CN118063942A - 一种全降解纺粘无纺布材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全降解纺粘无纺布材料及其制备方法，它由以下重量份的原料经双螺杆挤出机制成：PBAT 700‑900份、相容剂5‑10份、成核剂2‑5份、分散剂1‑5份和抗氧剂1‑2份；其中成核剂为苯甲酸钠，相容剂由环氧大豆油和聚乙烯蜡复配而成。该材料达到无纺布标准的要求，同时完全降解，不会给环境带来污染，降低了碳排放，并符合食品安全国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种全降解纺粘无纺布材料及其制备方法，属于无纺布材料制备技术领域。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维构成，是新一代材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、无毒无刺激性、色彩丰富等特点，适用于农用薄膜、制鞋、制革、床垫、子母被、装饰、化工、印刷、汽车、建材，家具等行业，及服装衬布，医疗卫生一次性手术衣，口罩，帽，床单，酒店一次性台布等等。
无纺布的制造方法包括纺粘法、熔喷法、热轧法、水刺法等，现市面上大部分都是用纺粘法生产的无纺布。纺粘无纺布是在聚合物已被挤出、拉伸而形成连续长丝后，长丝铺设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成无纺布。目前使用的纺粘无纺布是不降解的，为一次性用品(如医用品、农业用品等)，会给环境带来污染。
CN116949687A公开了一种制备可生物降解的纺粘无纺布的工艺方法，该工艺方法包括粒子干燥、熔融挤压、纺丝和热轧粘合的步骤，其中：在粒子干燥步骤中，将PHA粒子在55-85℃温度下进行干燥；在熔融挤压步骤中，将螺杆挤出机从螺杆入口到喷丝模头区间的温度进行分区控制；在纺丝步骤中，通过控制冷却风温度、冷却风风量以及牵伸风温度、牵伸风风量，来控制纤维的细度以及结晶度；在热轧粘合步骤中，将纤维长丝间通过轧点粘合在一起，形成具有一定断裂强度的PHA纺粘无纺布，使用后在自然条件下就能生物降解。但是PHA是一种热敏性材料，很难做到既保证分子断裂尽可能少，又保证良好的纺丝效果、较高的长丝结晶度、较小的纤维细度，因此对于工艺控制要求较严格。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种全降解纺粘无纺布材料及其制备方法，本发明以PBAT(聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二酯)、相容剂、成核剂、分散剂和抗氧剂为原料经双螺杆挤出机制得全降解纺粘无纺布材料，该材料达到无纺布标准的要求，同时完全降解，不会给环境带来污染，降低了碳排放，并符合食品安全国家标准。
本发明的技术方案是：一种全降解纺粘无纺布材料，其特征是，由以下重量份的原料制成：PBAT 700-900份、相容剂5-10份、成核剂2-5份、分散剂1-5份和抗氧剂1-2份；其中成核剂为苯甲酸钠；相容剂为环氧大豆油和聚乙烯蜡复配而成，其中聚乙烯蜡2-5份，环氧大豆油3-5份。
优选的，所述分散剂为单甘酯。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1076。
本发明还提供了上述全降解纺粘无纺布材料的制备方法，其特征是，将上述各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。
进一步，上述双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155±2℃、160±2℃、165±2℃、165±2℃、165±2℃、165±2℃、160±2℃、160±2℃。
本发明采用聚乙烯蜡和环氧大豆油配制相容剂，其中环氧大豆油的分子结构中含有许多活性的环氧基团，对于PBAT具有一定的增塑效果。相容剂聚乙烯蜡具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。聚乙烯蜡与PBAT的相容性好，主要作用是削弱PBAT分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，即增加了聚合物的塑性和柔韧性。同时具有更强的内部润滑作用，可以增加全降解纺粘无纺布材料的光泽和加工性能。
