一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用。该熔喷聚丙烯材料包括组分A和组分B；A组分包括聚丙烯树脂、自由基引发剂、成核剂、抗氧剂等；B组分包括组分A、发泡驻极母粒等。本发明专利技术通过特定配方及加工过程的调控，可使得熔喷聚丙烯材料牵伸得到的熔喷纤维表面存在大量的微孔以及凹坑，制成熔喷布后，细菌及油性颗粒物被过滤时，残留在熔喷层上，并收集在熔喷纤维表面的孔洞中，相比普通纤维光滑的表面仅靠静电吸附难以负载更多的细菌及油性颗粒物，本发明专利技术的熔喷聚丙烯材料可显著提升比表面积和过滤能力，具有优异的油性过滤效果，及油性过滤效率保持率，在制备适用于恶劣环境中的劳保防护用品方面具有极大的应用前景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]口罩作为人们日常防护和病毒防护的重要防护用品，其起到核心防护作用的熔喷布被称为医用外科口罩和N95口罩的“心脏”，采用熔喷非织造工艺，经高压、高热空气对聚合物进行牵伸成平均直径＜5μm的超细纤维，过滤材料中纤维随机和隔层交叉排列成型，构成多弯曲通道的纤维过滤层，通过对上述纤维施加电场，让纤维带上足够的电荷，则可以吸附进入过滤层的微粒。
[0003]提升熔喷布的过滤效果是有效提升口罩过滤性能的重要途径。目前，已有专利公开了一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法与应用，通过利用微发泡聚丙烯和过氧化物进行共混改性方法，得到一种过氧化物母粒，然后与水驻极粉及其他添加剂共混挤出改性得到一种易于纺丝的熔喷聚丙烯产品，得出的聚丙烯非织布具有低阻力，高滤效的特点，且过滤效率保持长久。其虽然将油性过滤效率提升至95.5％以上，但仍有一定的提升空间。
[0004]因此，开发一种具有更佳的油性过滤效果的熔喷布材料具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的熔喷布的油性过滤效果仍存在一定的提升空间的缺陷或不足，提供一种熔喷聚丙烯材料。本专利技术通过特定配方及加工过程的调控，可使得熔喷聚丙烯材料牵伸得到的熔喷纤维表面存在大量的微孔以及凹坑，制成熔喷布后，细菌及油性颗粒物被过滤时，残留在熔喷层上，并收集在熔喷纤维表面的孔洞中，相比普通纤维光滑的表面仅靠静电吸附难以负载更多的细菌及油性颗粒物，本专利技术的熔喷聚丙烯材料可显著提升比表面积，进而极大提升熔喷布油性颗粒物的过滤能力，具有优异的油性过滤效果，及油性过滤效率保持率，在制备适用于恶劣环境中的劳保防护用品方面具有极大的应用前景。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述熔喷聚丙烯材料的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种熔喷布。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述熔喷聚丙烯材料或熔喷布在制备防护用品中的应用。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种熔喷聚丙烯材料，包括组分A和组分B；其中：
[0011]组分A包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂93～99份，自由基引发剂0.1～1份，成核剂0.1～0.5份，抗氧剂0.01～3份，润滑剂0～3份；
[0012]组分B包括如下重量份数的组分：组分A80～95份，发泡驻极母粒5～20份；
[0013]所述发泡驻极母粒包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂30～95份，发泡剂10～30份，驻极体5～30份，超分散剂0.1～3份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～3份；所述发泡驻极母粒的加工温度为130～160℃；
[0014]所述组分A和组分B的重量比为1:(0.3～0.8)。
[0015]研究发现，熔喷纤维制成熔喷布后，主要依靠静电吸附来负载细菌及油性颗粒物，过滤效果有限，且过滤效果保持率不佳。如可大大提升熔喷布的比表面积，无疑可大大提升熔喷布油性过滤效果及保持率。
[0016]本专利技术的专利技术人尝试向熔喷聚丙烯材料中添加发泡剂来造孔，但直接添加存在两个问题：一是发泡剂在熔喷聚丙烯材料的加工过程中，在高温条件存在部分分解，导致造孔效果有限，无法有效提升油性过滤效果；二是发泡剂在熔喷聚丙烯材料的加工过程中会存在聚集爆裂现象，导致无法加工或局部造孔过多，反而影响加工性能及过滤效果。
[0017]经过反复研究，本专利技术一方面将发泡剂与聚丙烯树脂、驻极体、超分散剂等组分预先在130～160℃这一较低的加工温度下制备成发泡驻极母粒，利用超分散剂实现发泡剂在发泡驻极母粒的分散，同时调控分散温度，较大程度上避免发泡剂的分解；另一方面，将熔喷聚丙烯材料设计成组分A和组分B，利用双组分进行加工，组分A主要提供纤维的结构强度支撑，组分B以共挤出的形式负载在A组分纤维上，通过调整组分A和组分B的比例，避免发泡剂的聚集导致纤维爆裂。
