CN114634637B - 聚丙烯无纺布用夜光母料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯无纺布用夜光母料及其制备方法和应用，该夜光母料由下述重量百分比的组分制成：10～30%聚丙烯，40～60%夜光粉，2～5%马来酸酐接枝聚丙烯，10～30%丙烯基茂金属弹性体，芥酸酰胺3～10%。该夜光母料的制备方法具有以下步骤：①按照重量百分比将各组分加入到混合设备中，混合均匀后出料；②将物料加入到同向双螺杆挤出机中，经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥，得到聚丙烯无纺布夜光母料。本发明的夜光母料通过采用粉状聚丙烯、优化夜光粉的粒径以及采用特殊的混合设备减少夜光粉与金属表面的摩擦，从而保证较好的夜光效果，而丙烯基茂金属弹性体和芥酸酰胺的加入能够显著改善聚丙烯无纺布的柔韧性。
Description
技术领域
本发明属于聚丙烯无纺布技术领域，具体涉及一种聚丙烯无纺布用夜光母料及其制备方法和应用。
背景技术
蓄光型夜光材料在许多领域已获得了较好的应用，然而在聚丙烯无纺布领域应用效果不甚理想，主要原因包括以下几方面：
（1）聚丙烯无纺布成型纤维较粗，而夜光粉表面硬度较大，从而使得聚丙烯夜光无纺布柔韧性较差，手感较硬。
（2）聚丙烯无纺布中的夜光粉用量通常在10%以上，而且夜光粉的粒径较粗，直接采用夜光粉与聚丙烯制备无纺布则会出现堵网、断丝、滴浆等现象，加工性较差。
中国专利文献CN109295612A正是直接采用夜光粉与聚丙烯制备聚丙烯夜光无纺布。
（3）先将夜光粉制成夜光母料，再与聚丙烯制备无纺布可以有效避免堵网、断丝、滴浆等现象。但是，在制备夜光母料的过程中，夜光粉在螺杆挤出机中会与金属（挤出机内壁以及螺杆表面）发生摩擦，由于夜光粉表面硬度较大，如果夜光粉的添加量较高，螺杆高速挤出则会导致大量金属磨损，金属磨损会使得部分金属剥落而导致夜光母料的颜色显著发暗，从而对母料的夜光效果产生较大影响。如果夜光粉的添加量较小，则会导致夜光母料的浓度较低，同样影响夜光效果。
中国专利文献CN109486020A通过对夜光粉进行表面改性处理结合添加超分散剂，从而减轻夜光粉与机器的摩擦，能够制得30～70%的高浓度夜光母料，获得较高的余辉亮度。
但是，一方面，对夜光粉进行表面改性虽然能够增加其与聚合物的相容性，但是在高速混合机中进行30～60分钟的高速搅拌，仍然会对夜光粉的色泽造成很大的影响，从而影响母料的夜光效果。另一方面，该夜光母粒并不适合应用到聚丙烯无纺布上，因为不能解决夜光粉的加入导致聚乙烯无纺布柔韧性较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不仅夜光效果较好、而且不会影响聚乙烯无纺布柔韧性的聚丙烯无纺布用夜光母料及其制备方法和应用。
实现本发明目的的技术方案是：一种聚丙烯无纺布用夜光母料，由下述重量百分比的组分制成：10～30%聚丙烯，40～60%夜光粉，2～5%马来酸酐接枝聚丙烯，10～30%丙烯基茂金属弹性体，芥酸酰胺3～10%。
所述聚丙烯采用的是平均粒径为100～200目的粉状聚丙烯树脂，所述夜光粉的粉体粒径为800～1000目。
申请人经过大量实验发现：采用粉状聚丙烯作为载体树脂，同时采用粒径小于粉状聚丙烯的夜光粉，能够有效减少夜光粉与金属的摩擦，从而能够获得高浓度的夜光母料，保证较好的夜光效果。
所述夜光粉为本领域常规采用的蓄光型夜光材料。
所述丙烯基茂金属弹性体为埃克森美孚化工生产的威达美™丙烯基弹性体，申请人经过大量实验发现：其能够显著改善聚丙烯夜光无纺布的柔韧性，尤其是与芥酸酰胺同时使用时，效果更佳。
上述聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法，具有以下步骤：
①按照重量百分比将各组分加入到混合设备中，混合均匀后出料；
②将步骤①得到的物料加入到同向双螺杆挤出机中，经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥，得到聚丙烯无纺布夜光母料。
上述步骤①中，所用混合设备为配有非金属（塑料或者陶瓷）内衬的混合设备，优选带螺带式桨叶的配有非金属（塑料或者陶瓷）内衬的混合设备。该混合设备相对于常规的高速混合机，可以进一步减少夜光粉与金属的摩擦，从而进一步改善夜光效果。
