CN111636148A - 一种提高pp-pe复合无纺布耐磨亲肤性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无纺布行业发展技术领域，公开了一种提高PP‑PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，本发明采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2‑3.3:2.0‑2.8的比例称取，干燥后取5‑6%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP‑PE复合无纺布；利用制备得到的纳米二氧化硅具有抗静电性好，比表面积大等特质，改性PP干凝胶，再添加至聚丙烯纤维中，使得复合材料易润湿且具有耐磨平滑性好的理想效果，提高PP‑PE复合无纺布综合性能。

Description

一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法
技术领域
本发明属于无纺布行业发展技术领域，具体涉及一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法。
背景技术
无纺布，又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、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。如多采用聚丙烯（pp材质）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。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速率快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。
高性能复合材料是指以高性能树脂与高性能增强材料经过特定工艺复合而成的复合材料。研究发现，将聚丙烯PP与聚乙烯PE复合制备新型复合纤维，进一步混合加工得到无纺布具有优异的应用性能。而由于聚丙烯以及聚乙烯自身的非极性大分子结构，不含亲水基团，亲水性较差，需要对其进行亲水化改性，常见的原丝改性是通过在纺丝液中添加亲水性物质，这种方法能够提高复合无纺布的亲水性，但同时也具有很大的局限性，影响复合无纺布的其他性能，主要在于导致表面摩擦系数加大，皮肤接触舒适度较差。
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PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，制备得到的PP-PE复合无纺布具有耐磨、蓬松、柔软亲肤、强度好的显著优势。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2-3.3:2.0-2.8的比例称取，分别在70-75℃烘箱中干燥6-7小时，干燥后取5-6%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；
具体的，所述改性PP干凝胶的制备方法包括以下工艺步骤：
将聚丙烯置于反应釜中，向反应釜中加入5.4-5.8倍体积的环己醇-乙酸乙酯混合溶剂，以1-2℃/分钟的速度升温至125-130℃，机械搅拌3-4小时，均匀溶解后，将制备得到的纳米二氧化硅分散至N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中，分散固液比为1:18-22，得到分散液加入反应釜中，分散液添加量为聚丙烯质量的1.12-1.16%，持续搅拌30-35分钟，排出气泡后缓慢冷却至20-24℃，得到湿凝胶进行加压升温，加压至8.2-8.6MPa，升温至78-85℃，保温1-2小时，缓慢降压，自然冷却至室温，再转移至115-125℃恒温干燥箱中干燥3-6小时即可。
所述环己醇-乙酸乙酯混合溶剂中环己醇与乙酸乙酯质量比为7.0-7.5:3.0-3.5。
所述N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺与乙二胺质量比为1.0-1.2:0.3-0.4。
所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取0.16-0.20摩尔四乙氧基硅烷与100-120毫升无水乙醇混合，在搅拌下逐滴加入2.3-2.6毫升聚醚硅油，搅拌均匀后加入20-30毫升去离子水，并滴加盐酸溶液调整体系pH值在6.1-6.5之间，将混合物转移至水热反应釜中，设定反应温度为90-96℃，反应时间为2.0-3.0小时，反应结束后取出反应产物，使用去离子水洗涤2-3次，再使用无水乙醇洗涤2-3次，然后置于马弗炉中，升温至300-330℃，煅烧1-2小时，自然冷却至室温，研磨成粉得到粒径大小在15-33纳米之间的纳米二氧化硅粉末。所述盐酸溶液质量浓度为2.0-2.4%。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决聚丙烯纤维与聚乙烯纤维混纺制备无纺布存在的耐磨性下降以及亲肤性不佳问题，本发明提供了一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，利用制备得到的纳米二氧化硅具有抗静电性好，比表面积大等特质，改性PP干凝胶，再添加至聚丙烯纤维中，使得复合材料易润湿且具有耐磨平滑性好的理想效果，提高PP-PE复合无纺布综合性能。本发明采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2-3.3:2.0-2.8的比例称取，干燥后取5-6%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；本发明制备得到的PP-PE复合无纺布充分发挥了复合材料的协同作用，并且有效克服了亲水改性中物理力学性能下降的问题，最终得到的复合材料渗透性好，且舒适耐磨，市场应用效果好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，按以下步骤进行：
