一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法技术

本申请公开了一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。一方面，本申请公开了一种改性熔喷聚丙烯，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～2％。另一方面，本申请还公开了上述改性熔喷聚丙烯的制备方法。本申请的改性熔喷聚丙烯不但强度和韧性均较佳，稳定性较好，不易老化；制备出的改性熔喷聚丙烯非织无纺布还具有较佳的过滤效率和透气性，并具有一定的抑菌性能。并具有一定的抑菌性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法


[0001]本申请涉及高分子材料
，尤其是涉及一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(简称PP)是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物。聚丙烯是最普遍的热塑性塑料之一，被广泛应用于制备中空纤维膜材料、蓄电池外壳、渗透过滤膜等领域，因为它具有低密度、良好的硬度、易加工成型以及成本低的特点，成为了产量最大以及用途最广泛的合成树脂之一。
[0003]熔喷聚丙烯是一种制备性能优良的熔喷非织聚丙烯材料的原料。熔喷非织造工艺是采用熔喷非织造技术生产，依靠高速热气流对聚合物熔体进行牵伸成型得到超细纤维，由超细纤维粘合成网的过程。与其他非织造工艺相比，熔喷非织造技术的突出优点是其生产出的纤维超细，可以达到微纳米级，比表面积大、空隙小、空隙率大，具有优良的过滤性能、透气性能、吸油性能、吸湿性能、绝热性能和屏蔽性能等应用特性。
[0004]熔喷非织聚丙烯材料的应用颇多，其在空气、液体过滤材料、隔离材料、保暖材料、医疗卫生材料、服装材料、环境保护材料、电池隔膜材料、吸湿材料、擦拭材料等领域被广泛应用。以医疗卫生材料为例，手术室使用的一次性手术衣、口罩、防护服以及病床上的床单、帷幕等都是熔喷非织造材料，其可以阻止因病毒传播引起的交叉感染。上述医疗卫生材料的性能，完全依赖其所使用的熔喷非织聚丙烯材料的性能。
[0005]现有的熔喷聚丙烯一般是通过PP原料和引发剂，通过挤出机制备而成，而并非是直接使用丙烯单体聚合制备。现有的熔喷聚丙烯是利用挤出机的螺杆，实现PP原料和引发剂的充分混合，并通过挤出机内加热装置的加热，实现反应，最后挤出制成的一种热塑性树脂材料。而受限于现有PP原料的质量、引发剂与PP原料混合不均，以及制备的熔喷聚丙烯自身性质等因素，现有的熔喷聚丙烯稳定性和韧性存在缺陷，生产出的熔喷非织无纺布强度普遍较低，透气性存在一定缺陷，易老化，且过滤效率易因老化而降低。

