一种高熔指聚乳酸母粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于新材料的技术领域，公开了一种高熔指聚乳酸母粒及其制备方法，高熔指聚乳酸母粒包括如下质量配比的原料：75

【技术实现步骤摘要】
一种高熔指聚乳酸母粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料的
，尤其涉及一种高熔指聚乳酸母粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，口罩、防护服、手术衣、手术覆盖布、尿不湿、卫生巾等无纺织布制品，以及快递包装膜、农用地膜等产品主要都是以聚丙烯、聚乙烯母粒等非降解材料通过熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺进行生产。聚丙烯等石油基树脂制品在废弃后不可降解，若焚烧则会产生大量有害气体，给环境保护带来了巨大压力。随着我国“碳达峰”“碳中和”目标愿景的提出，以及国内外“禁塑”政策的推进与细化，高性能的生物可降解材料是过滤防护用品、卫生用品、无纺织品、包装材料和农用地膜材料在解决“白色污染”和减碳的有效举措，有利于研发和产业化应用。
[0003]聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的热塑性脂肪族聚酯，其原料乳酸来自植物，是一种可生物降解、对环境友好的高分子材料，聚乳酸产品在废弃后可经微生物、酸、碱等作用降解为二氧化碳和水。单一聚乳酸材料因其本身存在熔指低、流动性差、韧性差等缺点，在应用方面仍存在诸多局限性，完全不能满足通过熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺生产熔喷布、无纺布、膜料的要求。
[0004]熔指是反映树脂流动性能好坏的重要指标，直接影响材料采用熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺过程的可实现性和产品质量。例如，聚丙烯熔喷料熔指一般在800
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1800g/10min之间，熔喷法生产的无纺布纤维直径在1
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10μm之间。普通聚乳酸(PLA)的熔指一般在3
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30g/10min。目前市场上的高熔指聚乳酸材熔指也就在80g/10min左右，与熔喷级PP存在很大差异，材料流动性完全无法满足熔喷、无纺或淋膜工艺的生产要求，严重影响聚乳酸材料在无纺布、包装膜、农用地膜等行业的应用。
[0005]现有技术中也出现了通过可降解材料制备熔喷无纺布原料的方案，如中国专利(专利公开号：CN113403750B)公开了一种熔喷法生产的全降解无纺布及其在医用口罩中的应用，该方案通过复杂的反应和提纯过程制备己内酯
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乳酸无规共聚物(PCL)，然后再将自制的PCL与聚乳酸(PLA)进行共混改性，该方案生产复杂、成本高，也没体现熔喷材料所需要的高熔指特征要求。同时朱斐超等人撰写的《聚乳酸基生物可降解熔喷非织造材料的研究进展与展望》一文中指出，国产PLA基熔喷材料的熔喷可纺性和熔喷材料的性能还未见系统报道。因此，急需一种能够制备处高熔指特征的材料改性制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术意在提供一种高熔指聚乳酸母粒及其制备方法，以解决现有的制备工艺无法制备处高熔指特征材料的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种高熔指聚乳酸母粒，包括如下质量配比的原料：75
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98.5wt％的聚乳酸、1.1
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15wt％的增韧剂、0.1
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4.0wt％的助流剂、0.1
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3wt％的相容剂、0.1
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2wt％的增强剂和0.1
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1wt％的抗氧化剂。
[0009]技术方案的原理：通过在聚乳酸中加入助流剂、增韧剂、相容剂和增强剂等改性剂，制备高熔指聚乳酸原料，高熔指聚乳酸能有效满足原料在后加工中熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺得高流动性的要求，保证获得超细纤维熔喷布、无纺布或超薄的薄膜产品，提高聚乳酸熔喷布的过滤率，扩大聚乳酸无纺布、聚乳酸薄膜的应用场合。
[0010]进一步的，所述聚乳酸熔指为3
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50g/10min。
[0011]进一步的，所述助流剂为已二酸聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、超支化聚合树脂、烷基硅油中的一种或多种。
[0012]通过上述设置，助流剂的加入降低了聚乳酸的内外摩擦力，有效提高聚乳酸的流动性，从而提高聚乳酸的熔指，根据熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺生产需要不同，通过调节助流剂百分合量，可以将熔指只是3
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50g/10min的普通原料聚乳酸改性，产出熔指达到80