采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2:2.0的比例称取，分别在70℃烘箱中干燥6小时，干燥后取5%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；
具体的，所述改性PP干凝胶的制备方法包括以下工艺步骤：
将聚丙烯置于反应釜中，向反应釜中加入5.4倍体积的环己醇-乙酸乙酯混合溶剂，以1℃/分钟的速度升温至125℃，机械搅拌3小时，均匀溶解后，将制备得到的纳米二氧化硅分散至N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中，分散固液比为1:18，得到分散液加入反应釜中，分散液添加量为聚丙烯质量的1.12%，持续搅拌30分钟，排出气泡后缓慢冷却至20℃，得到湿凝胶进行加压升温，加压至8.2MPa，升温至78℃，保温1小时，缓慢降压，自然冷却至室温，再转移至115℃恒温干燥箱中干燥3小时即可。
进一步的，所述环己醇-乙酸乙酯混合溶剂中环己醇与乙酸乙酯质量比为7.0:3.0。
进一步的，所述N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺与乙二胺质量比为1.0:0.3。
优选的，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取0.16摩尔四乙氧基硅烷与100毫升无水乙醇混合，在搅拌下逐滴加入2.3毫升聚醚硅油，搅拌均匀后加入20毫升去离子水，并滴加盐酸溶液调整体系pH值在6.1-6.5之间，将混合物转移至水热反应釜中，设定反应温度为90℃，反应时间为2.0小时，反应结束后取出反应产物，使用去离子水洗涤2次，再使用无水乙醇洗涤2次，然后置于马弗炉中，升温至300℃，煅烧1小时，自然冷却至室温，研磨成粉得到粒径大小在15-33纳米之间的纳米二氧化硅粉末。所述盐酸溶液质量浓度为2.0%。
实施例2
一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，按以下步骤进行：
采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.25:2.4的比例称取，分别在73℃烘箱中干燥6.5小时，干燥后取5.5%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；
具体的，所述改性PP干凝胶的制备方法包括以下工艺步骤：
将聚丙烯置于反应釜中，向反应釜中加入5.6倍体积的环己醇-乙酸乙酯混合溶剂，以1.5℃/分钟的速度升温至128℃，机械搅拌3.5小时，均匀溶解后，将制备得到的纳米二氧化硅分散至N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中，分散固液比为1:20，得到分散液加入反应釜中，分散液添加量为聚丙烯质量的1.14%，持续搅拌33分钟，排出气泡后缓慢冷却至22℃，得到湿凝胶进行加压升温，加压至8.4MPa，升温至81℃，保温1.5小时，缓慢降压，自然冷却至室温，再转移至120℃恒温干燥箱中干燥4.5小时即可。
进一步的，所述环己醇-乙酸乙酯混合溶剂中环己醇与乙酸乙酯质量比为7.2:3.3。
进一步的，所述N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺与乙二胺质量比为1.1:0.35。
优选的，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取0.18摩尔四乙氧基硅烷与110毫升无水乙醇混合，在搅拌下逐滴加入2.4毫升聚醚硅油，搅拌均匀后加入25毫升去离子水，并滴加盐酸溶液调整体系pH值在6.1-6.5之间，将混合物转移至水热反应釜中，设定反应温度为93℃，反应时间为2.5小时，反应结束后取出反应产物，使用去离子水洗涤2次，再使用无水乙醇洗涤2次，然后置于马弗炉中，升温至315℃，煅烧1.5小时，自然冷却至室温，研磨成粉得到粒径大小在15-33纳米之间的纳米二氧化硅粉末。所述盐酸溶液质量浓度为2.2%。
实施例3
一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，按以下步骤进行：
采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.3:2.8的比例称取，分别在75℃烘箱中干燥7小时，干燥后取6%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；
具体的，所述改性PP干凝胶的制备方法包括以下工艺步骤：
