CN107513814A - 一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无纺布制作技术领域，具体涉及一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，包括聚丙烯材料准备、材料预处理和制备几个步骤。本发明相比现有技术具有以下优点：材料经科学配比、预处理后经一定的条件制备，液体硫磺的加入能使材料具有较好的可纺性，减少纺丝过程中温度过低引起的断裂，低温纺丝过程使生成丝具有较好的机械性能，高韧性好高断裂伸长率，通过将热变形温度设定的较低，使其保持高伸展性和回弹性，生产流程简单，对环境友好，可降解，适用于对弹性要求较高的领域。

Description

一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法
技术领域
本发明属于无纺布制作技术领域，具体涉及一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性，色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，多采用聚丙烯粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成，防粘法是无纺布的主要工艺之一，以聚酯纤维、聚丙烯纤维为材料，将连续的长、短纤维在放肆过程中布置为网式结构，网布再经化学、热方法等后处理工序加工成无纺布，防粘无纺布安全环保，广泛应用于家具、服装、建筑等行业，聚丙烯树脂溶体生产纺粘无纺布，其熔体流动速率在很大程度上决定方粘无纺布生产工艺和产品性能，随着技术的不断发展，无纺布的种类和用途也逐渐多样化，而目前的无纺布市场上，高弹性的无纺布种类比较少，究其原因，主要是无纺布的产品配方匹配困难，放肆工艺不容易调整与掌握，从而造成弹性产品时纺丝困难，在纺丝过程中有滴浆、断丝等问题存在，导致可能会出现并丝多、手感粗糙、回弹性差等问题，因此，需要针对以上问题对其制备方法进一步研究改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，包括以下内容：
（1）聚丙烯材料准备：按重量份计，包括MFI指数为22-25的聚丙烯树脂25-30份、MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂10-15份、液体硫磺3-7份、星形脂肪族聚酯8-14份、二硫化钨1-2份、二乙醇胺0.1-0.3份；
（2）材料预处理：将MFI指数为22-25的聚丙烯树脂和二硫化钨放入温度为65-70℃的密闭反应罐中，调节罐内压力为1.4-1.8MPa，以转速1200-1500转/分钟搅拌10-12分钟，再增压至2.2-2.5MPa，以转速为800-1000转/分钟搅拌6-8分钟后备用；所述星形脂肪族聚酯用热空气干燥1.5-2小时；
（3）制备：将步骤（2）制得材料与剩余原料混合后熔融由喷丝嘴挤出，纺丝温度为120-145℃，生成丝在温度为2-5℃的氮气中冷却，再经牵伸、铺网、固结、卷绕后得到成品。
作为对上述方案的进一步改进，所述星形脂肪族聚酯的臂数为3-4个，其流变性更强，带有更多的端羟基和特殊的星形结构，有助于与其他材料之间的渗透和相容，具有较好的机械强度，与MFI指数为22-25的聚丙烯树脂共同作用，能避免其稳定性差的问题。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（3）熔融后通过过滤器将熔体中的杂质滤去，有助于纺粘型聚丙烯无纺布弹性的进一步增强。
作为对上述方案的进一步改进，所述铺网时的热压辊温度为80-100℃，所述固结时的轧辊温度为140-180℃，相比先有技术中较低，能够使纺丝结构具有更好的弹性。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中的热空气是无油、无水，且温度为120-140℃的空气，能快速有效的干燥相关材料。
本发明相比现有技术具有以下优点：