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2500g/10min的高熔指聚乳酸，产品能够满足熔喷布、无纺布和淋膜等产品生产要求。
[0013]进一步的，所述增韧剂为聚对二氧化碳共聚物、聚已二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乙醇酸、聚羟基丁酸酯中的一种或多种。
[0014]通过上述设置，引入了一部分柔性链段，降低聚乳酸的弯曲模量，有效提高材料的韧性，满足熔喷布、无纺布和淋膜等产品的韧性要求。
[0015]进一步的，所述相容剂为石蜡、硬脂酸、柠檬酸盐、棕榈酸甘油酯、油酸酰胺中的一种或多种。
[0016]通过上述设置，有效降低增韧剂、增强剂和聚乳酸之间的外摩擦力，提高增韧剂、增强剂在聚乳酸分子间的分散性，实现材料性能均衡，从而提升材料综合力学性能。
[0017]进一步的，所述增强剂为电气石微粉、石墨烯微粉、聚四氟乙烯微粉、偶联剂、扩链剂中的一种或多种。
[0018]通过上述设置，在聚合物链间形成“架桥”，实现聚乳酸分子、增韧剂、无机粉体等之间的联结作用，实现材料分子链扩展，提升材料的力学性能和工艺性能。
[0019]进一步的，所述电气石微粉、石墨烯微粉或聚四氟乙烯微粉的直径为1
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10μm。进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧化剂1010类抗氧剂中的一种或多种。
[0020]通过上述设置，有效等延缓或抑制聚乳酸、增韧剂等聚合物氧化过程的进行，降低材料“老化”速度，保持材料的优良性能，延长材料的使用寿命等。
[0021]进一步的，所述高熔指聚乳酸母粒的制备方法如下：
[0022]S1、将干燥的聚乳酸树脂、助流剂、增韧剂、相容剂、增强剂、抗氧化剂按配比送入高速共混机中进行混合至均匀，高速共混机转速为500
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1500rpm，搅拌混合时间5
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25min；
[0023]S2、将混合后的生产原料送入到双螺杆挤出机的料斗内，通过双螺杆挤出机中熔融共混反应后挤出；双螺杆挤出机转速控制在150
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500rpm；双螺杆挤出机各段的温度设置为120
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190℃；
[0024]S3、将双螺杆挤后的熔融物料拉条，并进行风冷或水冷，然后送入切粒机进行切片造粒；
[0025]S4、将上述切片后的粒料，送入干燥料仓进行干燥后，得到高熔指聚乳酸母粒。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0026]本方案采用助流剂控制聚乳酸母粒的熔指，可以获得熔指在80
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2500g/10min范围
内的高熔指聚乳酸母粒。产品经大量测试，完全满足熔喷工艺、无纺工艺或淋膜工艺生产要求，生产过程流畅。高熔指聚乳酸母粒用于熔喷法生产的无纺布，纤维直径在0.1
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10μm之间，过滤率超过85
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98％；淋膜工艺生产包装膜、农用地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：包括如下质量配比的原料：75
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98.5wt％的聚乳酸、1.1
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10wt％的增韧剂、0.1
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4.0wt％的助流剂、0.1
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3.0wt％的相容剂、0.1
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3wt％的增强剂和0.1
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1wt％的抗氧化剂。2.根据权利要求1所述的一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：所述聚乳酸熔指为3
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50g/10min。3.根据权利要求2所述的一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：所述助流剂为已二酸聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、超支化聚合树脂、烷基硅油中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：所述增韧剂为聚对二氧化碳共聚物、聚已二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乙醇酸、聚羟基丁酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：所述相容剂为石蜡、硬脂酸、柠檬酸盐、棕榈酸甘油酯、油酸酰胺中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种高熔指聚乳酸母粒，其特征在于：所述增强剂为电气石微粉、石墨烯微粉、聚四氟乙烯微粉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏波，谢颖中，谢邓周，
申请(专利权)人：广东省华标科技有限公司，
类型：发明
国别省市：