将聚丙烯置于反应釜中，向反应釜中加入5.8倍体积的环己醇-乙酸乙酯混合溶剂，以2℃/分钟的速度升温至130℃，机械搅拌4小时，均匀溶解后，将制备得到的纳米二氧化硅分散至N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中，分散固液比为1:22，得到分散液加入反应釜中，分散液添加量为聚丙烯质量的1.16%，持续搅拌35分钟，排出气泡后缓慢冷却至24℃，得到湿凝胶进行加压升温，加压至8.6MPa，升温至85℃，保温2小时，缓慢降压，自然冷却至室温，再转移至125℃恒温干燥箱中干燥6小时即可。
进一步的，所述环己醇-乙酸乙酯混合溶剂中环己醇与乙酸乙酯质量比为7.5:3.5。
进一步的，所述N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺与乙二胺质量比为1.2:0.4。
优选的，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取0.20摩尔四乙氧基硅烷与100-120毫升无水乙醇混合，在搅拌下逐滴加入2.6毫升聚醚硅油，搅拌均匀后加入30毫升去离子水，并滴加盐酸溶液调整体系pH值在6.1-6.5之间，将混合物转移至水热反应釜中，设定反应温度为96℃，反应时间为3.0小时，反应结束后取出反应产物，使用去离子水洗涤3次，再使用无水乙醇洗涤3次，然后置于马弗炉中，升温至330℃，煅烧2小时，自然冷却至室温，研磨成粉得到粒径大小在15-33纳米之间的纳米二氧化硅粉末。所述盐酸溶液质量浓度为2.4%。
对比例
与实施例1的区别在于，省略所述改性PP干凝胶的制备添加，直接采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2:2.0的比例称取，分别在70℃烘箱中干燥6小时，干燥后混合造粒，采用熔喷纺织法得到无纺布。
对比试验
分别使用实施例1-3和对比例的方法加工制作PP-PE复合无纺布，同时以中国发明CN201710754684.8公开的一种亲水耐污染的聚丙烯无纺布及其制备方法作为对照组，各组取5个试样，将试样剪裁为30厘米·30厘米，厚度为3毫米，摩察系数测定按照ASTMD1894标准，力学性能测试方法参照国标GB/T1447-2005；吸附量测试方法参照标准为GB/T 24218-2009、GB/T 6503-2008；将各组中无纺布的性能做一比较，比较结果如下表所示：
项目 抗拉强度（MPa） BSA吸附量（mg·m<sup> 2</sup>） 弯曲强度（MPa） 摩擦系数
实施例1 47 56 53 0.86
实施例2 49 58 55 0.85
实施例3 48 56 54 0.87
对比例 43 53 47 1.44
对照组 45 47 49 1.31
本发明制备得到的PP-PE复合无纺布充分发挥了复合材料的协同作用，并且有效克服了亲水改性中物理力学性能下降的问题，最终得到的复合材料渗透性好，且舒适耐磨，市场应用效果好。

Claims (6)

1.一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，采用PP和PE为原料，聚丙烯与聚乙烯按照质量比为3.2-3.3:2.0-2.8的比例称取，分别在70-75℃烘箱中干燥6-7小时，干燥后取5-6%的聚丙烯进行改性制备得到PP干凝胶，再与剩余聚丙烯、聚乙烯混合造粒，采用熔喷纺织法得到所述PP-PE复合无纺布；所述改性PP干凝胶的制备方法包括以下步骤：
将聚丙烯置于反应釜中，向反应釜中加入5.4-5.8倍体积的环己醇-乙酸乙酯混合溶剂，以1-2℃/分钟的速度升温至125-130℃，机械搅拌3-4小时，均匀溶解后，将制备得到的纳米二氧化硅分散至N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中，分散固液比为1:18-22，得到分散液加入反应釜中，分散液添加量为聚丙烯质量的1.12-1.16%，持续搅拌30-35分钟，排出气泡后缓慢冷却至20-24℃，得到湿凝胶进行加压升温，加压至8.2-8.6MPa，升温至78-85℃，保温1-2小时，缓慢降压，自然冷却至室温，再转移至115-125℃恒温干燥箱中干燥3-6小时即可。
2.如权利要求1所述一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，所述环己醇-乙酸乙酯混合溶剂中环己醇与乙酸乙酯质量比为7.0-7.5:3.0-3.5。
3.如权利要求1所述一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，所述N,N-二甲基乙酰胺-乙二胺混合溶液中N,N-二甲基乙酰胺与乙二胺质量比为1.0-1.2:0.3-0.4。
4.如权利要求1所述一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅的制备方法为：称取0.16-0.20摩尔四乙氧基硅烷与100-120毫升无水乙醇混合，在搅拌下逐滴加入2.3-2.6毫升聚醚硅油，搅拌均匀后加入20-30毫升去离子水，并滴加盐酸溶液调整体系pH值在6.1-6.5之间，将混合物转移至水热反应釜中，设定反应温度为90-96℃，反应时间为2.0-3.0小时，反应结束后取出反应产物，使用去离子水洗涤2-3次，再使用无水乙醇洗涤2-3次，然后置于马弗炉中，升温至300-330℃，煅烧1-2小时，自然冷却至室温，研磨成粉得到纳米二氧化硅粉末。
5.如权利要求1所述一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅粉末粒径大小在15-33纳米之间。
6.如权利要求4所述一种提高PP-PE复合无纺布耐磨亲肤性的方法，其特征在于，所述盐酸溶液质量浓度为2.0-2.4%。
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