CN116574331A - 一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。一方面，本申请公开了一种改性熔喷聚丙烯，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～2％。另一方面，本申请还公开了上述改性熔喷聚丙烯的制备方法。本申请的改性熔喷聚丙烯不但强度和韧性均较佳，稳定性较好，不易老化；制备出的改性熔喷聚丙烯非织无纺布还具有较佳的过滤效率和透气性，并具有一定的抑菌性能。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(简称PP)是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物。聚丙烯是最普遍的热塑性塑料之一，被广泛应用于制备中空纤维膜材料、蓄电池外壳、渗透过滤膜等领域，因为它具有低密度、良好的硬度、易加工成型以及成本低的特点，成为了产量最大以及用途最广泛的合成树脂之一。
熔喷聚丙烯是一种制备性能优良的熔喷非织聚丙烯材料的原料。熔喷非织造工艺是采用熔喷非织造技术生产，依靠高速热气流对聚合物熔体进行牵伸成型得到超细纤维，由超细纤维粘合成网的过程。与其他非织造工艺相比，熔喷非织造技术的突出优点是其生产出的纤维超细，可以达到微纳米级，比表面积大、空隙小、空隙率大，具有优良的过滤性能、透气性能、吸油性能、吸湿性能、绝热性能和屏蔽性能等应用特性。
熔喷非织聚丙烯材料的应用颇多，其在空气、液体过滤材料、隔离材料、保暖材料、医疗卫生材料、服装材料、环境保护材料、电池隔膜材料、吸湿材料、擦拭材料等领域被广泛应用。以医疗卫生材料为例，手术室使用的一次性手术衣、口罩、防护服以及病床上的床单、帷幕等都是熔喷非织造材料，其可以阻止因病毒传播引起的交叉感染。上述医疗卫生材料的性能，完全依赖其所使用的熔喷非织聚丙烯材料的性能。
现有的熔喷聚丙烯一般是通过PP原料和引发剂，通过挤出机制备而成，而并非是直接使用丙烯单体聚合制备。现有的熔喷聚丙烯是利用挤出机的螺杆，实现PP原料和引发剂的充分混合，并通过挤出机内加热装置的加热，实现反应，最后挤出制成的一种热塑性树脂材料。而受限于现有PP原料的质量、引发剂与PP原料混合不均，以及制备的熔喷聚丙烯自身性质等因素，现有的熔喷聚丙烯稳定性和韧性存在缺陷，生产出的熔喷非织无纺布强度普遍较低，透气性存在一定缺陷，易老化，且过滤效率易因老化而降低。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够制备出强度和韧性均较佳，稳定性较好，不易老化，且过滤效率和透气性均较好的熔喷聚丙烯非织无纺布的熔喷聚丙烯材料，本申请提供一种改性熔喷聚丙烯及其制备方法。
一方面，本申请提供一种改性熔喷聚丙烯，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～4.5％。
可选的，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份优选配比包括：聚丙烯84～88％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶4～6％，硅烷改性碳酸钙微粉3～4％，玻璃纤维2～3％，抗氧剂0.8～1％，以及金红石粉2～3％。
可选的，所述壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶采用以下方法制备：首先，用丙酮清洗纳米芳纶纤维，再用蒸馏水清洗清洗纳米芳纶纤维，将清洗后的纳米芳纶纤维干燥；然后，将洗净的纳米芳纶纤维添加至0.3～0.5％质量百分比浓度的氢氧化钾溶液中，超声分散，制得纳米芳纶纤维分散液；而后，将壳聚糖添加至纳米芳纶纤维分散液中，超声分散，而后静置至分散液表面形成凝胶层；最后，将凝胶层滤出，冷冻干燥后，制得壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶。
可选的，所述硅烷改性碳酸钙微粉，采用S140M硅烷偶联改性碳酸钙微米级微粉。
可选的，所述抗氧剂采用酚类抗氧剂。
可选的，所述金红石粉采用纳米金红石粉。
另一方面，本申请还提供了上述改性熔喷聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
S1、配置复合引发剂溶液，所述复合引发剂溶液各组分及重量份配比包括：十二烷基硫酸钠2～10％，十二烷基苯磺酸钠2～10％，余量为水；