上述步骤②中，所述的双螺杆挤出机各区温度如下：一区110℃、二区130℃、三区150℃、四区160℃、五区160℃、六区150℃、七区150℃、八区140℃、九区140℃，主机为40～45Hz，喂料18～22Hz。
上述步骤②中，所述的双螺杆挤出机配有自然排气和真空排气装置。
上述聚丙烯无纺布用夜光母料在制备聚丙烯夜光无纺布上的应用。
所述应用是将15～25%聚丙烯无纺布用夜光母料与75～85%的无纺布专用聚丙烯树脂经混合、挤出、喷丝、热轧，得到聚丙烯夜光无纺布。
所用挤出采用的螺杆挤出机的螺杆与机筒表面衬有双金属高耐磨的金属材料。
所述聚丙烯夜光无纺布的克重为100g～150g/m2。
本发明具有的积极效果：
（1）本发明的夜光母料一方面通过采用粉状结构的聚丙烯作为载体树脂来显著减少夜光粉与金属表面的直接接触和摩擦，另一方面在制备中采用特殊的混合设备进一步减少夜光粉与金属表面的摩擦，这样可以获得色泽较好的高浓度夜光母料，从而保证聚丙烯无纺布的夜光效果较高。
（2）本发明的夜光母料中的丙烯基茂金属弹性体和芥酸酰胺能够显著改善聚丙烯无纺布的柔韧性，从而使得本发明的夜光母料能够很好的应用到聚丙烯无纺布制品中。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的聚丙烯无纺布用夜光母料由下述重量百分比的组分制成：20%平均粒径为100～200目的粉状聚丙烯树脂，50%粉体粒径为850～950目的夜光粉BL-2A，3%马来酸酐接枝聚丙烯，20%埃克森美孚化工生产的威达美™丙烯基弹性体6102以及7%芥酸酰胺。
本实施例的聚丙烯无纺布用夜光母粒的制备方法如下：
①按照重量百分比将各组分加入到带螺带式桨叶以及配有陶瓷内衬的混合锅中，混合3min后出料。
②将步骤①得到的物料加入到同向双螺杆挤出机中，经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥，得到聚丙烯无纺布夜光母料。
其中，双螺杆挤出机配有自然排气和真空排气装置，双螺杆挤出机各区温度分别为：一区110℃、二区130℃、三区150℃、四区160℃、五区160℃、六区150℃、七区150℃、八区140℃、九区140℃，主机为40～45Hz，喂料18～22Hz。
（实施例2～实施例3）
各实施例的聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于各组分的重量百分比，具体见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 粉状聚丙烯树脂 | 20% | 15% | 25% |
| 夜光粉BL-2A | 50% | 45% | 55% |
| 马来酸酐接枝聚丙烯 | 3% | 5% | 2% |
| 丙烯基弹性体6102 | 20% | 25% | 15% |
| 芥酸酰胺 | 7% | 10% | 3% |
（对比例1）
本对比例的夜光母料由下述重量百分比的组分制成：40%平均粒径为100～200目的粉状聚丙烯树脂，50%粉体粒径为850～950目的夜光粉BL-2A，3%马来酸酐接枝聚丙烯以及7%硬脂酸钙。
本对比例的夜光母料的制备方法同实施例1。
（对比例2）
本对比例的夜光母料由下述重量百分比的组分制成：20%颗粒状聚丙烯树脂，50%粉体粒径为100～200目的夜光粉BL-2A，3%马来酸酐接枝聚丙烯，20%埃克森美孚化工生产的威达美™丙烯基弹性体6102以及7%芥酸酰胺。
本对比例的夜光母料的制备方法同实施例1。
（测试例1）
测试各实施例及各对比例的夜光母料的余辉亮度，结果见表2。
表2
| 余辉亮度（mcd/m2） | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 1min | 3248.57 | 3050.88 | 3472.38 | 3147.32 | 2357.39 |
| 5min | 1023.65 | 968.33 | 1087.52 | 1000.19 | 739.28 |
| 10min | 518.44 | 487.69 | 553.69 | 505.23 | 358.47 |
| 30min | 150.86 | 138.27 | 165.91 | 144.37 | 90.62 |
