CN112778637B - 一种可水洗熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可水洗熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用，利用低等规度聚丙烯、熔喷聚丙烯和油性树脂共混，其相容性佳，相同驻极条件后的熔喷布颗粒过滤效率有一定程度提升，而油性树脂与其他组分复配，可以进一步增加材料的疏水性，降低材料在接触水后的润湿程度，因此在熔喷布多次水洗后仍能保持较好的过滤性能，本发明的可水洗熔喷聚丙烯材料还具有高柔软度，具有柔和手感，且在反复折叠后仍能保持较好的形貌，同时不会降低过滤效率，可以多次使用和水洗后重复使用。本发明的制备过程简单易行，对设备要求低，产品的综合性价比较高，可广泛应用于制备具有优良过滤性能的可水洗过滤材料。

Description

一种可水洗熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种可水洗熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用。
背景技术
熔喷布是防护口罩中的关键过滤材料，而熔喷布主要以聚丙烯为原材料，在经过喂料-熔融挤出-纤维形成-纤维冷却-成网-加固成布等工艺过程制备而成，熔喷形成的纤维直径可以达到1～5微米，具有空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好的特点，制得的熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。
如中国专利CN111548566A(公开日2020.8.18)公开一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用，其中利用熔喷聚丙烯、低等规度聚丙烯和硬脂酸盐制得熔喷聚丙烯材料，可用于制备口罩等过滤材料，但是口罩领域对熔喷布的颗粒过滤效率要求较高，而在满足高滤效熔喷布的同时，会出现熔喷布手感偏硬，布面呈现硬而脆的问题，多次折叠或者水洗后过滤效率会下降，无法多次使用，也无法水洗后重复使用。鉴于此，目前市面上急需一种可制备柔软手感，能够多次使用以及水洗后重复使用的熔喷聚丙烯材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有熔喷聚丙烯材料不能同时具有较高的过滤效率和柔软手感，不能多次使用、水洗后重复使用的缺陷和不足，提供一种可水洗熔喷聚丙烯材料，不仅具有较高的过滤效率、柔软手感，能够多次使用以及水洗后重复使用。
本发明的又一目的是提供一种可水洗熔喷聚丙烯材料的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种可水洗熔喷聚丙烯材料的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种可水洗熔喷聚丙烯材料，包括如下按照质量份计算的组分：
熔喷聚丙烯70～90份；
低等规度聚丙烯10～30份；
油性树脂0.5～5份。
本发明利用一定配比的低等规度聚丙烯(LIPP)、熔喷聚丙烯和油性树脂共同制得可水洗熔喷聚丙烯材料，其中，油性树脂与其他组分复配，可以进一步增加材料的疏水性，降低材料在接触水后的润湿程度，因此在熔喷布多次水洗后仍能保持较好的过滤性能，并且不影响柔软度，还能提升材料的断裂强度，油性树脂的嵌段结构能增加熔喷聚丙烯与LIPP进一步的分散与融合，提升材料的均匀性和纤维断裂强度，因此本发明所制得的可水洗熔喷聚丙烯材料体现出高柔韧性，具有柔和手感，且在反复折叠后仍能保持较好的形貌，可以多次使用以及水洗后重复使用，同时具有较高的过滤效率。
优选地，包括如下按照质量份计算的组分：
熔喷聚丙烯80～90份；
低等规度聚丙烯10～20份；
油性树脂1～2份。
优选地，所述油性树脂为聚烯烃弹性体、石油树脂、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)中的一种或几种。
优选地，所述熔喷聚丙烯在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1400～1600g/10min，限定熔指区间，进一步缩小熔喷聚丙烯的分子量分布区间。
优选地，所述熔喷聚丙烯的重均分子量为10000～15000g/mol。
优选地，所述低等规度聚丙烯在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1000～2000g/10min。LIPP具有优异的弹性，LIPP的低结晶性能对熔喷聚丙烯的结晶具有稀释作用，且与熔喷聚丙烯具有良好的相容性，LIPP对熔喷聚丙烯的表观粘度影响不大，另外，本发明的体系中添加了LIPP后，在一定程度上提升了熔体强度，提高了纤维在喷丝处的断裂强度，从而纤维可以被拉得更细，可获得较好的可纺性和更细的聚丙烯纤维，LIPP易进入熔喷聚丙烯的非晶相，使非晶相区域范围增加，非晶区与晶区的界面增多，造成驻极处理过程中的捕集电荷的“界面陷阱”增多，相同驻极条件后的熔喷布颗粒过滤效率有一定程度提升。
优选地，所述低等规度聚丙烯的等规度m值为24％～76％。
优选地，所述低等规度聚丙烯的熔点为80～120℃。
本发明保护上述的可水洗熔喷聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
将熔喷聚丙烯、低等规度聚丙烯、油性树脂混合均匀，然后在160～180℃下熔融挤出、造粒，干燥后制得可水洗熔喷聚丙烯材料。
本发明还保护上述可水洗熔喷聚丙烯材料在制备可水洗过滤材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用一定配比的LIPP、熔喷聚丙烯和油性树脂制得可水洗熔喷聚丙烯材料，在相同驻极条件后的熔喷布颗粒过滤效率有一定程度提升，提高了材料的疏水性，降低材料在接触水后的润湿程度，因此在熔喷布多次水洗后仍能保持较好的过滤性能，不影响柔软度，因此本发明所制得的可水洗熔喷聚丙烯材料体现出高柔软度，具有柔和手感，且在反复折叠后仍能保持较好的形貌，同时过滤效率较高，可以多次使用以及水洗后使用。本发明的制备过程简单易行，对设备要求低，产品的综合性价比较高，可广泛应用于制备具有优良过滤性能的可水洗过滤材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