S2、对PP原料进行预处理和筛选，而后按照配方量精确称量将经过预处理和筛选的PP原料、硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉，充分混合均匀；
S3、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.01～0.02：1的投料比，根据PP原料的用量，准确称量步骤S1配置的复合引发剂溶液，并通过喷枪将复合引发剂喷至步骤S2得到的混合料中；
S4、采用尾段设有投料口的双螺杆挤出机，将步骤S3得到的喷有复合引发剂的混合料由双螺杆挤出机的进料口进料，将配方量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂由双螺杆挤出机的尾段投料口进料，通过双螺杆挤出机，制得改性熔喷聚丙烯粗品；
S5、对步骤S4制得的改性熔喷聚丙烯粗品进行降温、干燥处理，制得改性熔喷聚丙烯成品。
可选的，所述步骤S1中，所述复合引发剂采用以下方法制备：首先，将配方量的十二烷基硫酸钠溶解于水中，充分搅拌溶解，制得十二烷基硫酸钠溶液；然后，将配方量的十二烷基苯磺酸钠添加至十二烷基硫酸钠溶液中，充分搅拌溶解，制得混合液；最后，加水定容，制得复合引发剂溶液。
可选的，所述步骤S2中，所述对对PP原料进行预处理和筛选，包括对PP原料进行均化，以及对均化后的PP原料进行筛分，除去杂质和结块物料的步骤。
可选的，所述步骤S3中，所述喷枪选用雾化喷枪；所述步骤S4中，所述双螺杆挤出机选用高长径比的双螺杆挤出机。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请的熔喷聚丙烯材料中添加了少量的玻璃纤维，并且采用硅烷改性碳酸钙微粉和金红石粉进行了改性，不但能够有效增强聚丙烯材料的强度和韧性，进而改善用其生产的熔喷非织无纺布的强度和韧性，同时还有效提高了聚丙烯材料的抗紫外性能，有效增强了其稳定性和抗老化性能。
2.本申请的熔喷聚丙烯材料添加了玻璃纤维，并采用硅烷改性碳酸钙微粉改性后，其熔喷纺丝的单丝韧性得到了有效增强，可以有效避免用其生产熔喷非织无纺布时堵塞喷丝孔；同时，能够促使其在制备熔喷非织无纺布时，形成网状结构较好的纤维网，能够有效增强其透气性，且不会影响其过滤效率。
3.本申请的熔喷聚丙烯材料添加了壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂，在进一步提高材料稳定性的同时，能够有效增加用其生产的熔喷非织无纺布的孔隙率和比表面积，进一步提升其过滤效率和透气性；同时，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶的添加，还能赋予熔喷聚丙烯材料制备的熔喷非织无纺布一定的抑菌性能。
4.本申请的制备方法采用了特定的复合液态引发剂，通过喷淋的方式与PP原料混合，再配合双螺杆挤出机的挤压混合作用，能够使引发剂充分与PP原料接触，进而大幅提升制备出的熔喷聚丙烯材料的品质。
5.本申请的制备方法精确控制了原料的投料量，同时采用在挤出机尾段添加壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂的工艺设计，能够有效避免因引发剂作用而导致的抗氧剂反应失效，以及气凝胶被破坏等问题，进一步有效保证了制备的熔喷聚丙烯材料的质量和稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请设计的一种改性熔喷聚丙烯，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～2％。
本申请的改性熔喷聚丙烯，采用以下制备方法制备，包括以下步骤：
S1、配置复合引发剂溶液，所述复合引发剂溶液各组分及重量份配比包括：十二烷基硫酸钠2～10％，十二烷基苯磺酸钠2～10％，余量为水；
S2、对PP原料进行预处理和筛选，而后按照配方量精确称量将经过预处理和筛选的PP原料、硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉，充分混合均匀；
S3、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.01～0.02：1的投料比，根据PP原料的用量，准确称量步骤S1配置的复合引发剂溶液，并通过喷枪将复合引发剂喷至步骤S2得到的混合料中；