本发明采用苯甲酸钠为成核剂。成核剂苯甲酸钠的加入，一方面与PBAT分子发生反应，使PBAT分子带有阴离子端基，这种分子链末端上的离子性基团可作为PBAT均相成核剂，在较高温度下易迅速形成为一定大小的热力学稳定的晶核，使随后晶核生长迅速进行，大幅度地缩短了结晶诱导期，提高了PBAT的耐热性。另一方面，它可以使PBAT分子链发生局部断裂，引起局部分子量降低，增加其流动性，提高其熔融指数，有利于纺粘无纺布的可纺性，这是首次应用于无纺布。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明制备方法简单，制备的材料达到无纺布标准的要求，其拉伸强度、断裂伸长率、熔融指数等性能优于PBAT，制备的生物全降解无纺布材料在3-6个月追肥情况下完全分解为二氧化碳和水，不会给环境带来污染，同时降低了碳排放，并符合食品安全国家标准GB/T4806.7-2016。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明更进一步说明：
实施例1：
配比：PBAT 700克、相容剂聚乙烯蜡5克和相容剂环氧大豆油5克，成核剂苯甲酸钠2克，分散剂单甘酯2克，抗氧剂1076 1克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
实施例2：
配比：PBAT 800克、相容剂聚乙烯蜡3克和相容剂环氧大豆油4克，成核剂苯甲酸钠2克，分散剂单甘酯1克，抗氧剂1076 2克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
实施例3：
配方：PBAT 900克、相容剂聚乙烯蜡4克和相容剂环氧大豆油5克，成核剂苯甲酸钠4克，分散剂单甘酯1克，抗氧剂1076 2克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
实施例4：
配方：PBAT 750克、相容剂聚乙烯蜡2克和相容剂环氧大豆油5克，成核剂苯甲酸钠2克，分散剂单甘酯2克，抗氧剂1076 1克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
实施例5：
配方：PBAT 850克，相容剂聚乙烯蜡4克和相容剂环氧大豆油4克，成核剂苯甲酸钠4克，分散剂单甘酯2克，抗氧剂1076 1克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
实施例6：
配方：PBAT 780克，相容剂聚乙烯蜡3克和相容剂环氧大豆油5克，成核剂苯甲酸钠3克，分散剂单甘酯1克，抗氧剂1076 1克。
制备方法：将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155℃、160℃、165℃、165℃、165℃、165℃、160℃和160℃。
如表1所示，与PBAT比较，各实施例制备的全降解纺粘无纺布材料，其拉伸强度、断裂伸长率、熔融指数等性能均优于PBAT。并且，本发明制备的生物全降解无纺布材料在3-6个月追肥情况下完全分解为二氧化碳和水，不会给环境带来污染，同时降低了碳排放，并符合食品安全国家标准GB/T4806.7-2016。
表1本发明实施例制备的全降解纺粘无纺布材料与PBAT的性能比较表
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域的技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种全降解纺粘无纺布材料，其特征是，由以下重量份的原料制成：PBAT 700-900份、相容剂5-10份、成核剂2-5份、分散剂1-5份和抗氧剂1-2份；其中成核剂为苯甲酸钠；相容剂为环氧大豆油和聚乙烯蜡复配而成。
2.如权利要求1所述的一种全降解纺粘无纺布材料，其特征是，所述相容剂由聚乙烯蜡2-5份和环氧大豆油3-5份复配而成。
3.如权利要求1或2所述的一种全降解纺粘无纺布材料，其特征是，所述分散剂为单甘酯。
4.如权利要求1或2所述的一种全降解纺粘无纺布材料，其特征是，所述抗氧剂为抗氧剂1076。
5.如权利要求1或2所述的全降解纺粘无纺布材料的制备方法，其特征是，将各原料加入到高速搅拌机中，混合均匀后从侧喂料料斗加入双螺杆挤出机中，混合原料通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到全降解纺粘无纺布材料。
6.如权利要求5所述的全降解纺粘无纺布材料的制备方法，其特征是，所述双螺杆挤出机从进料段到模头的第一温度段至第八温度段的温度设定分别为155±2℃、160±2℃、165±2℃、165±2℃、165±2℃、165±2℃、160±2℃、160±2℃。
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