[0018]本专利技术通过特定配方及加工过程的调控，可使得熔喷聚丙烯材料牵伸得到的熔喷纤维表面存在大量的微孔以及凹坑，制成熔喷布后，孔隙率高，细菌及油性颗粒物被过滤时，残留在熔喷层上，并收集在熔喷纤维表面的孔洞中，相比普通纤维光滑的表面仅靠静电吸附难以负载更多的细菌及油性颗粒物，本专利技术的熔喷聚丙烯材料可显著提升比表面积，进而极大提升熔喷布油性颗粒物的过滤能力，在制备适用于恶劣环境中的劳保防护用品方面具有极大的应用前景。
[0019]本领域常规制备熔喷布的聚丙烯树脂，自由基引发剂，成核剂，抗氧剂，润滑剂均可用于本专利技术中。
[0020]优选地，聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或几种。
[0021]优选地，所述聚丙烯树脂按照GB/T 3682.1
‑
2018标准，在230℃/2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1～200g/10min。进一步优选为15～45g/10min。
[0022]优选地，所述自由基引发剂为过氧化二异丙苯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷、3,6,9
‑
三乙基
‑
3,6,9
‑
三甲基
‑
1,4,7
‑
三过氧壬烷或双(过氧化叔丁基)二异丙苯中的一种或几种。
[0023]优选地，所述抗氧剂为四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、1,3,5
‑
三(4
‑
叔丁基
‑3‑
羟基
‑
2,6
‑
二甲基苄基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
(1H,3H,5H)
‑
三酮或季戊四醇四
‑3‑
月桂基硫代丙酸酯中的一种或几种。
[0024]优选地，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、EBS酰胺、PE蜡或硬脂酸盐中的一种或几种。
[0025]优选地，所述发泡剂为碳酸氢盐类发泡剂、偶氮类发泡剂或磺酸酯类发泡剂中的一种或几种。
[0026]更为优选地，所述碳酸氢盐类发泡剂为柠檬酸钠或碳酸氢钠中的一种或两种。
[0027]更为优选地，所述偶氮类发泡剂为偶氮二异丁睛、偶氮二甲酰胺、偶氮二异庚腈、偶氮二羧酸钡或偶氮胺苯中的一种或几种。
[0028]更为优选地，所述磺酸酯类发泡剂为苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼或4,4
’‑
氧化双苯磺酰肼中的一种或几种。
[0029]优选地，所述驻极体为有机驻极体材料或无机驻极体材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔喷聚丙烯材料，其特征在于，包括组分A和组分B；其中：组分A包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂93～99份，自由基引发剂0.1～1份，成核剂0.1～0.5份，抗氧剂0.01～3份，润滑剂0～3份；组分B包括如下重量份数的组分：组分A 80～95份，发泡驻极母粒5～20份；所述发泡驻极母粒包括如下重量份数的组分：聚丙烯树脂30～95份，发泡剂10～30份，驻极体5～30份，超分散剂0.1～3份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～3份；所述发泡驻极母粒的加工温度为130～160℃；所述组分A和组分B的重量比为1:(0.3～0.8)。2.根据权利要求1所述熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或几种；所述聚丙烯树脂按照GB/T 3682.1
‑
2018标准，在230℃/2.16kg测试条件下的熔体流动速率为1～200g/10min。3.根据权利要求1所述熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述自由基引发剂为过氧化二异丙苯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷、3,6,9
‑
三乙基
‑
3,6,9
‑
三甲基
‑
1,4,7
‑
三过氧壬烷或双(过氧化叔丁基)二异丙苯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述成核剂为二苯亚甲基山梨醇类成核剂、芳基磷酸酯盐类成核剂、芳香族羧酸金属盐类成核剂或芳香族有机磷酸酯金属盐成核剂中的一种或几种；抗氧剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1,3,5

【专利技术属性】
技术研发人员：李振华，杨友强，丁超，丁敏，魏金刚，张龙飞，杨方强，
申请(专利权)人：广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：