S4、采用尾段设有投料口的双螺杆挤出机，将步骤S3得到的喷有复合引发剂的混合料由双螺杆挤出机的进料口进料，将配方量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂由双螺杆挤出机的尾段投料口进料，通过双螺杆挤出机，制得改性熔喷聚丙烯粗品；
S5、对步骤S4制得的改性熔喷聚丙烯粗品进行降温、干燥处理，制得改性熔喷聚丙烯成品。
本申请之前，本领域的熔喷聚丙烯的生产一般不添加助剂或无机粉料，并且多采用单一的引发剂，依赖挤出机的作用原理，使原料混合。因而制备出的熔喷聚丙烯材料聚合度存在较大差异，质量存在一定的缺陷，且材料的强度和韧性均存在一定的问题。用其制备熔喷聚丙烯非织无纺布时，熔喷纤维会因断裂等问题导致堵塞喷丝孔，制备出的无纺布的孔隙率不够高，比表面积也相对较低，进而导致其虽然具有较高的过滤效率，但是透气性不足，只能用于生产口罩等短期一次性使用的医用耗材，且使用舒适度较低。
根据本领域现有技术的记载，在制备聚丙烯时，可以添加无机粉体填料或通过改性，来增加聚丙烯材料的强度和韧性。上述技术手段已经应用于制备中空纤维膜材料、蓄电池外壳、渗透过滤膜等领域。但是在制备熔喷聚丙烯时，较少使用上述改进手段。主要是考虑到熔喷聚丙烯主要用于熔喷非织无纺布的制备，主要用于各种医用材料的制造，受限于医用材料对使用安全性等问题的严格规定，因而在制备熔喷聚丙烯时较少添加各种填料或改性组分。
本申请的发明人通过实验研究，针对上述问题设计了本申请的方案。本申请采用硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉作为改性组分和填料，安全性能够有效保证；同时本申请添加了一定量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶，在改善熔喷聚丙烯性能的同时，还赋予了其一定的抑菌性能。配合本申请设计的制备工艺，通过特殊的工艺步骤调整和采用特定的设备，能够制备出性能和品质均较佳的熔喷聚丙烯材料。
以下为本申请的制备例。
本申请制备例所采用的液体引发剂的核心配比详见下表1，余量为水。
表1引发剂配比表
| 引发剂a | 引发剂b | 引发剂c | 引发剂d | 引发剂e | |
| 十二烷基硫酸钠 | 2％ | 4％ | 8％ | 5％ | 10％ |
| 十二烷基苯磺酸钠 | 10％ | 8％ | 4％ | 5％ | 2％ |
制备例1
本制备例的改性熔喷聚丙烯，采用以下制备方法制备，包括以下步骤：
S1、配置复合引发剂溶液，采用引发剂a配方，将引发剂a配方中的各组分原料混合均匀配置成溶液；
S2、对PP原料进行除杂和筛选，去除杂质和结块原料，而后按照配方量精确称量PP原料、硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉，充分混合均匀；
S3、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.01：1的投料比，根据PP原料的用量，准确称量步骤S1配置的复合引发剂溶液，通过喷枪喷至步骤S2得到的混合料中；
S4、采用尾段设有投料口的双螺杆挤出机，将步骤S3得到的喷有复合引发剂的混合料由双螺杆挤出机的进料口进料，将配方量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂由双螺杆挤出机的尾段投料口进料，启动双螺杆挤出机，控制进料速率，挤出制备得到改性熔喷聚丙烯粗品；
S5、对步骤S4制得的改性熔喷聚丙烯粗品进行降温、干燥处理，制得改性熔喷聚丙烯成品。
制备例2
本制备例与制备例1的区别在于，本制备例的复合引发剂溶液，采用引发剂b配方。
制备例3
本制备例与制备例1的区别在于，本制备例的复合引发剂溶液，采用引发剂c配方。
制备例4
本制备例与制备例1的区别在于，本制备例的复合引发剂溶液，采用引发剂d配方。
制备例5
本制备例与制备例1的区别在于，本制备例的复合引发剂溶液，采用引发剂e配方。
制备例6
本制备例与制备例4的区别在于，本制备例的所述步骤S2中，所述对对PP原料进行预处理和筛选，包括对PP原料进行均化，以及对均化后的PP原料进行筛分，除去杂质和结块物料。
制备例7
本制备例与制备例6的区别在于，本制备例的所述步骤S3中，所述喷枪选用雾化喷枪。
制备例8
本制备例与制备例7的区别在于，本制备例的所述步骤S4中，所述双螺杆挤出机选用高长径比的双螺杆挤出机。
制备例9
