一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用，制法：将含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布进行水驻极处理制得聚乳酸驻极熔喷非织造布；制得的聚乳酸熔喷非织造布中纳米氮化硅的含量为

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于熔喷非织造布
，涉及一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]目前市面上的空气过滤材料主要是由石油基聚丙烯
(PP)
制成，在自然条件下难以降解
。
因此，亟需开发绿色环保
、
可生物降解的空气过滤材料
。
聚乳酸
(PLA)
由玉米
、
小麦
、
马铃薯等淀粉为原料制成，废弃后可在土壤和海水中的微生物作用下，分解成二氧化碳和水，实现零排放的自然循环，是一种环境友好型新材料
。
[0003]现有熔喷材料普遍采用静电驻极法
(
即电晕驻极技术
)
，静电驻极所使用的电压高达几十千伏，驻极过程中危险系数较高，氧气电离后生成的大量臭氧破坏环境，且静电驻极处理后电荷仅能沉积于熔喷布表面，易受环境温湿度影响而逸散，电荷密度横向均匀性差，严重影响了产品的使用寿命，无法满足市场对空气过滤材料长效稳定的过滤需求
。
[0004]为了解决上述问题，文献
1(Polylactic Acid/Calcium Stearate Hydrocharging Melt
‑
Blown Nonwoven Fabrics for Respirator Applications
，
ACS Applied Polymer Materials
，
2023.4.21)
，提供在聚乳酸熔喷布中加入硬脂酸钙再进行水驻极处理的技术，制得的产品的使用寿命高，但过滤效率仍有待提高
。
[0005]但随着社会时代的发展，人们对过滤效果的要求越来越高
。
[0006]因此，研究一种过滤效率更高的聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用，具有十分重要的意义
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法及其应用
。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，将含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布进行水驻极处理制得聚乳酸驻极熔喷非织造布；
[0010]聚乳酸熔喷非织造布中纳米氮化硅的含量为
0.1
～
1wt
％；纳米氮化硅含量过低，则过滤性能提高不明显，含量过高，则影响熔喷纺丝质量；
[0011]在
32L/min
流速下，所述具有高过滤效率的聚乳酸熔喷非织造布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子的过滤效率为
99.81
％～
99.98
％，比对比样高
12.8
％以上，在
85L/min
流速下，聚乳酸驻极熔喷非织造布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子的过滤效率为
98.64
～
99.05
％，比对比样高
19.73
％以上，对比样是将不含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布进行水驻极处理制得的
。
[0012]作为优选的技术方案：
[0013]如上所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，含纳米氮化硅的聚乳酸熔
喷非织造布是将干燥后的左旋聚乳酸与熔喷驻极母粒经熔喷工艺制备得到的；
[0014]熔喷驻极母粒是将纳米氮化硅和干燥后的左旋聚乳酸按照
1:4
～9的质量比混合均匀后熔融挤出，之后水冷
、
切粒得到的；左旋聚乳酸在
230℃、2.16kg
压力条件下测试的熔融指数大于
30g/10min。
[0015]先制备驻极母粒是为了让纳米氮化硅在熔喷过程中更均匀地与聚乳酸熔喷原料混合，以防止堵孔以及纳米氮化硅在纤维间分布不匀等现象的发生
。
由于纳米氮化硅是纳米颗粒状，熔喷聚乳酸原料为毫米级大小的圆形颗粒，若直接将纳米氮化硅粒子与熔喷聚乳酸原料混合进行熔喷，二者均不具备粘合性，无法紧密结合，尤其在锥形进料斗中，大量纳米氮化硅颗粒会提前下沉积在进料口处，造成熔喷过程中纳米氮化硅颗粒的大量堆积，团聚的纳米颗粒将造成螺杆弯曲
、
过滤网堵塞
、
喷丝板堵孔等问题，严重影响了设备使用寿命，破坏熔喷纤维形貌
。
所以，本专利技术先将纳米氮化硅与聚乳酸原料制成熔喷驻极母粒，这种驻极母粒也为圆形颗粒，大小与聚乳酸熔喷原料相当，二者能够更好地在熔喷前均匀混合，实现纳米氮化硅在熔喷聚乳酸纤维中的均匀分布，得到过滤性能最佳的熔喷非织造布
。
[0016]如上所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，干燥后的左旋聚乳酸的含水率小于
0.005
％
。
[0017]如上所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，熔喷工艺参数如下：
[0018]螺杆挤出机一至五区温度分别为
180℃、190℃、200℃、220℃、230℃
，模头温度为
230
～
240℃
；
[0019]计量泵频率为
16
～
20Hz
；
[0020]热风温度为
245
～
255℃
，热风压力为
0.15
～
0.28MPa
；
[0021]接收距离为
18
～
26cm
，输网帘频率为6～
8Hz。
[0022]如上所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，双螺杆挤出机工艺参数为：一区到四区温度分别为
170℃、175℃、180℃、190℃
，模头温度
190℃
，主机转速
12rpm
，喂料速度
10rpm
，水冷为循环自来水，切粒速度
12rpm。
[0023]如上所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，水驻极处理的过程为：经过净化的电阻率为
18.2M
Ω
·
cm
的纯水在高压水泵作用下从扇形喷嘴喷出，含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布在频率为1～
3Hz
的输网帘带动下穿过上下两侧压力为2～
4MPa
的扇形高压水雾进行驻极，同时输网帘下方负压抽吸系统将熔喷布内水分抽离，温度为
45
～
55℃
的热风烘干系统中两对及出口处中两对
PTFE(
聚四氟乙烯
)
或
FEP(
氟化乙烯丙烯共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，其特征在于：将含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布进行水驻极处理制得聚乳酸驻极熔喷非织造布；聚乳酸熔喷非织造布中纳米氮化硅的含量为
0.1
～
1wt
％；在
32L/min
流速下，所述聚乳酸驻极熔喷非织造布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子的过滤效率为
99.81
％～
99.98
％，比对比样高
12.8
％以上，在
85L/min
流速下，聚乳酸驻极熔喷非织造布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子的过滤效率为
98.64
～
99.05
％，比对比样高
19.73
％以上，对比样是将不含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布进行水驻极处理制得的
。2.
根据权利要求1所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，其特征在于，含纳米氮化硅的聚乳酸熔喷非织造布是将干燥后的左旋聚乳酸与熔喷驻极母粒经熔喷工艺制备得到的；熔喷驻极母粒是将纳米氮化硅和干燥后的左旋聚乳酸按照
1:4
～9的质量比混合均匀后熔融挤出，之后水冷
、
切粒得到的；左旋聚乳酸在
230℃、2.16kg
压力条件下测试的熔融指数大于
30g/10min。3.
根据权利要求2所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，其特征在于，干燥后的左旋聚乳酸的含水率小于
0.005
％
。4.
根据权利要求2所述的一种聚乳酸驻极熔喷非织造布的制备方法，其特征在于，熔喷工艺参数如下：螺杆挤出机一至五区温度分别为
180℃、190℃、200℃、220℃、230℃
，模头温度为
230
～
240℃
；计量泵频率为
16
～
20Hz
；热风温度为
245
～
255℃
，热风压力为
0.15
～
0.28MPa
；接收距离为
18
～
26cm
，输网帘频率为6～
8Hz。5.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王先锋，张迪安，丁彬，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：