MFI指数较高的聚丙烯树脂熔体粘度较低，流动性好，MFI指数较低的聚丙烯树脂熔体具有较高的铺展和浸润能力，熔体的流动性对复合物结构有很大影响，可提高与材料的接触点；星形聚合物具有较小的空间排列尺寸，分子间交互作用较小，具有较低结晶度、扩散系数、熔融粘度，分子表面具有高官能度、较小的流体动力学体积，星形聚合物链长更短，末端自由基团和支化点增多，与极性物质具有较好的相容性，加工性能较好，所述材料经科学配比、预处理后经一定的条件制备，液体硫磺的加入能使材料具有较好的可纺性，减少纺丝过程中温度过低引起的断裂，低温纺丝过程使生成丝具有较好的机械性能，高韧性好高断裂伸长率，通过将热变形温度设定的较低，使其保持高伸展性和回弹性，生产流程简单，对环境友好，可降解，适用于对弹性要求较高的领域。
具体实施方式
实施例1
一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，包括以下内容：
（1）聚丙烯材料准备：按重量份计，包括MFI指数为22-25的聚丙烯树脂28份、MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂12份、液体硫磺5份、星形脂肪族聚酯11份、二硫化钨2份、二乙醇胺0.3份；
（2）材料预处理：将MFI指数为22-25的聚丙烯树脂和二硫化钨放入温度为70℃的密闭反应罐中，调节罐内压力为1.5MPa，以转速1200转/分钟搅拌12分钟，再增压至2.4MPa，以转速为800-1000转/分钟搅拌6分钟后备用；所述星形脂肪族聚酯用热空气干燥2小时；
（3）制备：将步骤（2）制得材料与剩余原料混合后熔融由喷丝嘴挤出，纺丝温度为135℃，生成丝在温度为2-5℃的氮气中冷却，再经牵伸、铺网、固结、卷绕后得到成品。
具体的，所述星形脂肪族聚酯的臂数为3-4个，其流变性更强，带有更多的端羟基和特殊的星形结构，有助于与其他材料之间的渗透和相容，具有较好的机械强度，与MFI指数为22-25的聚丙烯树脂共同作用，能避免其稳定性差的问题。
具体的，所述步骤（3）熔融后通过过滤器将熔体中的杂质滤去，有助于纺粘型聚丙烯无纺布弹性的进一步增强。
具体的，所述铺网时的热压辊温度为80-100℃，所述固结时的轧辊温度为140-180℃，相比先有技术中较低，能够使纺丝结构具有更好的弹性。
具体的，所述步骤（2）中的热空气是无油、无水，且温度为120-140℃的空气，能快速有效的干燥相关材料。
实施例2
一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，包括以下内容：
（1）聚丙烯材料准备：按重量份计，包括MFI指数为22-25的聚丙烯树脂30份、MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂10份、液体硫磺7份、星形脂肪族聚酯8份、二硫化钨2份、二乙醇胺0.1份；
（2）材料预处理：将MFI指数为22-25的聚丙烯树脂和二硫化钨放入温度为65℃的密闭反应罐中，调节罐内压力为1.4MPa，以转速1200转/分钟搅拌12分钟，再增压至2.5MPa，以转速为1000转/分钟搅拌7分钟后备用；所述星形脂肪族聚酯用热空气干燥1.5小时；
（3）制备：将步骤（2）制得材料与剩余原料混合后熔融由喷丝嘴挤出，纺丝温度为120℃，生成丝在温度为2-5℃的氮气中冷却，再经牵伸、铺网、固结、卷绕后得到成品。
实施例3
一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，包括以下内容：
（1）聚丙烯材料准备：按重量份计，包括MFI指数为22-25的聚丙烯树脂25份、MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂15份、液体硫磺3份、星形脂肪族聚酯14份、二硫化钨1份、二乙醇胺0.3份；
（2）材料预处理：将MFI指数为22-25的聚丙烯树脂和二硫化钨放入温度为70℃的密闭反应罐中，调节罐内压力为1.8MPa，以转速1200-1500转/分钟搅拌10分钟，再增压至2.5MPa，以转速为800转/分钟搅拌8分钟后备用；所述星形脂肪族聚酯用热空气干燥1.5小时；
（3）制备：将步骤（2）制得材料与剩余原料混合后熔融由喷丝嘴挤出，纺丝温度为145℃，生成丝在温度为2-5℃的氮气中冷却，再经牵伸、铺网、固结、卷绕后得到成品。