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例的所述步骤S3中，十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.02：1的投料比。
制备例10
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例的所述步骤S3中，按十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.015：1的投料比。
以下为本申请的实施例和检测实验部分，本申请实施例中所用的各组分原料来源如下：
PP原料-宁波台塑；壳聚糖-上海易恩化学技术有限公司；纳米芳纶纤维-美国杜邦；硅烷改性碳酸钙微粉和S140M硅烷偶联改性碳酸钙微米级微粉-江西奥特精细粉体有限公司；抗氧剂-南通润丰石油化工有限公司；金红石粉和纳米金红石粉-安徽科润纳米科技有限公司；十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠-南通润丰石油化工有限公司。
以下为本申请实施例1～8，具体配比参数和制备方法见下表2。
表2实施例1～7配比表
| 聚丙烯 | 气凝胶 | 碳酸钙微粉 | 玻璃纤维 | 金红石粉 | 抗氧剂 | 制备 | |
| 实施例1 | 80％ | 8％ | 6％ | 5％ | 0.5％ | 0.5％ | 制备例8 |
| 实施例2 | 82％ | 7％ | 5％ | 4％ | 1.4％ | 0.6％ | 制备例8 |
| 实施例3 | 84％ | 6％ | 4％ | 3％ | 2.2％ | 0.8％ | 制备例8 |
| 实施例4 | 85.5％ | 5.5％ | 3％ | 2％ | 3％ | 1％ | 制备例8 |
| 实施例5 | 86.5％ | 4.5％ | 4％ | 3％ | 1.3％ | 0.7％ | 制备例8 |
| 实施例6 | 88％ | 4％ | 3％ | 2％ | 2.1％ | 0.9％ | 制备例8 |
| 实施例7 | 90％ | 2％ | 2％ | 1％ | 4.5％ | 0.5％ | 制备例8 |
| 实施例8 | 92％ | 2％ | 2％ | 1％ | 4.2％ | 0.8％ | 制备例8 |
检测实验
以下为本申请对比例1～8，作为本申请的对比。
对比例1
以PP原料和十二烷基硫酸钠混合，然后采用普通双螺杆挤出机，由其进料口进料，PP原料和十二烷基硫酸钠采用质量比1:0.005投料，启动双螺杆挤出机，控制进料速率，挤出制备得到熔喷聚丙烯粗品，最后冷却、干燥，制得熔喷聚丙烯成品。
对比例2
本对比例与对比例1的区别在于，原料中添加了1％的抗氧剂。
对比例3
本对比例与对比例2的区别在于，采用本申请的双螺杆挤出机，抗氧剂在尾段投料。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未添加壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶，缺失部分由PP原料替代。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未添加金红石粉，缺失部分由PP原料替代。
对比例6
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未添加硅烷改性碳酸钙微粉，缺失部分由无机碳酸钙微粉替代。
对比例7
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未添加硅烷改性碳酸钙微粉，缺失部分由PP原料替代。
对比例8
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未添加玻璃纤维，缺失部分由PP原料替代。
对比例9
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例引发剂采用5％浓度的十二烷基硫酸钠溶液。
对比例10
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例引发剂采用5％浓度的十二烷基苯磺酸钠溶液。
将本申请实施例1～8，以及对比例1～8的熔喷聚丙烯，用熔喷非织无纺布设备制备口罩用熔喷布，检测熔喷布的过滤效率和空气阻力；而后将熔喷布置于紫外温箱中，以高温、高湿状态，且在紫外照射下老化7天，而后再次检测熔喷布的过滤效率和空气阻力，具体结果见下表3。
其中：
老化采用的参数，选择温度100℃，湿度90％，紫外照射强度50um/cm2。
