CN114960177A - 一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料 - Google Patents

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Abstract

一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，包括如下重量份数的物质组成：左旋聚乳酸85‑97.3份，成核剂2‑10份，超支化高分子量聚合物0.2‑1.0份，抗水解剂0.2‑1.0份，驻极材料0.2‑2.0份，分散剂0.1‑1.0份，耐老化剂0.5‑2.0份。本发明制备的生物降解熔喷料具有长效静电保持和超长耐老化的效果，以其为原料制备成熔喷布延长可降解口罩的储存周期，便于广泛推广和应用。

Description

一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料
技术领域
本发明属于熔喷料制备领域，具体地说是一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料。
背景技术
目前，可降解口罩大多以聚乳酸(PLA)为原料。PLA作为可生物降解聚合物，来源于自然界大量存在的可再生植物资源，能被土壤中微生物完全降解，是一种理想的环保材料，其可再生、可生物降解、低碳排放和低能耗的巨大优势使其成为应用研究的热点。而可降解口罩储存不稳定主要是因为熔喷层的熔喷级PLA抗老化性能差，放置一段时间后静电效果大幅衰减，尤其是在高温、高湿的环境中,电荷会迅速衰减，甚至消失。
发明内容
本发明提供一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，包括如下重量份数的物质组成：
左旋聚乳酸85-97.3份，成核剂2-10份，超支化高分子量聚合物0.2-1.0 份，抗水解剂0.2-1.0份，驻极材料0.2-2.0份，分散剂0.1-1.0份，耐老化剂0.5-2.0份。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的左旋聚乳酸的熔融指数为20-80g/10min，熔融指数的测试条件为：190℃，2.16kg。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的抗水解剂为 2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺(AHA-98)。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的超支化高分子量聚合物的分子量为2500-5000g/mol。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的驻极材料为含氟聚合物或电气石其中任意一种或二者以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、油酸、乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺和芥酸酰胺其中任意一种或任意二者以任意比例混合的混合物。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的成核剂为右旋聚乳酸，其熔融指数为5-20g/10min，熔融指数的测试条件为：190℃，2.16kg。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，所述的耐老化剂为硫代二丙酸二月桂酯(DLTDP)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(DSTDP)其中任意一种。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其制备方法包括如下步骤：
步骤一：将左旋聚乳酸、超支化高分子量聚合物、抗水解剂、成核剂、驻极材料、分散剂、耐老化剂按比例投入到高速混合机中，高速搅拌3-8min，得到原料混合物；
步骤二：将步骤一得到的原料混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机设定温度为温度110-200℃，进料量为20-50kg/h，主机螺杆转速为 200-250rpm。原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料。
如上所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，采用本发明的生物降解熔喷材料制备熔喷布的步骤为：
步骤一：将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度200-230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度210-250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为5-15cm；
步骤二：将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到一种长效静电保持的生物降解熔喷布。
本发明的优点是：本发明制备的生物降解熔喷料具有长效静电保持和超长耐老化的效果，以其为原料制备成熔喷布延长可降解口罩的储存周期，便于广泛推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明制备的生物降解熔喷料示意图；
图2是以本发明制备的生物降解熔喷料为原料制备的生物降解熔喷布的示意图；
图3是本发明的熔喷试验过程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将左旋聚乳酸92.5kg、右旋聚乳酸5kg、分子量为2700g/mol超支化高分子量聚合物0.5kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺0.2kg、含氟聚合物1.0kg、硬脂酸0.3kg、硫代二丙酸二月桂酯0.5kg投入到高速混合机中，高速搅拌3min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度130℃，进料量为40kg/h，主机螺杆转速为200rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度200℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度210℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为7厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为97.38％，空气阻力为103Pa。
实施例2
(1)将左旋聚乳酸84kg、右旋聚乳酸10kg、分子量为3300g/mol超支化高分子量聚合物1.0kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺1.0kg、电气石1.5kg、硬脂酸钙0.2kg、硬脂酸锌0.1kg、油酸0.3kg、油酸酰胺和芥酸酰胺0.4kg、硫代二丙酸二硬脂醇酯1.5kg投入到高速混合机中，高速搅拌7min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度180℃，进料量为50kg/h，主机螺杆转速为220rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度230℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为12厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为98.3％，空气阻力为100Pa。
实施例3
(1)将左旋聚乳酸84kg、右旋聚乳酸10kg、分子量为3800g/mol超支化高分子量聚合物1.0kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺1.0kg、含氟聚合物0.75kg、电气石0.75kg、硬脂酸钙0.2kg、硬脂酸锌0.1kg、硬脂酸0.2kg、油酸0.1kg、乙撑双硬脂酸酰胺0.2kg、油酸酰胺0.1kg、芥酸酰胺0.1kg、硫代二丙酸二月桂酯1.5kg投入到高速混合机中，高速搅拌6min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度160℃，进料量为35kg/h，主机螺杆转速为240rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为14厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为98.6％，空气阻力为98Pa。