设置实验1，产品克重为60g/㎡，设置对照组1，由瑞安市恒泰塑料有限公司提供的PP聚丙烯纺粘无纺布；设置对照组2，将实施例1中MFI指数为22-25的聚丙烯树脂替换为等量的MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂替换为等量的MFI指数为22-25的聚丙烯树脂，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中聚丙烯树脂替换为等量的MFI指数大于25的聚丙烯树脂，其余内容不变；设置对照组4，实施例1中省去步骤（2）中MFI指数为22-25的聚丙烯树脂预处理的步骤，其余内容不变；设置对照组5，实施例1中省去步骤（2）中星形脂肪族聚酯预处理的步骤，其余内容不变；设置对照组6，将实施例1中步骤（3）中2-5℃的氮气替换为低温空气中冷却，其余内容不变；按照ASTM D5035对各组无纺布进行拉伸测试，得到以下结果：
表1
组别 断裂伸长率（MD）（%） 断裂伸长率（CD）（%） 断裂强力（MD）（N/5cm） 断裂强力（CD）（N/5cm）
实施例1 340 385 16.4 9.8
实施例2 345 390 16.8 9.5
实施例3 345 384 16.5 9.6
对照组1 380 430 14.5 8.5
对照组2 392 426 15.6 8.4
对照组3 386 415 15.4 7.2
对照组4 415 415 15.6 7.8
对照组5 413 420 12.8 6.4
对照组6 409 415 13.6 7.3
根据ASTM D5459对其进行回弹测试，其第三次循环测试结果如下：
表2
组别 峰力值（MD）（N） 永久变形率（%）
实施例1 6.8 1.2
实施例2 6.9 1.4
实施例3 6.8 1.3
对照组1 6 2
对照组2 5.4 2.2
对照组3 5.1 2.8
对照组4 5.3 2.3
对照组5 5.2 2.5
对照组6 5.7 2.7
通过表1和表2中数据可以看出，本发明中制备的纺粘型聚丙烯无纺布具有弹性性能明显提高，纵向强力相对更好，适用范围广。
设置实验2，将实施例1中液态硫磺去掉时，在纺丝过程中断裂率增加了80%以上，在本发明制备条件中液态硫磺的使用能提高生产成功率，经济效益显著。

Claims (5)

1.一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）聚丙烯材料准备：按重量份计，包括MFI指数为22-25的聚丙烯树脂25-30份、MFI指数为1.5-3.6的聚丙烯树脂10-15份、液体硫磺3-7份、星形脂肪族聚酯8-14份、二硫化钨1-2份、二乙醇胺0.1-0.3份；
（2）材料预处理：将MFI指数为22-25的聚丙烯树脂和二硫化钨放入温度为65-70℃的密闭反应罐中，调节罐内压力为1.4-1.8MPa，以转速1200-1500转/分钟搅拌10-12分钟，再增压至2.2-2.5MPa，以转速为800-1000转/分钟搅拌6-8分钟后备用；所述星形脂肪族聚酯用热空气干燥1.5-2小时；
（3）制备：将步骤（2）制得材料与剩余原料混合后熔融由喷丝嘴挤出，纺丝温度为120-145℃，生成丝在温度为2-5℃的氮气中冷却，再经牵伸、铺网、固结、卷绕后得到成品。
2.如权利要求1所述一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，其特征在于，所述星形脂肪族聚酯的臂数为3-4个。
3.如权利要求1所述一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）熔融后通过过滤器将熔体中的杂质滤去。
4.如权利要求1所述一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，其特征在于，所述铺网时的热压辊温度为80-100℃，所述固结时的轧辊温度为140-180℃。
5.如权利要求1所述一种提高纺粘型聚丙烯无纺布弹性的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的热空气是无油、无水，且温度为120-140℃的空气。
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