各实施例和对比例中使用的原料：
熔喷聚丙烯：PP-91500NC001，熔喷聚丙烯的重均分子量为12000，在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1550；金发科技股份有限公司。
低等规度聚丙烯：PP6936G2，在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1800，等规度m值为35％，熔点为112℃，埃克森美孚。
聚烯烃弹性体：POE 8137，市售，陶氏化学。
石油树脂：C9，市售，兰州石化。
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：SEBS G1657，市售，陶氏化学。
实施例1
一种可水洗熔喷聚丙烯材料，包括如下表1所示按照质量份计算的组分。
上述可水洗熔喷聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
将熔喷聚丙烯、低等规度聚丙烯、油性树脂聚烯烃弹性体经过高速混合机混合均匀，然后通过双螺杆挤出机在160℃下熔融挤出，造粒，干燥后即得到可水洗熔喷聚丙烯材料。
实施例2～11和对比例1～4
实施例2～11的可水洗熔喷聚丙烯材料和对比例1～4的熔喷聚丙烯材料具体配比如表1所示，其制备方法与实施例1相同。
表1各实施例与对比例的具体配比(质量份)
Figure BDA0002865726520000041
性能测试
对实施例和对比例制备得到的熔喷聚丙烯材料加入螺杆挤出机中熔融挤出，再经过料路、计量泵，进入熔喷模头，熔体在熔喷模头出口处与高速热空气相遇，并在高速热空气的作用下牵伸细化成纤维，然后纤维无规的沉积到网帘上形成熔喷无纺布，紧接着在线对无纺布进行电晕放电驻极处理，驻极电压30KV，驻极距离6cm，即可制备出熔喷聚丙烯非织造布，并进行性能测试。所取的熔喷布处于同一条件下的测试克重25.3g/m2。
1、测试方法
(1)克重测试标准FZ/T 60003。
(2)柔软度测试标准GB/T 8942-2016。柔软度数值越高，则越柔软，一般柔软度达到20以上则有良好的手感，则能满足一般应用的要求。
(3)颗粒过滤效率(PFE)测试标准YY0469-2011。
(4)可水洗性能评价：70℃高温水浴振动24h，取出自然晾干24h，测试颗粒过滤效率(PFE)以及表面形貌，标准YY0469-2011。
2、测试结果
表2实施例与对比例的具体配比及性能结果
Figure BDA0002865726520000051
根据表2的结果对比，本发明各个实施例制得的熔喷聚丙烯非织造布，可以改善熔喷布的柔软度和过滤效率。LIPP的添加改善了材料的过滤效率，主要是通过一定程度上提升了材料的熔体强度，提高了纤维在喷丝处的断裂强度，从而纤维可以被拉得更细，而油性树脂的添加进一步提升材料的断裂强度，其嵌段结构能增加熔喷PP与LIPP进一步的分散与融合，提升材料的均匀性和纤维断裂强度，因此在70℃水浴下振动处理24h后，仍然可以保证材料完整不破损并能保持良好的过滤效率，可以多次使用以及水洗后使用，以上结果表明，本发明制得的材料不仅能达到90％以上甚至更高的过滤效率，部分实施例可以达到99％的过滤效率，同时可以水洗后重复使用。而对比例1为单独的熔喷聚丙烯，所制得的熔喷聚丙烯材料柔软度低、过滤性能较差(市场大部分标准要求PFE≥90％)，而对比例2在熔喷聚丙烯的基础上仅单独添加LIPP，可以一定程度提升熔喷布的过滤效率，但提高幅度不大，且对柔软度几乎没有改善，对比例3单独使用LIPP制备非织造布，柔软度和过滤效率均不理想。对比例4使用硬脂酸钙代替油性树脂，其柔软度几乎没有改善，并且在模拟水洗后会出现破损。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可水洗熔喷聚丙烯材料，其特征在于，包括如下按照质量份计算的组分：
熔喷聚丙烯70～90份；
低等规度聚丙烯10～30份；
油性树脂0.5～5份；
所述熔喷聚丙烯在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1400～1600g/10min；所述油性树脂为聚烯烃弹性体、石油树脂、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种；所述低等规度聚丙烯在230℃，2.16kg测试条件下的熔融指数为1800g/10min。
2.根据权利要求1所述可水洗熔喷聚丙烯材料，其特征在于，包括如下按照质量份计算的组分：
熔喷聚丙烯80～90份；
低等规度聚丙烯10～20份；
油性树脂1～2份。
3.根据权利要求1所述可水洗熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述熔喷聚丙烯的重均分子量为10000～15000g/mol。
4.根据权利要求1所述可水洗熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述低等规度聚丙烯的等规度m值为24％～76％。
5.根据权利要求1所述可水洗熔喷聚丙烯材料，其特征在于，所述低等规度聚丙烯的熔点为80～120℃。
6.权利要求1～5任一项所述可水洗熔喷聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将熔喷聚丙烯、低等规度聚丙烯、油性树脂混合均匀，然后在160～180℃下熔融挤出、造粒，干燥后制得可水洗熔喷聚丙烯材料。
7.权利要求1～5任一项所述可水洗熔喷聚丙烯材料在制备可水洗过滤材料中的应用。
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