一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，对由聚乳酸水柱极母粒制成的聚乳酸熔喷布进行水柱极处理制得高效水驻极聚乳酸熔喷布；聚乳酸水柱极母粒是将聚乳酸

【技术实现步骤摘要】
一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法


[0001]本专利技术属于熔喷布
，涉及一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法
。

技术介绍

[0002]空气中的细菌与病毒会对人们的健康产生严重的影响
。
此外，随着工业化的不断发展，大气环境中的颗粒污染物日渐增多，细颗粒物会对人体呼吸道等严重危害
。
因此，口罩
、
空气净化器等可以有效阻挡病毒传播与颗粒物吸入的空气过滤产品需求量持续增长
。
[0003]熔喷布具有纤维超细
、
孔径小及孔隙率高等优势，是目前大部分空气过滤产品的核心材料
。
然而，大多数熔喷布都是由聚丙烯制成的
。
聚丙烯是由石油等化石能源制备而成的，不可再生，会对化石能源造成严重的浪费；其降解周期很长，且降解过程中会释放出毒素，废弃的聚丙烯熔喷布产生的微塑料会严重破坏生态环境
。
目前，人们的环境保护意识日益增强，且国际和国内都针对环境保护发布了一系列政策，开发绿色
、
生态
、
环保的空气过滤产品已经是大势所趋
。
[0004]聚乳酸是一种可降解的生态环保型材料，以可再生的玉米
、
小麦等淀粉为原料制成，且聚乳酸的废弃物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，无毒无害，对环境十分友好
。
因此，亟需开发聚乳酸熔喷布空气过滤材料，以满足当前空气过滤产品的绿色化
、
>环保化的发展趋势
。
然而，熔喷布需要通过驻极处理使其带上电荷才可以用于空气过滤，目前的驻极工艺多采用电晕驻极，此种工艺使用高压电，会产生大量臭氧影响环境
。
而且电晕驻极产品的电荷多储存在产品表面，储存受环境温湿度影响大，随着时间延长产品表面的电荷衰减明显，过滤效率大大降低
。
水驻极是利用高压水流与熔喷布进产生摩擦，使熔喷布表面和内部带上静电荷的一种驻极技术，过程安全环保
。
且水驻极熔喷布可以兼顾高过滤效率和低过滤阻力，性能优于电驻极熔喷布
。
[0005]文献
1(Biodegradable hydro
‑
charging polylactic acid melt
‑
blown nonwovens with efficient PM0.3 removal[J].Chemical Engineering Journal,2023,458(2):141412.)
通过调节水压等工艺参数，制备了一种水驻极聚乳酸熔喷布，在
32L/min
流速下，对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
94.63
％，众所周知，
TSD
曲线中的放电峰电流高表明材料中存储电荷数量就越多，而放电峰峰温的高低则表明材料的电荷存储稳定性优劣，放电峰所对应的温度越高，材料的电荷存储稳定性越好，文献1中的
TSD
曲线中的放电峰的峰值电流小于
1.5pA
，放电峰少，表明其电荷存储量少，同时，其放电峰所对应的最高温度小于
100
度，电荷存储稳定性差
。
[0006]文献
2(Polylactic Acid/Calcium Stearate Hydrocharging Melt
‑
Blown Nonwoven Fabrics for Respirator Applications[J].ACS Applied Polymer Materials,2023,5(6):4372
–
4379.)
通过在聚乳酸中添加了硬脂酸钙，制备了一种水驻极聚乳酸熔喷布，在
85L/min
流速下，对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
96.78
％，文献2中的
TSD
曲线中的放电峰的峰值电流小于
1.5pA
，放电峰少，表明其电荷存储量少；同时，其放电峰所对应的最高温度小于
100
度，电荷存储稳定性差
。
[0007]此外，随着工业化的不断发展，大气环境中的颗粒污染物浓度日益上升，空气中的细菌与病毒传播的越来越容易，人们亟需高过滤效率的口罩或空气净化器以保护身体健康，所以人们对于材料的过滤效率要求越来越高
。
[0008]因此，研究一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，以提高熔喷布的过滤效率，增加电荷存储稳定性，具有极其重要的要求
。