过滤效率和空气阻力的检测按照GB/T 32610-2016《日常防护型口罩技术规范》的方法检测，空气阻力按照吸气阻力检测。
表3实施例1～8及对比例熔喷布老化前后性能检测数据表
通过表3的数据可以看出，本申请实施例1～8的熔喷聚丙烯制备的熔喷布，过滤效率与对比例1～8的熔喷聚丙烯制备的熔喷布相比，基本相当；但是空气阻力，本申请实施例1～8的熔喷聚丙烯制备的熔喷布，明显要优于对比例。可见，本申请通过添加填料和改性剂改性后的熔喷聚丙烯，制备出的熔喷布的孔隙率和比表面积要明显优于对比例1～8的熔喷聚丙烯。由此可以推测，本申请的改性后的熔喷聚丙烯，其材料的强度和韧性要更优，喷丝制备熔喷布时，纤维丝不易断裂，形成的纤维网结构更佳，且孔隙率更高。同时，本申请实施例1～8的熔喷聚丙烯，以及对比例4的熔喷聚丙烯，在制备熔喷布时，并不会堵塞喷丝孔；而对比例1～3，以及对比例5～8的熔喷聚丙烯制备熔喷布时，均存在堵塞喷丝孔的情况。可见，同时添加金红石粉填料，以及玻璃纤维和硅烷改性碳酸钙微粉后，熔喷聚丙烯的材料强度和材料韧性，以及热加工性能均能得到有效提高，可以有效避免喷丝时，因丝纤维断裂等因素导致喷丝孔的堵塞。
通过表3的数据还可以看出，本申请实施例1～8的熔喷聚丙烯制备的熔喷布，经过老化后，性能下降并不明显，换算防护效果，仍然能够达到B级水平。而对比例1～8的熔喷聚丙烯制备的熔喷布，特别是对比例1～3，以及对比例5的熔喷聚丙烯制备的熔喷布，其老化后性能下降明显，过滤效率低于80％，防护效果低于D级，完全不能满足使用需要。可见，添加金红石粉和抗氧剂，并且在挤出机尾段添加抗氧剂，能够有效保证抗氧剂不被破坏，使熔喷布的抗氧化和抗紫外老化性能均能得到大幅提升。特别是金红石粉的添加，除能够有效提高抗紫外性能外，还能作为填料，有效改善熔喷聚丙烯材料的机械性能。通过对比例9和对比例10的数据与本申请实施例1～8的数据对比，可以看出，本申请采用复合引发剂后，反应更完全，获得的产品质量更优。
通过表3的数据可以看出，本申请的配比做适当优化后，效果更优。
以下是本申请实施例9～14，具体配比参数和制备方法见下表4。
表4实施例9～14配比表
| 聚丙烯 | 气凝胶 | 碳酸钙微粉 | 玻璃纤维 | 金红石粉 | 抗氧剂 | 制备 | |
| 实施例9 | 84％ | 6％ | 4％ | 2.5％ | 2.7％ | 0.8％ | 制备例8 |
| 实施例10 | 85％ | 5.5％ | 3.5％ | 2.5％ | 2.6％ | 0.9％ | 制备例8 |
| 实施例11 | 86％ | 5％ | 3.5％ | 2.5％ | 2％ | 1％ | 制备例8 |
| 实施例12 | 87％ | 4.5％ | 3.5％ | 2％ | 2.2％ | 0.8％ | 制备例8 |
| 实施例13 | 88％ | 4％ | 3％ | 2％ | 2.1％ | 0.9％ | 制备例8 |
| 实施例14 | 86％ | 4％ | 3％ | 3％ | 3％ | 1％ | 制备例8 |
将本申请实施例9～14，用熔喷非织无纺布设备制备口罩用熔喷布，检测熔喷布的过滤效率和空气阻力；而后将熔喷布置于紫外温箱中，以高温、高湿状态，且在紫外照射下老化7天，而后再次检测熔喷布的过滤效率和空气阻力，具体结果见下表5。
表5实施例9～14熔喷布老化前后性能检测数据表
通过表5的数据可以看出，本申请实施例9～14，在优化了配比后，制备的熔喷布的过滤效率得到了明显的提升，空气阻力进一步下降，透气性更佳；同时，耐老化效果也极佳，老化后的熔喷布仍能有超过95％的过滤效率，空气阻力低于24Pa，换算防护效果能够达到A级，透气性也极佳。
以下以本申请实施例10的配比为基础，通过调整制备方式，检验本申请制备方法对本申请制备的熔喷聚丙烯的影响。
本申请实施例15～23，配比与本申请实施例10完全相同，区别在于制备方式分别采用本申请制备例1～7，以及制备例9～10。
将本申请实施例15～23，用熔喷非织无纺布设备制备口罩用熔喷布，检测熔喷布的过滤效率和空气阻力；而后将熔喷布置于紫外温箱中，以高温、高湿状态，且在紫外照射下老化7天，而后再次检测熔喷布的过滤效率和空气阻力，具体结果见下表6。
表6实施例15～23熔喷布老化前后性能检测数据表
