CN113244696B - 一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料生产技术领域，具体为一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺；由以下重量份的原料组成：100～120份聚丙烯树脂、12～20份三元乙丙橡胶、2～4份硬脂酸锌、1.5～2.0份聚乙烯蜡、1.5～3.0份2，4‑二‑(正辛基硫亚甲基)‑6‑甲基苯酚、15～25份氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物、0.8～1.6份无水磷酸二氢钠、1.5～2.0份流动改性剂、1.3～1.8份润滑剂、1.2～1.6份爽滑剂、8～15份无机填料、3.5～5.0份添加助剂、2.8～3.6份纳米粉体及2～4份成核剂；本发明所生产的熔喷空气过滤材料不仅透气比较均匀，而且其本身的克重、熔融指数及流动性能等指标也比较理想；有效地保证了所生产的熔喷空气过滤材料的品质与质量。

Description

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及材料生产技术领域，具体为一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺。

背景技术

雾霾天气催生大家对空气质量的关注，极大促进了空气净化器的普及，带来了高性能空气净化材料的强劲需求。新冠病毒极大的提高人民对口罩的需求，而低阻力的材料可以使口罩佩戴时不发闷更舒适。低阻力过滤材料有助于能源节省。聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。

目前，市面上的聚丙烯粒子和添加剂很多，但是其作为制备熔喷空气过滤材料的原料，所生产的熔喷空气过滤材料产品的透气性不均匀，而且其本身的克重、熔融指数及流动性能等指标也不是很理想，有待提高。这严重影响了其品质与质量。

基于此，本发明提供了一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透气均匀的熔喷空气过滤材料及其生产工艺，本发明所生产的熔喷空气过滤材料不仅透气比较均匀，而且其本身的克重、熔融指数及流动性能等指标也比较理想；有效地保证了所生产的熔喷空气过滤材料的品质与质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，由以下重量份的原料组成：100～120份聚丙烯树脂、12～20份三元乙丙橡胶、2～4份硬脂酸锌、1.5～2.0份聚乙烯蜡、1.5～3.0份2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、15～25份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、0.8～1.6份无水磷酸二氢钠、1.5～2.0份流动改性剂、1.3～1.8份润滑剂、1.2～1.6份爽滑剂、8～15份无机填料、3.5～5.0份添加助剂、2.8～3.6份纳米粉体及2～4份成核剂；

所述添加助剂的制备方法为：按重量份计，分别称取60～90份丙烯基弹性体树脂、20～45份茂金属线性低密度聚乙烯树脂、3.5～6.0份顺丁烯二酸酐、0.8～1.8份反应促进剂、0.5～1.0份硬脂酸酰胺、0.8～1.2份硫代二丙酸双硬脂基酯、1.8～2.5份羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.6～1.5份芥酸酰胺；然后将丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐、硬脂酸酰胺及芥酸酰胺投入高速混合设备中，进行预混合5～10min；待预混合完毕后，将剩余原料投至所得的混合组分中，混合搅拌均匀后，将所得混合物料转入双螺杆挤出机中，经熔融、捏合混炼、挤出、拉条、冷却、切粒及干燥处理，即得添加助剂成品。

更进一步地，所述流动改性剂选用硬脂酸钙、长链烷基脂肪酰胺中的任意一种。

更进一步地，所述润滑剂选用石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的任意一种。

更进一步地，所述爽滑剂选用油酸酰胺、低分子量聚丙烯、硬脂酸中的任意一种。

更进一步地，所述无机填料选用硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、高岭土中的任意一种；且其平均颗粒大小为5～10μm。

更进一步地，所述反应促进剂选用过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。

更进一步地，所述纳米粉体由纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈按照质量比1.0：1.5～2.0：0.3～0.6混合而成。

更进一步地，所述成核剂选用超细滑石粉、山梨醇类成核剂、有机磷酸盐类成核剂中的任意一种。

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、按上述重量配比，分别称取上述各原料；并分别将各原料保存，备用；

S2、将聚丙烯树脂、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂、添加助剂及成核剂一同投入高速混合机中混合5～10min；待混合均匀后，将剩余原料分别投入高速混合机中混合10～15min；

