CN114106452A - 一种熔喷用驻极母粒、该驻极母粒的制备方法以及含有该驻极母粒的聚丙烯复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔喷用驻极母粒及其制备方法，熔喷用驻极母粒由以下组分组成：熔喷级聚丙烯基料、驻极助剂、增韧剂、润滑剂、超分散剂、抗氧剂。本发明还公开了一种包含上述熔喷用驻极母粒的聚丙烯复合材料。所述驻极母粒中的驻极助剂是纳米电气石粉与硬脂酸镁组成的混合物，其中硬脂酸镁的熔点较低，加工过程中，在高温条件下硬脂酸镁会融化从而均匀地分散在聚丙烯材料中；纳米电气石粉可以增加材料中电荷捕集能阱的密度和深度，有效释放负离子和长效储存电荷，降低无纺布产品过滤阻力，使其在同等纤维细度和克重的情况下，达到提高材料的综合滤效和抗热衰减的性能。本发明通过加入增韧剂，可有效增加熔喷布的柔韧性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种熔喷用驻极母粒、该驻极母 粒的制备方法以及含有该驻极母粒的聚丙烯复合材料。
背景技术
口罩成为了阻隔病毒的有效工具。口罩主要由防水无纺布层+熔喷无纺布层 +透气无纺布层组成，主要核心部分是中间的熔喷无纺布层，熔喷无纺布的质量 和性能取决于其原材料聚丙烯复合材料的性质，现有技术中熔喷无纺布存在过滤 阻力较大、过滤效率低的问题，且随着产品使用时间的增加其过滤效率逐渐降低。
提高熔喷无纺布性能的前提是改善其原材料聚丙烯复合材料的性质，通过在 聚丙烯复合材料中加入驻极体材料可以改善熔喷无纺布的过滤性能，但是驻极体 材料的加入会导致熔喷无纺布的机械性能降低，出现脆布、破布等现象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种熔喷用驻极母粒。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种熔喷用驻极母粒，由以下组分按重量份数制备而成：
所述驻极助剂是纳米电气石粉与硬脂酸镁组成的混合物。
进一步方案，所述驻极助剂中纳米电气石粉与硬脂酸镁混合的质量比是1： 5-1：10。
进一步方案，所述熔喷级聚丙烯基料在230℃/2.16kg条件下的熔指为1500g/10min，它是熔喷布芯层的关键材料，是熔喷布的专用物料。其制备方法 如下：
(1)将均聚聚丙烯、降解剂、主抗氧剂、辅抗氧剂及α成核剂进行混合得 到混合物；进一步优选的，所述均聚聚丙烯、降解剂、主抗氧剂、辅抗氧剂及α 成核剂的重量比为99：0.65：0.1：0.2：0.05；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、毛料，即得 到熔喷级聚丙烯基料；进一步优选的，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机， 同向双螺杆挤出机的挤出温度为180-240℃，长径比为60，转速为180-400转/ 分。
进一步方案，所述增韧剂为熔喷级威达美丙烯基弹性体，相比普通的增韧剂， 该物料的粘度与熔喷级聚丙烯相当，与熔喷PP相容性更好；所述润滑剂为石蜡 油，即C16～C31的正异构烷烃的混合物。
进一步方案，所述超分散剂为有机硅类超分散剂。
进一步方案，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂168中的至 少一种。
本发明的第二个目的是提供上述所述的熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以 下步骤：
(1)将熔喷级聚丙烯基料、驻极助剂、增韧剂、润滑剂、超分散剂、抗氧 剂混合均匀得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、毛料，即得 到熔喷用驻极母粒；进一步优选的，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，同 向双螺杆挤出机的挤出温度为180-220℃。
本发明的第三个目的是提供一种聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料包括 熔喷级聚丙烯和上述所述的熔喷用驻极母粒。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明提供的熔喷用驻极母粒中的驻极助剂是纳米电气石粉与硬脂酸镁 组成的混合物，硬脂酸镁的熔点约为200℃，聚丙烯复合材料在双螺杆挤出机 中进行挤出时，挤出温度高于硬脂酸镁的熔点，硬脂酸镁会融化从而均匀地分 散在聚丙烯材料中，经喷丝成布后，在熔喷布内部均匀分散，起到成核剂的作 用，可以作为电荷增强剂，增加电荷储存时间；纳米电气石粉可以增加材料中 电荷捕集能阱的密度和深度，有效释放负离子和长效储存电荷，降低无纺布产 品过滤阻力，使其在同等纤维细度和克重的情况下，达到提高材料的综合滤效 和抗热衰减的性能。
