CN111593484A - 一种易降解的sms纺粘无纺布的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织品制备领域，具体关于一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法；本发明包括65%‑73%的可降解聚合材料、14%‑18%的聚丙烯，1%‑6%份的聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)；本发明以一种高强度的可降解聚酯材料为基础制备出一种具有降解性能的SMS纺粘无纺布，本发明解决了现有技术生产的SMS纺粘无纺布无法生物降解的缺点，也通过合成的一种高强度的可降解聚酯材料和其他材料的复合，解决的现有可降解材料强度差的问题，本发明生产的易降解的SMS纺粘无纺布据欧优异的物理强度和过滤屏蔽性能，非常适合应用在在各个SMS纺粘无纺布应用领域，具有较好的应用前景和环保价值。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品制备领域，尤其是一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法。
背景技术
SMS无纺布属于复合无纺布，是纺粘和熔喷的复合产品，具有强力高、过滤性能好、不含粘合剂、无毒等优点。主要用于医疗卫生劳动防护产品如手术服，手术帽，防护服，洗手衣，手袋等。
CN107988715A公开一种SMS型弹性无纺布，所述SMS弹性无纺布包括最外面上下两层的纺粘层，中间层的弹性熔喷层。其中，上下纺粘层克重占比各30％，弹性熔喷层克重占比40％。较传统纺粘-弹力膜-纺粘工艺，该SMS弹性无纺布生产过程简单，SMS产品透气性好的特点。其弹性熔喷层代替弹力膜，纺粘层采用纺粘原料与弹性体原料、爽滑母粒混合，其效果更佳。
CN107447372A提供了一种SMS型无纺布的制造方法，包括：将纺粘原料聚丙烯与纺粘用母粒进行混合、挤压熔融、纺丝和分丝铺网，得到纺粘层纤网；将熔喷原料改性聚丙烯与熔喷用母粒进行混合、挤压熔融、纺丝和铺网，得到熔喷层纤网；以熔喷层纤网为中间层，以纺粘层纤网为上层和下层，将三层纤网热压粘合，得到SMS型无纺布。该发明还提供了由该方法制备的SMS型无纺布，和该SMS型无纺布在制备一次性卫生材料的用途。该发明的SMS型无纺布具有卓越的拒血、拒油、拒酒精的三拒特点。
CN101956326B公开了聚丙烯SMS复合无纺布及其加工方法，包括第一纺粘无纺布层、第二熔喷无纺布层和第三纺粘无纺布层，顺序复合；第一纺粘无纺布层或第三纺粘无纺布层，由包括等规聚丙烯与聚磷酸铵粉末的原料按照比例进行混合，通过纺粘法工艺生产制得；第二熔喷无纺布层，由包括等规聚丙烯切片与季戊四醇的原料按比例进行混合，按照熔喷法生产工艺制得；采用IFR阻燃体系对聚丙烯无纺布进行阻燃整理，将不同的组分以不同的方式添加到聚丙烯SMS复合材料的各个分层，达到良好阻燃、防水效果；并且保持原有聚丙烯材料的拒水性能。
由SMS纺粘无纺布制成的用品大都是一次性用品，用量大，更换速度高，而且以上发明以及现有技术制备的SMS纺粘无纺布都离不开石化原料，气降解性能差，对环境会造成严重的污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法。
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的SMS纺粘无纺布所使用的聚合物物料按照质量份数，包括65%-73%的可降解聚合材料、14%-18%的聚丙烯，1%-6%份的聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)，其加工步骤如下：
步骤一、纺粘纺丝，将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后输送到挤出模头进行纺丝，所述的模头温度为340-420℃，剪切速率为100-200s-1，纺丝速度为400-600m/min，对形成的丝束进行屏蔽，经分丝铺网，得到可降解纺粘无纺布；
步骤二、熔喷纺丝：将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后将切片送进螺杆挤压机中熔融，得到的熔体经180-200℃的喷丝模头喷出后均匀铺成纤网，得到可降解熔喷布；熔喷所使用的高温热空气流速为600-700m/s，温度为180-230℃，所使用的冷却空气为常温空气，流速为0.8-1.2m/s；
步骤三、无纺布复合 ：所述的无纺布复合包括三层结构，中间层为步骤二工艺生产的可降解熔喷布，上下两层为步骤一工艺生产的可降解熔喷布可降解纺粘无纺布；按照顺序铺好三层布后使用0.8-6MPa的压力，80-130℃的压辊进行热轧，完成后即可得到所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布。
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
按照质量份数，将21.6-30.2份的丁二醇，14.1-20.8份的丁二酸，2.4-4.6份的尿素和17.5-25.2份的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温120-150℃，熔融后搅拌10-20min，然后通入高纯氮气保护加入0.01-0.05份的二丁基二月桂酸锡和0.1-1份的亚硫酸钠，升温到150-200℃，反应3-8h后抽真空到0.07-0.09MPa，继续升温到200-220℃，反应3-6h，完成后降温到130-150℃，将3.6-6.8份的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制60-120min加入完毕，升温到150-180℃，反应30-60min后，加入0.7-3.1份的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.2-0.8份的质量份数为5%-10%的氯铂酸的异丙醇溶液， 90-100℃反应1-2h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