S3、将S2中所得的熔融混合物，注入熔喷加工机内的储物箱内进行喷丝处理，然后熔喷加工机内的冷却液带动纤维丝流入均匀布置的导流仓内，纤维丝流出导流仓后，在收卷机上缠绕；

S4、将S3中所得的纤维细丝进行加工后即得到熔喷纤维层，然后将熔喷纤维层进行分割并绕卷处理，即透气均匀的熔喷空气过滤材料成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中以丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐等作为制备添加助剂的原料，其在本发明自制的反应促进剂的作用下，使得丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂及顺丁烯二酸酐三者之间发生化学反应。所生成的添加助剂能有效地改善聚丙烯树脂的熔融指数，更有利于其加工。

2、本发明以聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶及氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为原料，所制备的过滤材料具有很好的力学性能，有效地提高其品质。再者，2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚与纳米粉体之间协同配合能有效提高过滤材料的抗老化性能，从而延长其使用寿命。

3、本发明中以聚乙烯蜡、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂及成核剂作为制备过滤材料的原料，能有效地改善其流动性能，降低了作业温度，从而有效地减小了其加工难度，改善其性能。另外，本发明所提供的过滤材料通过熔喷工艺加工成纤维制品具有很好的透气性及克重指标。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，由以下重量份的原料组成：100份聚丙烯树脂、12份三元乙丙橡胶、2份硬脂酸锌、1.5份聚乙烯蜡、1.5份2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、15份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、0.8份无水磷酸二氢钠、1.5份流动改性剂、1.3份润滑剂、1.2份爽滑剂、8份无机填料、3.5份添加助剂、2.8份纳米粉体及2份成核剂。

流动改性剂选用硬脂酸钙。

润滑剂选用石墨。

爽滑剂选用油酸酰胺。

无机填料选用硫酸钡；且其平均颗粒大小为5μm。

添加助剂的制备方法为：

按重量份计，分别称取60份丙烯基弹性体树脂、20份茂金属线性低密度聚乙烯树脂、3.5份顺丁烯二酸酐、0.8份反应促进剂、0.5份硬脂酸酰胺、0.8份硫代二丙酸双硬脂基酯、1.8份羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.6份芥酸酰胺；然后将丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐、硬脂酸酰胺及芥酸酰胺投入高速混合设备中，进行预混合5min；待预混合完毕后，将剩余原料投至所得的混合组分中，混合搅拌均匀后，将所得混合物料转入双螺杆挤出机中，经熔融、捏合混炼、挤出、拉条、冷却、切粒及干燥处理，即得添加助剂成品。

反应促进剂选用过氧化二异丙苯。

纳米粉体由纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈按照质量比1.0：1.5：0.3混合而成。

成核剂选用超细滑石粉。

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、按上述重量配比，分别称取上述各原料；并分别将各原料保存，备用；

S2、将聚丙烯树脂、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂、添加助剂及成核剂一同投入高速混合机中混合5min；待混合均匀后，将剩余原料分别投入高速混合机中混合10min；

S3、将S2中所得的熔融混合物，注入熔喷加工机内的储物箱内进行喷丝处理，然后熔喷加工机内的冷却液带动纤维丝流入均匀布置的导流仓内，纤维丝流出导流仓后，在收卷机上缠绕；

S4、将S3中所得的纤维细丝进行加工后即得到熔喷纤维层，然后将熔喷纤维层进行分割并绕卷处理，即透气均匀的熔喷空气过滤材料成品。

实施例2

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，由以下重量份的原料组成：110份聚丙烯树脂、16份三元乙丙橡胶、3份硬脂酸锌、1.8份聚乙烯蜡、2.5份2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、20份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、1.2份无水磷酸二氢钠、1.7份流动改性剂、1.5份润滑剂、1.4份爽滑剂、12份无机填料、4.5份添加助剂、3.2份纳米粉体及3份成核剂。