本发明通过加入增韧剂，可有效增加熔喷布的柔韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。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。
本实施例中所用试剂的型号以及供应商如下：
熔喷级聚丙烯基料制备使用的原料如下：
均聚聚丙烯选用燕山石化PP-S2040；降解剂选用阿克苏诺贝尔101；主抗氧 剂为抗氧剂1010、辅抗氧剂为抗氧剂168；α成核剂选用艾迪科NA-11。
驻极母粒制备使用的原料如下：
硬脂酸镁选用山东浩纳的硬脂酸镁；纳米电气石粉选用河北恒越80纳米级 电气石粉；增韧剂选用埃克森美孚POE-8880；润滑剂选用市售白油36#；超分 散剂选用德固赛E525；抗氧剂选用市售抗氧剂1010及抗氧剂168；
熔喷级聚丙烯选用合肥杰事杰新材料股份有限公司生产的熔喷级PP材料， 牌号PPNF1500。
上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公 开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。
首先制备熔喷级聚丙烯基料，制备方法如下：
均聚聚丙烯、降解剂、主抗氧剂、辅抗氧剂及α成核剂按重量比99：0.65： 0.1：0.2：0.05加入高混机，共混8分钟；经双螺杆挤出机进行熔融共混挤出、 牵引、造粒制得熔喷级聚丙烯基料；
其中，双螺杆挤出机为熔喷料专用的同向双螺杆挤出机，其长径比为60， 其中，挤出机的加工温度由下料口到模口依次为180℃，190℃，195℃，200℃， 200℃，205℃，模口加三层过滤网，过滤网目数为200-120-200。主机转速为 180rpm，真空度为-0.05MPa。
实施例1
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将45份熔喷级聚丙烯基料、50份驻极助剂(80纳米电气石粉：硬脂 酸镁＝1：5)、2.5份增韧剂POE-8880、0.5份白油36#、0.3份超分散剂E525、 0.5份抗氧剂1010以及0.5份抗氧剂168放入高速混合机中混合5分钟混合均匀 得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度依次为180℃，190℃，200℃，210℃，210℃， 220℃，固定主螺杆转速180转/分，真空度为-0.05Mpa，得到驻极母粒。
实施例2
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)65份熔喷级聚丙烯基料、30份驻极助剂(80纳米电气石粉：硬脂酸 镁＝1：10)、0.5份增韧剂POE-8880、0.1份白油36#、0.1份超分散剂E525、0.2 份抗氧剂1010以及0.2份抗氧剂168放入高速混合机中混合5分钟混合均匀得 到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度180℃，190℃，200℃，210℃，210℃，220℃， 固定主螺杆转速180转/分，得到驻极母粒。
实施例3
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)55份熔喷级聚丙烯基料、40份驻极助剂(80纳米电气石粉：硬脂酸 镁＝1：7)、1.5份增韧剂POE-8880、0.3份白油36#、0.2份超分散剂E525、0.3 份抗氧剂1010以及0.4份抗氧剂168放入高速混合机中混合5分钟混合均匀得 到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度180℃，190℃，200℃，210℃，210℃，220℃， 固定主螺杆转速180转/分，得到驻极母粒。
对比例1
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)55份熔喷级聚丙烯基料、40份纳米电气石粉、1.5份增韧剂POE-8880、0.3份白油36#、0.2份超分散剂E525、0.3份抗氧剂1010以及0.4份抗氧剂168 放入高速混合机中混合5分钟混合均匀得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度180℃，190℃，200℃，210℃，210℃，220℃， 固定主螺杆转速180转/分，得到驻极母粒。
对比例2
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)55份熔喷级聚丙烯基料、40份硬脂酸镁、1.5份增韧剂POE-8880、0.3 份白油36#、0.2份超分散剂E525、0.3份抗氧剂1010以及0.4份抗氧剂168放 入高速混合机中混合5分钟混合均匀得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度180℃，190℃，200℃，210℃，210℃，220℃， 固定主螺杆转速180转/分，得到驻极母粒。
对比例3
