CN114182383B - 一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，由下述重量份的原料制成：聚丙烯：98.16‑99.64份；IRGATEC CR 76：0.2‑1.5份；主抗氧剂：0.01‑0.08份；辅助抗氧剂：0.08‑0.12份；吸酸剂：0.03‑0.06份；高温润滑剂：0.04‑0.08份。本发明聚丙烯专用料纤维均匀，采用该聚丙烯专用料所生产的非纺织布具有比一般熔喷树脂生产的非纺织布更好的阻隔性能、更高的密度、更高机械稳定性和热稳定性，且制备方法工艺流程和操作简单，成本低廉，适合广泛生产和应用。
Description
技术领域
本发明属于非织造材料技术领域，更具体的说是涉及一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料及其制备方法。
背景技术
由于聚丙烯熔喷工艺的特殊性，适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料必须具备3个条件：(1)非常高的熔指(MFR)，大于400g/10min；(2)较窄的相对分子质量分布(MWD)；(3)很低的灰分，具有高熔指的聚丙烯专用料才能满足熔喷工艺的要求，生产出合格的超细纤维非织造布，并可降低能耗。目前对于熔喷非织造布生产来说，存在以下技术问题：如果相对分子质量分布过宽，低相对分子质量聚丙烯含量较多，聚丙烯应力开裂就越容易，在非织造布生产过程中容易断丝；超高相对分子质量聚丙烯含量较多，会使聚丙烯的粘度增大，甚至出现凝胶颗粒，造成非织造布生产困难；另外，灰分直接影响着聚丙烯使用过程中的换网周期，因此灰分也需要准确控制。
用于熔喷工艺的聚丙烯专用料的熔指一般要大于400g/10min，常规聚丙烯原料无法达到要求，因此必须提高聚丙烯专用料的熔指。目前，获得高熔融指数的丙烯专用料途径主要有氢调法、过氧化物降解法和茂金属催化剂直接聚合法，氢调法虽方法简单但调节聚丙烯专用料熔指范围有限，当聚丙烯专用料的熔指超过30g/10min，采用氢调法生产就很困难，且产品的相对分子质量分布过宽，不适于熔喷非织造布的生产。茂金属催化剂直接聚合法生产的聚丙烯专用料熔指波动范围较大，均在10％左右，但是存在异味。过氧化物降解法制备过程比较复杂，技术难度高。
因此，研发一种制备方法简单、成本低廉，适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种制备方法简单、成本低廉，适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，由下述重量份的原料制成：
聚丙烯：98.16-99.64份；
IRGATEC CR 76：0.2-1.5份；
主抗氧剂：0.01-0.08份；
辅助抗氧剂：0.08-0.12份；
吸酸剂：0.03-0.06份；
高温润滑剂：0.04-0.08份。
本发明的有益效果：本发明聚丙烯专用料纤维均匀，采用该聚丙烯专用料所生产的非纺织布具有比一般熔喷树脂生产的非纺织布更好的阻隔性能、更高的密度、更高机械稳定性和热稳定性。
进一步，上述一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料由下述重量份的原料制成：
聚丙烯：99.47份；
IRGATEC CR 76：0.3份；
主抗氧剂：0.03份；
辅助抗氧剂：0.1份；
吸酸剂：0.05份；
高温润滑剂：0.05份。
采用上述进一步技术方案的有益效果：CR76为固体粉状过氧化物，安全环保，且与粉料聚丙烯的混合分散效果好；助剂配方中的主抗氧剂为高效抗气熏褪色抗氧剂，添加量小，分散好，抗黄变性能非常优异，且熔喷料的熔融指数稳定性非常好，进而喷丝稳定性好；高温润滑剂兼具分散效果、驻极效果和抗菌效果，使喷丝更顺畅，喷出的丝直径均匀性非常好，进一步提高了熔喷布的过滤效率和透气性。
进一步，上述聚丙烯熔指为20g/10min-30g/10min。
采用上述进一步技术方案的有益效果：可以降低CR76的使用量。
IRGATEC CR 76为Ciba精化公司生产的含有带羟基的受阻胺酯类的PP母粒，牌号为IRGATEC CR 76。
进一步，上述主抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸。
采用上述进一步技术方案的有益效果：主抗氧剂安全可靠，残留少，与基体粉料树脂的分散性更好，熔喷料的熔指稳定性更好。
进一步，上述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
采用上述进一步技术方案的有益效果：辅助抗氧剂具有高效的抗氧化性能和抗气熏褪色效果。
进一步，上述吸酸剂为硬脂酸锌。
采用上述进一步技术方案的有益效果：高效吸酸剂，有效降低喷丝板的酸腐蚀，延长换网周期以及不滴胶。
进一步，上述高温润滑剂为高温硅油。
采用上述进一步技术方案的有益效果：使各组分的分散更均匀，有一定的驻极效果和抗菌性，使喷丝更顺滑，滤效更高
本发明还提供一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料称取各原料；
(2)将聚丙烯、IRGATEC CR 76、主抗氧剂、辅助抗氧剂、吸酸剂、高温润滑剂加入到双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒，即得上述适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
本发明的有益效果：本发明适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法具有工艺流程和操作简单，成本低等优点，适合广泛生产和应用。
进一步，上述双螺杆挤出机的温度为250-300℃，螺杆转速为300-600rpm。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
主抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸，即为主抗氧剂3114剂；
辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，即为辅助抗氧剂168。
实施例1
适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取熔指为20g/10min的聚丙烯：98.16kg；IRGATEC CR 76：0.2kg；主抗氧剂3114：0.01kg；辅助抗氧剂168：0.08kg；吸酸剂硬脂酸钙：0.03kg；高温硅油：0.04kg；
(2)将聚丙烯、IRGATEC CR 76、主抗氧剂3114、辅助抗氧剂168、吸酸剂硬脂酸钙、高温硅油加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为250℃，螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出造粒，即得适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