丁二醇，丁二酸和富马酸生成了生物可降解的不饱和聚酯，聚丁二醇丁二酸酯/富马酸酯，与间苯二甲酸二异氰酸酯通过交酯法的方式进行。在此时，与交酯聚合进行的同时，在间苯二甲酸二异氰酸酯聚乳酸和不饱和聚酯之间发生了适宜程度的酯交换反应，因此就得到了具有相对的高无序性的共聚物。
该富马酸的使用使共聚物带有不饱和双键，与1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁发生了硅氢加成反应，使不饱和聚酯的双键饱和，将硅基二茂铁配合物结构引入可降解聚酯材料，增加了分子间的作用力，提高了无纺布纵向拉伸强力。
所述的挤出机熔融温度为180-240℃。
所述的聚乳酸重均分子量为160000-200000。
所述的聚丙烯的熔融指数为1500-2000g/10min。
所述的SMS纺粘无纺布的热轧粘合点的密度为9.4×103-42×103个/m2。
本发明的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，本发明以一种高强度的可降解聚酯材料为基础，配合聚丙烯，聚乳酸和聚(甲基丙烯酸羟丙酯)复合制备出一种具有降解性能的SMS纺粘无纺布，本发明解决了现有技术生产的SMS纺粘无纺布无法生物降解的缺点，也通过合成的一种高强度的可降解聚酯材料和其他材料的复合，解决的现有可降解材料强度差的问题，本发明生产的易降解的SMS纺粘无纺布据欧优异的物理强度和过滤屏蔽性能，非常适合应用在在各个SMS纺粘无纺布应用领域，具有较好的应用前景和环保价值。
附图说明
图1为实施例1制备的可降解聚酯材料的傅里叶红外光谱图。
在2929/2832cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰，在1177cm-1附近存在酯的碳氧单键的伸缩吸收峰，说明丁二醇参与了反应；在1730cm-1附近存在酯羰基的伸缩吸收峰，说明富马酸参与了反应；在1730cm-1附近存在酯羰基的伸缩吸收峰，说明丁二酸参与了反应；在1296cm-1附近存在酰胺的的碳氮单键的伸缩吸收峰，在1686cm-1附近存在酰胺的羰基的伸缩吸收峰，在1375cm-1附近存在苯环骨架的伸缩吸收峰，在1605cm-1附近存在酰胺的氮氢的变角吸收峰，说明间苯二甲酸二异氰酸酯参与了反应；在1785cm-1附近存在酰亚胺的羰基的伸缩吸收峰，说明尿素参与了反应；在1641cm-1附近无明显的碳碳双键吸收峰，说明双键均已参与反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
本实验制备的样品的抗静水压指标按照GB/T4744纺织织物抗渗水性测定，机械性能按照 FZ/T60005无纺布断裂强力及断裂伸长的测定。
实施例1
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的SMS纺粘无纺布所使用的聚合物物料，包括65%的可降解聚合材料、14%的聚丙烯，1%kg聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)，其加工步骤如下：
步骤一、纺粘纺丝，将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后输送到挤出模头进行纺丝，所述的模头温度为340℃，剪切速率为100s-1，纺丝速度为400m/min，对形成的丝束进行屏蔽，经分丝铺网，得到可降解纺粘无纺布；
步骤二、熔喷纺丝：将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后将切片送进螺杆挤压机中熔融，得到的熔体经180℃的喷丝模头喷出后均匀铺成纤网，得到可降解熔喷布；熔喷所使用的高温热空气流速为600m/s，温度为180℃，所使用的冷却空气为常温空气，流速为0.8m/s；
步骤三、无纺布复合：所述的无纺布复合包括三层结构，中间层为步骤二工艺生产的可降解熔喷布，上下两层为步骤一工艺生产的可降解熔喷布可降解纺粘无纺布；按照顺序铺好三层布后使用0.8MPa的压力， 130℃的压辊进行热轧，完成后即可得到所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布。
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将21.6kg的丁二醇，14.1kg的丁二酸，2.4kg的尿素和17.5kg的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温120℃，熔融后搅拌10min，然后通入高纯氮气保护加入0.01kg的二丁基二月桂酸锡和0.1kg的亚硫酸钠，升温到150℃，反应3h后抽真空到0.07MPa，继续升温到200℃，反应3h，完成后降温到130℃，将3.6kg的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制60min加入完毕，升温到150℃，反应30min后，加入0.7kg的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.2kg的质量浓数为5%的氯铂酸的异丙醇溶液， 90℃反应1h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
所述的挤出机熔融温度为180℃。
所述的聚乳酸重均分子量为160000。
所述的聚丙烯的熔融指数为1500g/10min。
所述的SMS纺粘无纺布的热轧粘合点的密度为9.4×103个/m2。
本实验制备的样品的抗静水压为51cmH2O，纵向拉伸强力为168.41N/5cm。
实施例2
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的SMS纺粘无纺布所使用的聚合物物料，包括71%的可降解聚合材料、16%的聚丙烯，3%kg聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)，其加工步骤如下：