流动改性剂选用长链烷基脂肪酰胺。

润滑剂选用二硫化钼。

爽滑剂选用低分子量聚丙烯。

无机填料选用碳酸钙；且其平均颗粒大小为8μm。

添加助剂的制备方法为：

按重量份计，分别称取70份丙烯基弹性体树脂、35份茂金属线性低密度聚乙烯树脂、5.0份顺丁烯二酸酐、1.5份反应促进剂、0.8份硬脂酸酰胺、1.0份硫代二丙酸双硬脂基酯、2.0份羟基-4-甲氧基二苯甲酮、1.0份芥酸酰胺；然后将丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐、硬脂酸酰胺及芥酸酰胺投入高速混合设备中，进行预混合8min；待预混合完毕后，将剩余原料投至所得的混合组分中，混合搅拌均匀后，将所得混合物料转入双螺杆挤出机中，经熔融、捏合混炼、挤出、拉条、冷却、切粒及干燥处理，即得添加助剂成品。

反应促进剂选用二叔丁基过氧化物。

纳米粉体由纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈按照质量比1.0：1.8：0.4混合而成。

成核剂选用山梨醇类成核剂。

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、按上述重量配比，分别称取上述各原料；并分别将各原料保存，备用；

S2、将聚丙烯树脂、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂、添加助剂及成核剂一同投入高速混合机中混合8min；待混合均匀后，将剩余原料分别投入高速混合机中混合12min；

S3、将S2中所得的熔融混合物，注入熔喷加工机内的储物箱内进行喷丝处理，然后熔喷加工机内的冷却液带动纤维丝流入均匀布置的导流仓内，纤维丝流出导流仓后，在收卷机上缠绕；

S4、将S3中所得的纤维细丝进行加工后即得到熔喷纤维层，然后将熔喷纤维层进行分割并绕卷处理，即透气均匀的熔喷空气过滤材料成品。

实施例3

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，由以下重量份的原料组成：120份聚丙烯树脂、20份三元乙丙橡胶、4份硬脂酸锌、2.0份聚乙烯蜡、3.0份2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、25份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、1.6份无水磷酸二氢钠、2.0份流动改性剂、1.8份润滑剂、1.6份爽滑剂、15份无机填料、5.0份添加助剂、3.6份纳米粉体及4份成核剂。

流动改性剂选用硬脂酸钙。

润滑剂选用聚四氟乙烯。

爽滑剂选用硬脂酸。

无机填料选用硅灰石；且其平均颗粒大小为10μm。

添加助剂的制备方法为：

按重量份计，分别称取90份丙烯基弹性体树脂、45份茂金属线性低密度聚乙烯树脂、6.0份顺丁烯二酸酐、1.8份反应促进剂、1.0份硬脂酸酰胺、1.2份硫代二丙酸双硬脂基酯、2.5份羟基-4-甲氧基二苯甲酮、1.5份芥酸酰胺；然后将丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐、硬脂酸酰胺及芥酸酰胺投入高速混合设备中，进行预混合10min；待预混合完毕后，将剩余原料投至所得的混合组分中，混合搅拌均匀后，将所得混合物料转入双螺杆挤出机中，经熔融、捏合混炼、挤出、拉条、冷却、切粒及干燥处理，即得添加助剂成品。

反应促进剂选用2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷。

纳米粉体由纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈按照质量比1.0：2.0：0.6混合而成。

成核剂选用有机磷酸盐类成核剂。

一种透气均匀的熔喷空气过滤材料的生产工艺，包括以下步骤：

S1、按上述重量配比，分别称取上述各原料；并分别将各原料保存，备用；

S2、将聚丙烯树脂、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂、添加助剂及成核剂一同投入高速混合机中混合10min；待混合均匀后，将剩余原料分别投入高速混合机中混合15min；

S3、将S2中所得的熔融混合物，注入熔喷加工机内的储物箱内进行喷丝处理，然后熔喷加工机内的冷却液带动纤维丝流入均匀布置的导流仓内，纤维丝流出导流仓后，在收卷机上缠绕；

S4、将S3中所得的纤维细丝进行加工后即得到熔喷纤维层，然后将熔喷纤维层进行分割并绕卷处理，即透气均匀的熔喷空气过滤材料成品。

对比例：本实施例所提供的熔喷空气过滤材料及其生产工艺大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含添加助剂；