通过表6的数据，以及本申请实施例10的数据可以看出，本申请按十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.015～0.02：1的投料比最为适宜。此外，本申请采用引发剂d配比的复合引发剂效果相对最佳，而采用本申请特定的复合引发剂配置步骤配置，配置出的复合引发剂的效果最佳。本申请采用高长径比的双螺杆挤出机，配合雾化喷枪喷洒液态引发剂，能够使原料和引发剂混合更为均匀，制备出的熔喷聚丙烯质量明显更佳。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯80～92％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶2～8％，硅烷改性碳酸钙微粉2～6％，玻璃纤维1～5％，抗氧剂0.5～1％，以及金红石粉0.5～4.5％。
2.根据权利要求1所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述改性熔喷聚丙烯各组分及重量份配比包括：聚丙烯84～88％，壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶4～6％，硅烷改性碳酸钙微粉3～4％，玻璃纤维2～3％，抗氧剂0.8～1％，以及金红石粉2～3％。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶采用以下方法制备：首先，用丙酮清洗纳米芳纶纤维，再用蒸馏水清洗清洗纳米芳纶纤维，将清洗后的纳米芳纶纤维干燥；然后，将洗净的纳米芳纶纤维添加至0.3～0.5％质量百分比浓度的氢氧化钾溶液中，超声分散，制得纳米芳纶纤维分散液；而后，将壳聚糖添加至纳米芳纶纤维分散液中，超声分散，而后静置至分散液表面形成凝胶层；最后，将凝胶层滤出，冷冻干燥后，制得壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶。
4.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述硅烷改性碳酸钙微粉，采用S140M硅烷偶联改性碳酸钙微米级微粉。
5.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述抗氧剂采用酚类抗氧剂。
6.根据权利要求1或2所述的一种改性熔喷聚丙烯，其特征在于，所述金红石粉采用纳米金红石粉。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的改性熔喷聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配置复合引发剂溶液，所述复合引发剂溶液各组分及重量份配比包括：十二烷基硫酸钠2～10％，十二烷基苯磺酸钠2～10％，余量为水；
S2、对PP原料进行预处理和筛选，而后按照配方量精确称量将经过预处理和筛选的PP原料、硅烷改性碳酸钙微粉、玻璃纤维和金红石粉，充分混合均匀；
S3、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠总质量与PP原料的总质量按照质量比为0.01～0.02：1的投料比，根据PP原料的用量，准确称量步骤S1配置的复合引发剂溶液，并通过喷枪将复合引发剂喷至步骤S2得到的混合料中；
S4、采用尾段设有投料口的双螺杆挤出机，将步骤S3得到的喷有复合引发剂的混合料由双螺杆挤出机的进料口进料，将配方量的壳聚糖纳米芳纶纤维气凝胶和抗氧剂由双螺杆挤出机的尾段投料口进料，通过双螺杆挤出机，制得改性熔喷聚丙烯粗品；
S5、对步骤S4制得的改性熔喷聚丙烯粗品进行降温、干燥处理，制得改性熔喷聚丙烯成品。
8.根据权利要求7所述的改性熔喷聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述复合引发剂采用以下方法制备：首先，将配方量的十二烷基硫酸钠溶解于水中，充分搅拌溶解，制得十二烷基硫酸钠溶液；然后，将配方量的十二烷基苯磺酸钠添加至十二烷基硫酸钠溶液中，充分搅拌溶解，制得混合液；最后，加水定容，制得复合引发剂溶液。
9.如权利要求1的改性熔喷聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述对对PP原料进行预处理和筛选，包括对PP原料进行均化，以及对均化后的PP原料进行筛分，除去杂质和结块物料的步骤。
10.根据权利要求7所述的改性熔喷聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述喷枪选用雾化喷枪；所述步骤S4中，所述双螺杆挤出机选用高长径比的双螺杆挤出机。
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