将改性纳米电气石浆体雾化后均匀喷洒加入，搅拌均匀后获得前驱体；
[0010](2)将前驱体通过双螺杆挤出机主喂料口中加入双螺杆内，将引发剂通过双螺杆挤出机侧喂料口加入双螺杆内，经过双螺杆挤出机熔融共混挤出后，即可获得所述熔喷聚丙烯复合材料；
[0011]其中，所述改性纳米电气石浆体由纳米电气石粉、改性剂和水混合均匀后乳化而成，所述改性剂中含有不饱和脂肪酸。
[0012]作为优选，所述改性剂为澳达化工AD755。
[0013]作为优选，所述纳米电气石粉的粒径400
‑
600nm。
[0014]作为优选，所述纳米电气石粉、所述不饱和脂肪酸改性剂和所述水的质量之比为(50
‑
60)：(10
‑
20)：100。
[0015]作为优选，步骤(2)中所述双螺杆挤出机的挤出温度为240
‑
280℃，螺杆转速为500
‑
800rpm，真空度为0.04MPa以上。
[0016]作为优选，所述聚丙烯、所述改性纳米电气石浆体、所述含氟驻极粉、所述抗氧剂、所述润滑剂、所述阴离子表面活性剂和所述引发剂的质量之比为(90
‑
98)：(2
‑
8)：(0.1
‑
1)：(0.2
‑
0.6)：(0.02
‑
0.1)：(0.1
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0.2)：(0.3
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0.8)。
[0017]作为优选，所述改性纳米电气石浆体、所述含氟驻极粉和所述阴离子表面活性剂的质量之比为80:5:3。
[0018]作为优选，所述聚丙烯为均聚聚丙烯粉体，熔融指数为15
‑
45g/10min；
[0019]优选的，所述含氟驻极粉为聚氟乙烯类树脂，粒径为400
‑
600nm；
[0020]优选的，所述抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类中的至少一种；
[0021]优选的，所述润滑剂为硬脂酸盐、脂肪酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；
[0022]优选的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、油酰甲基牛黄酸钠中的至少一种；
[0023]优选的，所述引发剂为二叔丁基过氧化物。
[0024]按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法制备而成的熔喷聚丙烯复合材料。
[0025]按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述的熔喷聚丙烯复合材料的应用，将熔喷聚丙烯复合材料通过熔喷非织造工艺制备得到熔喷无纺布材料。
[0026]本专利技术的关键技术在于将特定比例的纳米电气石浆体、纳米含氟驻极粉、阴离子表面活性剂进行有机复合，作为熔喷聚丙烯的改性助剂。其中，所述的纳米电气石粉与粉体
表面改性剂进行化学组装，制得稳定的高分散性的纳米电气石浆体。电气石粉体经过改性，完全达到了塑料行业低吸油量要求，改善塑料母粒的流变性，提高其加工成型率，对材料的增韧效果明显，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米电气石改性的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、含氟驻极粉、阴离子表面活性剂混合并搅拌，并在搅拌过程中将改性纳米电气石浆体雾化后均匀喷洒加入，搅拌均匀后获得前驱体；(2)将前驱体通过双螺杆挤出机主喂料口中加入双螺杆内，并将引发剂通过双螺杆挤出机侧喂料口加入双螺杆内，经过双螺杆挤出机熔融共混挤出后，即可获得所述熔喷聚丙烯复合材料；其中，所述改性纳米电气石浆体由纳米电气石粉、改性剂和水混合均匀后乳化而成，所述改性剂中含有不饱和脂肪酸。2.根据权利要求1所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，所述改性剂为澳达化工AD755。3.根据权利要求2所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米电气石粉的粒径400
‑
600nm。4.根据权利要求2或3所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，所述纳米电气石粉、所述改性剂和所述水的质量之比为(50
‑
60)：(10
‑
20)：100。5.根据权利要求1或2所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述双螺杆挤出机的挤出温度为240
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280℃，螺杆转速为500
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800rpm，真空度为0.04MPa以上。6.根据权利要求1或2所述的熔喷聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，所述聚丙烯、所述改性纳米电气石浆体、所述含氟驻极粉、所述抗氧剂、所述润滑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬玉，汪文，王志鹏，易亦华，
申请(专利权)人：广州仕天材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：