性能测试

将通过本发明中实施例1～3制备的熔喷空气过滤材料记做实验例1～3；然后对实施例1～3和对比例提供的熔喷空气过滤材料进行性能检测，并将所得的每组测试数据记录于下表：

由表中的相关数据可知，本发明所生产的熔喷空气过滤材料不仅透气比较均匀，而且其本身的克重、熔融指数及流动性能等指标也比较理想；有效地保证了所生产的熔喷空气过滤材料的品质与质量。由此表明本发明所生产的熔喷空气过滤材料产品具有更广阔的市场前景，更适宜推广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，其特征在于：由以下重

量份的原料组成：100～120 份聚丙烯树脂、12～20 份三元乙丙橡胶、

2～4 份硬脂酸锌、1.5～2.0 份聚乙烯蜡、1.5～3.0 份 2，4-二-（正辛基硫亚甲基）-6-甲基苯酚、15～25 份氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、0.8～1.6 份无水磷酸二氢钠、1.5～2.0 份流动改性剂、1.3～1.8 份润滑剂、1.2～1.6 份爽滑剂、8～15 份无机填料、3.5～5.0 份添加助剂、2.8～3.6 份纳米粉体及 2～4 份成核剂；

所述添加助剂的制备方法为：按重量份计，分别称取 60～90 份

丙烯基弹性体树脂、20～45 份茂金属线性低密度聚乙烯树脂、3.5～

6.0 份顺丁烯二酸酐、0.8～1.8 份反应促进剂、0.5～1.0 份硬脂酸酰胺、0.8～1.2份硫代二丙酸双硬脂基酯、1.8～2.5 份羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.6～1.5 份芥酸酰胺；然后将丙烯基弹性体树脂、茂金属线性低密度聚乙烯树脂、顺丁烯二酸酐、硬脂酸酰胺及芥酸酰胺投入高速混合设备中，进行预混合 5～10min；待预混合完毕后，将剩余原料投至所得的混合组分中，混合搅拌均匀后，将所得混合物料转入双螺杆挤出机中，经熔融、捏合混炼、挤出、拉条、冷却、切粒及干燥处理，即得添加助剂成品。

2.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述流动改性剂选用硬脂酸钙、长链烷基脂肪酰胺中的

任意一种。

3.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述润滑剂选用石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯中的任意

一种。

4.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述爽滑剂选用油酸酰胺、低分子量聚丙烯、硬脂酸中

的任意一种。

5.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述无机填料选用硫酸钡、碳酸钙、硅灰石、高岭土中

的任意一种；且其平均颗粒大小为 5～10μm。

6.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述反应促进剂选用过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化

物、2，5-二甲基-2，5 二叔丁基过氧化己烷中的任意一种。

7.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述纳米粉体由纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化

铈按照质量比 1.0：1.5～2.0：0.3～0.6 混合而成。

8.根据权利要求 1 所述的一种透气均匀的熔喷空气过滤材料，

其特征在于：所述成核剂选用超细滑石粉、山梨醇类成核剂、有机磷

酸盐类成核剂中的任意一种。

9.根据权利要求 1～8 中任一项所述的一种透气均匀的熔喷空气

过滤材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按上述重量配比，分别称取上述各原料；并分别将各原料保

存，备用；

S2、将聚丙烯树脂、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、2，4-二-（正辛基硫

亚甲基）-6-甲基苯酚、无水磷酸二氢钠、流动改性剂、润滑剂、爽滑剂、添加助剂及成核剂一同投入高速混合机中混合 5～10min；待混合均匀后，将剩余原料分别投入高速混合机中混合 10～15min；

S3、将 S2 中所得的熔融混合物，注入熔喷加工机内的储物箱内

进行喷丝处理，然后熔喷加工机内的冷却液带动纤维丝流入均匀布置

的导流仓内，纤维丝流出导流仓后，在收卷机上缠绕；

S4、将 S3 中所得的纤维细丝进行加工后即得到熔喷纤维层，然

后将熔喷纤维层进行分割并绕卷处理，即透气均匀的熔喷空气过滤材

料成品。