技术实现思路

[0009]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法；
[0010]为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：
[0011]一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，对由聚乳酸水柱极母粒制成的聚乳酸熔喷布进行水柱极处理制得高效水驻极聚乳酸熔喷布；
[0012]聚乳酸水柱极母粒是将聚乳酸
、
纳米无机驻极体粒子和乙撑双硬脂酰胺混合均匀后熔融挤出得到的
。
[0013]作为优选的技术方案：
[0014]如上所述的一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，在
32L/min
流速下，高效水驻极聚乳酸熔喷布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
99.70
％～
99.97
％；在
85L/min
流速下，高效水驻极聚乳酸熔喷布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
98
％～
98.50
％；
[0015]高效低阻水驻极聚乳酸熔喷布的
TSD
图谱中，放电峰峰值电流大于
1.5pA
，放电峰所对应的最高温度大于
120℃。
[0016]如上所述的一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，具体步骤如下：
[0017](1)
聚乳酸水驻极母粒制备：将充分干燥后的聚乳酸母粒与纳米无机驻极体粒子
、
乙撑双硬脂酰胺混合均匀，投入到双螺杆挤出机中，在螺杆区域熔融挤出形成样条，之后依次进行水冷
、
切粒，得到聚乳酸水驻极母粒；
[0018](2)
聚乳酸熔喷布制备：将聚乳酸水驻极母粒充分干燥后，投入熔喷设备，制备得到平均纤维直径为
1.5
～3μ
m
的聚乳酸熔喷布；
[0019](3)
聚乳酸熔喷布水驻极处理：将电阻率大于
15M
Ω
·
cm
的纯水经高压水泵输送到扇形喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，其特征在于：对由聚乳酸水柱极母粒制成的聚乳酸熔喷布进行水柱极处理制得高效水驻极聚乳酸熔喷布；聚乳酸水柱极母粒是将聚乳酸
、
纳米无机驻极体粒子和乙撑双硬脂酰胺混合均匀后熔融挤出得到的
。2.
根据权利要求1所述的一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，其特征在于，在
32L/min
流速下，高效水驻极聚乳酸熔喷布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
99.70
％～
99.97
％；在
85L/min
流速下，高效水驻极聚乳酸熔喷布对平均直径
0.3
μ
m
的氯化钠粒子过滤效率为
98
％～
98.50
％；高效低阻水驻极聚乳酸熔喷布的
TSD
图谱中，放电峰峰值电流大于
1.5pA
，放电峰所对应的最高温度大于
120℃。3.
根据权利要求1所述的一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)
聚乳酸水驻极母粒制备：将充分干燥后的聚乳酸母粒与纳米无机驻极体粒子
、
乙撑双硬脂酰胺混合均匀，投入到双螺杆挤出机中，在螺杆区域熔融挤出形成样条，之后依次进行水冷
、
切粒，得到聚乳酸水驻极母粒；
(2)
聚乳酸熔喷布制备：将聚乳酸水驻极母粒充分干燥后，投入熔喷设备，制备得到平均纤维直径为
1.5
～3μ
m
的聚乳酸熔喷布；
(3)
聚乳酸熔喷布水驻极处理：将电阻率大于
15M
Ω
·
cm
的纯水经高压水泵输送到扇形喷嘴，将聚乳酸熔喷布置于扇形喷嘴的下方的输网帘上，设置水压为1～
4MPa、
走布速度为1～
4m/min
，使水流穿刺聚乳酸熔喷布，与聚乳酸熔喷布进行充分摩擦，然后烘干得到高效水驻极聚乳酸熔喷布
。4.
根据权利要求3所述的一种高效水驻极聚乳酸熔喷布的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中...

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