实施例4
(1)将左旋聚乳酸94.7kg、右旋聚乳酸2kg、分子量为4900g/mol超支化高分子量聚合物0.3kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺1.0kg、含氟聚合物0.2kg、电气石0.6kg、硬脂酸钙0.1kg、硬脂酸锌0.1kg、硬脂酸0.1kg、油酸0.1kg、乙撑双硬脂酸酰胺0.1kg、芥酸酰胺0.1kg、硫代二丙酸二硬脂醇酯0.6kg投入到高速混合机中，高速搅拌8min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度145℃，进料量为50kg/h，主机螺杆转速为250rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度225℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度245℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为12.5厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为96.8％，空气阻力为106Pa。
对比例1
(1)将左旋聚乳酸96.7kg、分子量为2700g/mol超支化高分子量聚合物 0.3kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺1.0kg、含氟聚合物0.8kg、硬脂酸0.6kg、硫代二丙酸二月桂酯0.6kg投入到高速混合机中，高速搅拌3min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度130℃，进料量为40kg/h，主机螺杆转速为200rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度200℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度210℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为7厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为86.4％，空气阻力为107Pa。
对比例2
(1)将左旋聚乳酸95.7kg、右旋聚乳酸2kg、分子量为3300g/mol超支化高分子量聚合物0.3kg、电气石0.8kg、硬脂酸钙0.2kg、硬脂酸锌0.1kg、油酸0.1kg、油酸酰胺和芥酸酰胺0.2kg、硫代二丙酸二硬脂醇酯0.6kg投入到高速混合机中，高速搅拌6min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度180℃，进料量为50kg/h，主机螺杆转速为220rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度230℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为12厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为81.1％，空气阻力为112Pa。
对比例3
(1)将左旋聚乳酸95.3kg、右旋聚乳酸2kg、分子量为3800g/mol超支化高分子量聚合物0.3kg、2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺1.0kg、含氟聚合物0.4kg、电气石0.4kg、、硬脂酸钙0.1kg、硬脂酸锌0.1kg、硬脂酸0.1kg、乙撑双硬脂酸酰胺0.2kg、油酸酰胺0.1kg、芥酸酰胺0.1kg投入到高速混合机中，高速搅拌7min，得到原料混合物；
(2)将混合好的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机设定温度为温度160℃，进料量为35kg/h，主机螺杆转速为240rpm，原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料；
(3)将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为14厘米；
(4)将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到熔喷布。
测试得到的生物降解熔喷布的过滤效率为84.1％，空气阻力为108Pa。
由实施例1-4和对比例1-3测试结果可以看出，所有实施例1-4同时加入成核剂、抗水解剂、耐老化剂三种助剂制备的生物降解熔喷布的过滤效率均优于单独使用两种的对比例1-3。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：包括如下重量份数的物质组成：
左旋聚乳酸85-97.3份，成核剂2-10份，超支化高分子量聚合物0.2-1.0份，抗水解剂0.2-1.0份，驻极材料0.2-2.0份，分散剂0.1-1.0份，耐老化剂0.5-2.0份。
2.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的左旋聚乳酸的熔融指数为20-80g/10min，熔融指数的测试条件为：190℃，2.16kg。
3.根据权利要求3所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的抗水解剂为2,2'，6,6'-四异丙基二苯基碳化二亚胺。
4.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的超支化高分子量聚合物的分子量为2500-5000g/mol。
5.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的驻极材料为含氟聚合物或电气石其中任意一种或二者以任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、油酸、乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺和芥酸酰胺其中任意一种或任意二者以任意比例混合的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的成核剂为右旋聚乳酸，其熔融指数为5-20g/10min，熔融指数的测试条件为：190℃，2.16kg。
8.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：所述的耐老化剂为硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯其中任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
步骤一：将左旋聚乳酸、超支化高分子量聚合物、抗水解剂、成核剂、驻极材料、分散剂、耐老化剂按比例投入到高速混合机中，高速搅拌3-8min，得到原料混合物；
步骤二：将步骤一得到的原料混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机设定温度为温度110-200℃，进料量为20-50kg/h，主机螺杆转速为200-250rpm。原料混合物熔融挤出后，依次风冷、切粒、干燥，得到生物降解熔喷料。
10.根据权利要求1所述的一种具有长效静电保持的生物降解熔喷料，其特征在于：采用本发明的生物降解熔喷材料制备熔喷布的步骤为：
步骤一：将上述制备的熔喷料加入到单螺杆挤出机中，温度200-230℃，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度210-250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带冷却粘合得到熔喷无纺布，其中喷丝板和传送带之间的距离为5-15cm；
步骤二：将上述熔喷无纺布通过电晕处理装置的电机放电驻极，得到一种长效静电保持的生物降解熔喷布。
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