实施例2
适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取熔指为25g/10min的聚丙烯：99.72kg；IRGATEC CR 76：1.5kg；主抗氧剂3114：0.08kg；辅助抗氧剂168：0.12kg；吸酸剂硬脂酸钙：0.06kg；
(2)将聚丙烯、IRGATEC CR 76、主抗氧剂3114、辅助抗氧剂168、吸酸剂硬脂酸钙加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为300℃，螺杆转速为400rpm，经过熔融挤出造粒，即得适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
实施例3
适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取熔指为30g/10min的聚丙烯：99.47kg；IRGATEC CR 76：0.3kg；主抗氧剂3114：0.03kg；辅助抗氧剂168：0.1kg；吸酸剂硬脂酸锌：0.05kg；高温硅油：0.05kg；
(2)将聚丙烯、IRGATEC CR 76、主抗氧剂3114、辅助抗氧剂168、吸酸剂硬脂酸锌、高温硅油加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为280℃，螺杆转速为600rpm，经过熔融挤出造粒，即得适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
对比例
适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取熔指为25g/10min的聚丙烯：98.47kg；二叔丁基过氧化物DTBP：1.3kg；主抗氧剂3114：0.03kg；辅助抗氧剂168：0.1kg；吸酸剂硬脂酸锌：0.05kg；高温硅油：0.05kg；
(2)将聚丙烯、二叔丁基过氧化物DTBP、主抗氧剂3114、辅助抗氧剂168、吸酸剂硬脂酸锌、高温硅油加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度为280℃，螺杆转速为600rpm，经过熔融挤出造粒，即得适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
表1实施例1-3适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的物理性能参数对比表
| 测试项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| MFR | g/10min | 520 | 3100 | 1520 | 1660 |
| 灰分 | ％ | 0.012 | 0.016 | 0.012 | 0.019 |
| 挥发分 | ％ | 0.012 | 0.013 | 0.01 | 0.022 |
| 分子量分布 | 2.9 | 2.5 | 2.6 | 2.7 | |
| 熔点 | ℃ | 164 | 164 | 164 | 165 |
| 热变形温度 | ℃ | 91 | 89 | 90 | 90 |
| 单层细菌过滤效率 | ％ | ＞99 | ＞98 | ＞99.6 | ＞98 |
表2实施例1-3适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的产品效果对比表
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 32L/min单层盐性 | 99.5％ | 99.9％ | 99.9％ | 99.8％ |
| 85L/min双层盐性 | 99.3％ | 99.9％ | 99.9％ | 99.6％ |
| 95L/min双层油性 | 91.8％ | 95.2％ | 95.1％ | 93.9％ |
| 喷布温度范围 | 260～350℃ | 220～280℃ | 220～300℃ | 240～320℃ |
| 黄色指数 | -2.2 | -1 | -2 | 2.1 |
从以上实验数据可得出：当使用CR76为降解剂时，最佳条件为实施例3的工艺条件和添加量；当助剂配方同时使用硬脂酸锌和高温硅油时，其颗粒过滤效率和细菌过滤效率明显优于未同时添加硬脂酸锌和高温硅油以及没有添加硬脂酸锌和高温硅油的配方。
对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，由下述重量份的原料制成：
聚丙烯：98.16-99.64份；
IRGATEC CR 76：0.3份；
主抗氧剂：0.03份；
辅助抗氧剂：0.08-0.12份；
吸酸剂：0.05份；
高温润滑剂：0.05份；
所述主抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸；
所述吸酸剂为硬脂酸锌；
所述高温润滑剂为高温硅油。
2.根据权利要求1所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，由下述重量份的原料制成：
聚丙烯：99.47份；
IRGATEC CR 76：0.3份；
主抗氧剂：0.03份；
辅助抗氧剂：0.1份；
吸酸剂：0.05份；
高温润滑剂：0.05份。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，所述聚丙烯熔指为20g/10min-30g/10min。
4.根据权利要求1或2所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，所述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，所述吸酸剂为硬脂酸锌。
6.根据权利要求1或2所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料，其特征在于，所述高温润滑剂为高温硅油。
7.一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1-6任一项所述适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料称取各原料；
(2)将聚丙烯、IRGATEC CR 76、主抗氧剂、辅助抗氧剂、吸酸剂、高温润滑剂加入到双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒，即得所述适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料。
8.根据权利要求7所述的一种适用于熔喷非织造布的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度为250-300℃，螺杆转速为300-600rpm。
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