熔喷用驻极母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)56.5份熔喷级聚丙烯基料、40份驻极助剂(80纳米电气石粉：硬脂酸 镁＝1：7)、0.3份白油36#、0.2份超分散剂E525、0.3份抗氧剂1010以及0.4份 抗氧剂168放入高速混合机中混合5分钟混合均匀得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、造粒，挤出 机的长径比为40，挤出机料筒温度180℃，190℃，200℃，210℃，210℃，220℃， 固定主螺杆转速180转/分，得到驻极母粒。
以上各实施例和对比例制得的驻极母粒按3％的添加量与熔喷级PP材料进 行混合得到聚丙烯复合材料。聚丙烯复合材料经熔喷布设备生产宽幅170mm、 重25g/m2的熔喷布。按GB/T 2626-2006标准，采用G506口罩自动过滤性能测 试仪进行过滤效率测试，同时依据GB/T 24218-2010标准，用拉力仪对宽50mm 长200mm的布进行断裂强力及断裂伸长率测试，结果见下表1。
表1性能检测结果
通过以上对比实验可以看出，通过在材料中加入本发明制备的驻极母粒，对 产品的长效过滤效率保持起积极作用。同时增韧剂的添加，可改善熔喷布的拉伸 强度，延长熔喷布的伸长率，能够防止脆布、破布等问题的出现。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用 本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并 把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本 发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范 畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种熔喷用驻极母粒，其特征在于：由以下组分按重量份数制备而成：
所述驻极助剂是纳米电气石粉与硬脂酸镁组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：所述驻极助剂中纳米电气石粉与硬脂酸镁混合的质量比是1：5-1：10。
3.根据权利要求1所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：所述熔喷用驻极母粒的制备方法如下：
(1)将均聚聚丙烯、降解剂、主抗氧剂、辅抗氧剂及α成核剂进行混合得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、毛料，即得到熔喷级聚丙烯基料。
4.根据权利要求3所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：步骤(1)中，所述均聚聚丙烯、降解剂、主抗氧剂、辅抗氧剂及α成核剂的重量比为99：0.65：0.1：0.2：0.05；步骤(2)中，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，同向双螺杆挤出机的挤出温度为180-240℃。
5.根据权利要求1所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：所述增韧剂为熔喷级威达美丙烯基弹性体；所述润滑剂为石蜡油。
6.根据权利要求1所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：所述超分散剂为有机硅类超分散剂。
7.根据权利要求1所述的熔喷用驻极母粒，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂168中的至少一种。
8.如权利要求1-7任一项所述的熔喷用驻极母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将熔喷级聚丙烯基料、驻极助剂、增韧剂、润滑剂、超分散剂、抗氧剂混合均匀得到混合物；
(2)将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、牵引、毛料，即得到熔喷用驻极母粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机，同向双螺杆挤出机的挤出温度为200-240℃。
10.一种聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯复合材料包括熔喷级聚丙烯和权利要求1-7任一项所述的熔喷用驻极母粒。
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| CN116041858A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-05-02 | 山东京博石油化工有限公司 | 一种驻极母粒及其制备方法 |
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