步骤一、纺粘纺丝，将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后输送到挤出模头进行纺丝，所述的模头温度为380℃，剪切速率为150s-1，纺丝速度为500m/min，对形成的丝束进行屏蔽，经分丝铺网，得到可降解纺粘无纺布；
步骤二、熔喷纺丝：将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后将切片送进螺杆挤压机中熔融，得到的熔体经190℃的喷丝模头喷出后均匀铺成纤网，得到可降解熔喷布；熔喷所使用的高温热空气流速为650m/s，温度为200℃，所使用的冷却空气为常温空气，流速为1.0m/s；
步骤三、无纺布复合 ：所述的无纺布复合包括三层结构，中间层为步骤二工艺生产的可降解熔喷布，上下两层为步骤一工艺生产的可降解熔喷布可降解纺粘无纺布；按照顺序铺好三层布后使用3.1MPa的压力，100℃的压辊进行热轧，完成后即可得到所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布。
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将23.2kg的丁二醇，18.3kg的丁二酸，3.2kg的尿素和19.2kg的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温133℃，熔融后搅拌15min，然后通入高纯氮气保护加入0.02kg的二丁基二月桂酸锡和0.22kg的亚硫酸钠，升温到180℃，反应5h后抽真空到0.08MPa，继续升温到211℃，反应4h，完成后降温到140℃，将5.2kg的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制90min加入完毕，升温到160℃，反应50min后，加入2.1kg的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.3kg的质量浓数为7%的氯铂酸的异丙醇溶液， 92℃反应1.2h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
所述的挤出机熔融温度为220℃。
所述的聚乳酸重均分子量为180000。
所述的聚丙烯的熔融指数为1700g/10min。
所述的SMS纺粘无纺布的热轧粘合点的密度为21×103个/m2。
本实验制备的样品的抗静水压为57cmH2O，纵向拉伸强力为182.61N/5cm。
实施例3
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的SMS纺粘无纺布所使用的聚合物物料，包括73%的可降解聚合材料、18%的聚丙烯， 6%kg聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)，其加工步骤如下：
步骤一、纺粘纺丝，将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后输送到挤出模头进行纺丝，所述的模头温度为420℃，剪切速率为200s-1，纺丝速度为600m/min，对形成的丝束进行屏蔽，经分丝铺网，得到可降解纺粘无纺布；
步骤二、熔喷纺丝：将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后将切片送进螺杆挤压机中熔融，得到的熔体经200℃的喷丝模头喷出后均匀铺成纤网，得到可降解熔喷布；熔喷所使用的高温热空气流速为700m/s，温度为230℃，所使用的冷却空气为常温空气，流速为1.2m/s；
步骤三、无纺布复合 ：所述的无纺布复合包括三层结构，中间层为步骤二工艺生产的可降解熔喷布，上下两层为步骤一工艺生产的可降解熔喷布可降解纺粘无纺布；按照顺序铺好三层布后使用6MPa的压力， 130℃的压辊进行热轧，完成后即可得到所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布。
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将30.2kg的丁二醇，20.8kg的丁二酸，4.6kg的尿素和25.2kg的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温150℃，熔融后搅拌20min，然后通入高纯氮气保护加入0.05kg的二丁基二月桂酸锡和1kg的亚硫酸钠，升温到200℃，反应8h后抽真空到0.09MPa，继续升温到220℃，反应6h，完成后降温到150℃，将6.8kg的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制120min加入完毕，升温到180℃，反应60min后，加入3.1kg的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.8kg的质量浓数为10%的氯铂酸的异丙醇溶液， 100℃反应2h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
所述的挤出机熔融温度为240℃。
所述的聚乳酸重均分子量为200000。
所述的聚丙烯的熔融指数为2000g/10min。
所述的SMS纺粘无纺布的热轧粘合点的密度为42×103个/m2。
本实验制备的样品的抗静水压为61cmH2O，纵向拉伸强力为185.97N/5cm。
对比例1
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将21.6kg的丁二醇，14.1kg的丁二酸，2.4kg的尿素加入到反应釜中混合均匀，控温120℃，熔融后搅拌10min，然后通入高纯氮气保护加入0.01kg的二丁基二月桂酸锡和0.1kg的亚硫酸钠，升温到150℃，反应3h后抽真空到0.07MPa，继续升温到200℃，反应3h，完成后降温到130℃，将3.6kg的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制60min加入完毕，升温到150℃，反应30min后，加入0.7kg的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.2kg的质量浓数为5%的氯铂酸的异丙醇溶液， 90℃反应1h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