技术实现思路

[0006]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够制备出强度和韧性均较佳，稳定性较好，不易老化，且过滤效率和透气性均较好的熔喷聚丙烯非织无纺布的熔喷聚丙烯材料，本申请提供一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。
[0007]一方面，本申请提供一种改性熔喷聚丙烯，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～4.5％。
[0008]可选的，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份优选配比包括：聚丙烯84～88％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶4～6％，硅烷改性碳酸钙微粉3～4％，玻璃纤维2～3％，抗氧剂0.8～1％，以及金红石粉2～3％。
[0009]可选的，所述壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶采用以下方法制备：首先，用丙酮清洗纳米芳纶纤维，再用蒸馏水清洗清洗纳米芳纶纤维，将清洗后的纳米芳纶纤维干燥；然后，将洗净的纳米芳纶纤维添加至0.3～0.5％质量百分比浓度的氢氧化钾溶液中，超声分散，制得纳米芳纶纤维分散液；而后，将壳聚糖添加至纳米芳纶纤维分散液中，超声分散，而后静置至分散液表面形成凝胶层；最后，将凝胶层滤出，冷冻干燥后，制得壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶。
[0010]可选的，所述硅烷改性碳酸钙微粉，采用S140M硅烷偶联改性碳酸钙微米级微粉。
[0011]可选的，所述抗氧剂采用酚类抗氧剂。
[0012]可选的，所述金红石粉采用纳米金红石粉。
[0013]另一方面，本申请还提供了上述改性熔喷聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1、配置复合引发剂溶液，所述复合引发剂溶液各组分及重量份配比包括：十二烷基硫酸钠2～10％，十二烷基苯磺酸钠2～10％，余量为水；
[0015]S2、对PP原料进行预处理和筛选，而后按照配方量精确称量将经过预处理和筛选的PP原料、硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉，充分混合均匀；
[0016]S3、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.01～0.02：1的投料比，根据PP原料的用量，准确称量步骤S1配置的复合引发剂溶液，并通过喷枪将复合引发剂喷至步骤S2得到的混合料中；
[0017]S4、采用尾段设有投料口的双螺杆挤出机，将步骤S3得到的喷有复合引发剂的混合料由双螺杆挤出机的进料口进料，将配方量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂由双螺杆挤出机的尾段投料口进料，通过双螺杆挤出机，制得改性熔喷聚丙烯粗品；
[0018]S5、对步骤S4制得的改性熔喷聚丙烯粗品进行降温、干燥处理，制得改性熔喷聚丙烯成品。
[0019]可选的，所述步骤S1中，所述复合引发剂采用以下方法制备：首先，将配方量的十二烷基硫酸钠溶解于水中，充分搅拌溶解，制得十二烷基硫酸钠溶液；然后，将配方量的十二烷基苯磺酸钠添加至十二烷基硫酸钠溶液中，充分搅拌溶解，制得混合液；最后，加水定容，制得复合引发剂溶液。
[0020]可选的，所述步骤S2中，所述对对PP原料进行预处理和筛选，包括对PP原料进行均化，以及对均化后的PP原料进行筛分，除去杂质和结块物料的步骤。
[0021]可选的，所述步骤S3中，所述喷枪选用雾化喷枪；所述步骤S4中，所述双螺杆挤出机选用高长径比的双螺杆挤出机。
[0022]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0023]1.本申请的熔喷聚丙烯材料中添加了少量的玻璃纤维，并且采用硅烷改性碳酸钙微粉和金红石粉进行了改性，不但能够有效增强聚丙烯材料的强度和韧性，进而改善用其生产的熔喷非织无纺布的强度和韧性，同时还有效提高了聚丙烯材料的抗紫外性能，有效增强了其稳定性和抗老化性能。
[0024]2.本申请的熔喷聚丙烯材料添加了玻璃纤维，并采用硅烷改性碳酸钙微粉改性后，其熔喷纺丝的单丝韧性得到了有效增强，可以有效避免用其生产熔喷非织无纺布时堵塞喷丝孔；同时，能够促使其在制备熔喷非织无纺布时，形成网状结构较好的纤维网，能够有效增强其透气性，且不会影响其过滤效率。
[0025]3.本申请的熔喷聚丙烯材料添加了壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂，在进一步提高材料稳定性的同时，能够有效增加用其生产的熔喷非织无纺布的孔隙率和比表面积，进一步提升其过滤效率和透气性；同时，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶的添加，还能赋予熔喷聚丙烯材料制备的熔喷非织无纺布一定的抑菌性能。
[0026]4.本申请的制备方法采用了特定的复合液态引发剂，通过喷淋的方式与PP原料混合，再配合双螺杆挤出机的挤压混合作用，能够使引发剂充分与PP原料接触，进而大幅提升制备出的熔喷聚丙烯材料的品质。
[0027]5.本申请的制备方法精确控制了原料的投料量，同时采用在挤出机尾段添加壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂的工艺设计，能够有效避免因引发剂作用而导致的抗氧剂反应失效，以及气凝胶被破坏等问题，进一步有效保证了制备的熔喷聚丙烯材料的质量和稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～4.5％。2.根据权利要求1所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯84～88％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶4～6％，硅烷改性碳酸钙微粉3～4％，玻璃纤维2～3％，抗氧剂0.8～1％，以及金红石粉2～3％。3.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶采用以下方法制备：首先，用丙酮清洗纳米芳纶纤维，再用蒸馏水清洗清洗纳米芳纶纤维，将清洗后的纳米芳纶纤维干燥；然后，将洗净的纳米芳纶纤维添加至0.3～0.5％质量百分比浓度的氢氧化钾溶液中，超声分散，制得纳米芳纶纤维分散液；而后，将壳聚糖添加至纳米芳纶纤维分散液中，超声分散，而后静置至分散液表面形成凝胶层；最后，将凝胶层滤出，冷冻干燥后，制得壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶。4.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述硅烷改性碳酸钙微粉，采用S140M硅烷偶联改性碳酸钙微米级微粉。5.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述抗氧剂采用酚类抗氧剂。6.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述金红石粉采用纳米金红石粉。7.根据权利要求1～6任意一项所述的改性熔喷聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、配置复合引发剂溶液，所述复合引发剂溶液各组分及重量份配比包括：十二烷基硫酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文天，许四华，
申请(专利权)人：立达超微科技安徽青阳有限公司，
类型：发明
国别省市：