| 60min | 77.55 | 70.39 | 85.44 | 73.65 | 49.55 |
由表2可以看出：采用颗粒状聚丙烯树脂以及粒径较粗的夜光粉（对比例2）夜光效果明显不及采用粉状聚丙烯树脂以及粒径较细的夜光粉（实施例1～实施例3以及对比例1）。
（应用例1）
本应用例为采用实施例1制得的聚丙烯无纺布用夜光母粒制备夜光聚丙烯无纺布，具体方法如下：
将20%聚丙烯无纺布用夜光母料与80%的无纺布专用聚丙烯树脂经混合、挤出、喷丝、热轧，得到聚丙烯夜光无纺布。
其中，挤出采用的螺杆挤出机的螺杆与机筒表面衬有双金属高耐磨的金属材料。
本实施例制得的聚丙烯夜光无纺布的克重为120g/m2。
（应用例2～应用例3）
分别采用实施例2和实施例3制得的聚丙烯无纺布用夜光母粒，参照应用例1的方法制备聚丙烯夜光无纺布，克重均为120g/m2。
（对比应用例1～对比应用例2）
分别采用对比例1和对比例2制得的夜光母粒，参照应用例1的方法制备聚丙烯夜光无纺布，克重均为120g/m2。
（测试例2）
测试各应用例及各对比应用例制得的无纺布的柔软度，结果见表3。
测试标准为：《GB/T 8942-2016 纸 柔软度的测定》。
表3
| 应用例1 | 应用例2 | 应用例3 | 对比应用例1 | 对比应用例2 | |
| 横向柔软度（mN） | 33 | 31 | 35 | 62 | 37 |
| 纵向柔软度（mN） | 35 | 32 | 36 | 67 | 39 |
由表3可以看出：由含有威达美™丙烯基弹性体以及芥酸酰胺的夜光母料（实施例1～实施例3以及对比例2）制得的聚丙烯夜光无纺布具有较好的柔软度。
Claims (8)
1.一种聚丙烯无纺布用夜光母料,其特征在于由下述重量百分比的组分制成：10～30%聚丙烯，40～60%夜光粉，2～5%马来酸酐接枝聚丙烯，10～30%丙烯基茂金属弹性体，芥酸酰胺3～10%；所述聚丙烯采用的是平均粒径为100～200目的粉状聚丙烯树脂，所述夜光粉的粉体粒径为800～1000目；
所述丙烯基茂金属弹性体采用的是埃克森美孚化工生产的威达美™丙烯基弹性体6102；
所述聚丙烯无纺布用夜光母料在制备时，各组分采用配有非金属内衬的混合设备进行混合。
2.一种权利要求1所述的聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法，其特征在于具有以下步骤：
①按照重量百分比将各组分加入到混合设备中，混合均匀后出料；所用混合设备为配有非金属内衬的混合设备；
②将步骤①得到的物料加入到同向双螺杆挤出机中，经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥，得到聚丙烯无纺布夜光母料。
3.根据权利要求2所述的聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法，其特征在于：上述步骤①中，所用混合设备带有螺带式桨叶。
4.根据权利要求2所述的聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法，其特征在于：上述步骤②中，所述的双螺杆挤出机各区温度如下：一区110℃、二区130℃、三区150℃、四区160℃、五区160℃、六区150℃、七区150℃、八区140℃、九区140℃，主机为40～45Hz，喂料18～22Hz。
5.根据权利要求2所述的聚丙烯无纺布用夜光母料的制备方法，其特征在于：上述步骤②中，所述的双螺杆挤出机配有自然排气和真空排气装置。
6.一种权利要求1所述的聚丙烯无纺布用夜光母料在制备聚丙烯夜光无纺布上的应用；包括将15～25%聚丙烯无纺布用夜光母料与75～85%的无纺布专用聚丙烯树脂经混合、挤出、喷丝、热轧，得到聚丙烯夜光无纺布。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所用挤出采用的螺杆挤出机的螺杆与机筒表面衬有双金属高耐磨的金属材料。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述聚丙烯夜光无纺布的克重为100g～150g/m2。
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