其它同实施例1，
本实验制备的样品的抗静水压为47cmH2O，纵向拉伸强力为164.63N/5cm。
对比例2
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将21.6kg的丁二醇，14.1kg的丁二酸，2.4kg的尿素和17.5kg的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温120℃，熔融后搅拌10min，然后通入高纯氮气保护加入0.01kg的二丁基二月桂酸锡和0.1kg的亚硫酸钠，升温到150℃，反应3h后抽真空到0.07MPa，继续升温到200℃，反应3h，完成后降温到130℃，将3.6kg的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制60min加入完毕，升温到150℃，反应30min后， 90℃反应1h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
其它同实施例1，
本实验制备的样品的抗静水压为45cmH2O，纵向拉伸强力为163.82N/5cm。
对比例3
一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
将21.6kg的丁二醇，14.1kg的丁二酸，2.4kg的尿素和17.5kg的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温120℃，熔融后搅拌10min，然后通入高纯氮气保护加入0.01kg的二丁基二月桂酸锡和0.1kg的亚硫酸钠，升温到150℃，反应3h后抽真空到0.07MPa，继续升温到200℃，反应3h，加入0.7kg的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.2kg的质量kg数为5%的氯铂酸的异丙醇溶液， 90℃反应1h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
其它同实施例1，
本实验制备的样品的抗静水压为49cmH2O，纵向拉伸强力为153.54N/5cm。
Claims (6)
1.一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，其技术方案如下：
所述的SMS纺粘无纺布所使用的聚合物物料按照质量份数，包括65%-73%的可降解聚合材料、14%-18%的聚丙烯，1%-6%份的聚乳酸和余量的聚(甲基丙烯酸羟丙酯)，其加工步骤如下：
步骤一、纺粘纺丝，将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后输送到挤出模头进行纺丝，所述的模头温度为340-420℃，剪切速率为100-200s-1，纺丝速度为400-600m/min，对形成的丝束进行屏蔽，经分丝铺网，得到可降解纺粘无纺布；
步骤二、熔喷纺丝：将聚合物物料混合均匀后在挤出机中熔融共混，然后将切片送进螺杆挤压机中熔融，得到的熔体经180-200℃的喷丝模头喷出后均匀铺成纤网，得到可降解熔喷布；熔喷所使用的高温热空气流速为600-700m/s，温度为180-230℃，所使用的冷却空气为常温空气，流速为0.8-1.2m/s；
步骤三、无纺布复合 ：所述的无纺布复合包括三层结构，中间层为步骤二工艺生产的可降解熔喷布，上下两层为步骤一工艺生产的可降解熔喷布可降解纺粘无纺布；按照顺序铺好三层布后使用0.8-6MPa的压力，80-130℃的压辊进行热轧，完成后即可得到所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布。
2.根据权利要求1所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，所述的可降解聚合材料为高强度的可降解聚酯材料，其制备方法如下：
按照质量份数，将21.6-30.2份的丁二醇，14.1-20.8份的丁二酸，2.4-4.6份的尿素和17.5-25.2份的富马酸加入到反应釜中混合均匀，控温120-150℃，熔融后搅拌10-20min，然后通入高纯氮气保护加入0.01-0.05份的二丁基二月桂酸锡和0.1-1份的亚硫酸钠，升温到150-200℃，反应3-8h后抽真空到0.07-0.09MPa，继续升温到200-220℃，反应3-6h，完成后降温到130-150℃，将3.6-6.8份的间苯二甲酸二异氰酸酯缓慢加入到反应釜中，控制60-120min加入完毕，升温到150-180℃，反应30-60min后，加入0.7-3.1份的1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，0.2-0.8份的质量份数为5%-10%的氯铂酸的异丙醇溶液， 90-100℃反应1-2h，过滤，洗涤，烘干，即可得到所述的高强度的可降解聚酯材料。
3.根据权利要求1所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，所述的挤出机熔融温度为180-240℃。
4.根据权利要求1所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，所述的聚乳酸重均分子量为160000-200000。
5.根据权利要求1所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，所述的聚丙烯的熔融指数为1500-2000g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种易降解的SMS纺粘无纺布的制备方法，所述的SMS纺粘无纺布的热轧粘合点的密度为9.4×103-42×103个/m2。
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