一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法

技术领域

本发明涉及医用非织造材料技术领域，具体为一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法。

背景技术

近年来，美国、欧洲、日本等发达国家和地区对一次性非织造医用产品的使用量直呈现稳步增长的态势，与此同时，一些高技术含量的产品如人造血管、人造皮等受到热烈追捧。根据市场研究公司GlobalIndustryAnalysts(GIA)的预测，到2017年，全球医用非织造布的市场需求将达209亿美元，用即弃产品将保持旺盛的市场需求；

我国医疗用防护材料市场得到快速发展，按照基本功能，可大致分为重复使用型和用即弃型两种，前者多为传统纺织产品，后者-般指非织造布。传统棉质产品经反复使用、洗涤、消毒后强度会大幅降低，且在反复洗涤5次后，其对微生物和血液的阻抗性会急剧减弱，导致病人感染的机率增加，同时也不利于医护人员的健康。与传统的机织材料相比，非织造医用材料具有技术先进、安全可靠、净化手术环境、经济性更佳等优势。比如，水刺产品及纺粘产品的各项性能均优于传统棉织物，一面与产品原料的选择有关，另一方面与产品的生产工艺相关。医用非织造布按照用途可分为防护型医用产品和功能性医用产品，其中防护型产品是指非直接治疗的用品，而主要用于改善治疗区域的卫生环境、防止细菌穿透引起间接传染和病毒交叉感染，提高治疗效果。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法，包括以下原料：

超高分子量聚乙烯粉末--50-60份；

十氢萘--10-15份；

PET树脂--50-60份；

聚合料--10-15份；

聚丙烯--40-50份；

填料--5-8份。

进一步的，所述超高分子量聚乙烯粉末熔点在130-138℃，且超高分子量聚乙烯粉末的密度在0.920-0.964g/cm3。

进一步的，所述PET树脂聚对苯二甲酸乙二醇酯为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来，且对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得，并且PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片，而纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝。

进一步的，所述聚丙烯由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，且聚丙烯的熔点为164-170℃，并且聚丙烯的密度为0.92g/cm3。

进一步的，所述聚合料包括润滑剂3份、抗氧化剂2份、偶联剂5份和无机粉体30份，且润滑剂选用TAF，并且润滑剂TAF是在乙撑双脂肪酸酰胺的基础上引入极性基团，其结构为低相对分子质量BAB型共聚物。

进一步的，所述偶联剂可增加无机物与有机聚合物之间的亲和力，且具有两性结构。

进一步的，所述填料包括碳酸钙、滑石粉(片状)、云母粉(片状)、硅灰石(针状)、沉淀硫酸钡(重晶石粉)、氢氧化铝、氢氧化镁(水镁石粉)、石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯。

进一步的，包括以下步骤：

S1：以高挥发性十氢萘为溶剂，超高分子量聚乙烯粉末为原料，采用冻胶干法纺丝→超倍热拉伸→溶剂回收系统一体化制取高性能聚乙烯纤维，且高性能聚乙烯纤维以重复的线性分子结构-CH2-CH2-为单位，高性能聚乙烯纤维是一种半结晶聚合物；

S2：无机粉体经过表面处理，可以均匀地分散于PET树脂中，使熔体黏度降低；

S3：向S2混炼好熔体内加入抗氧化剂、偶联剂和润滑剂进行二次混炼形成聚酯纤维，且聚酯纤维的薄膜一般厚度在4～400μm之间；

S4：采用机械的办法，在聚丙烯中加入填料，使其性能发生变化称之为共混改性，聚丙烯分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯；

S5：将S1和S3混炼所得的物料进行通过大螺杆高温熔融挤出→过滤器→纺丝(纺丝入口上下拉伸抽吸)→冷却→气流牵引→网帘成网→上下压辊(预加固)→轧机热轧→纺粘无纺布；

S6：将S4混炼所得物通过大螺杆高温熔融挤出→过滤器→大螺杆高温回收挤出→熔喷模头组合件→熔体细流拉伸→冷却→气流牵引→网帘成网→上下压辊(预加固)→轧机热轧→熔喷无纺布，且熔喷无纺布的纤维直径可以达到0.5-10微米；

S7：将纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布三层纤网热轧而成的医用非织造材料，加入3％-7％的母粒形成SMS无纺布，SMS无纺布对0.3um微粒子的过滤效率应可达80％～90％。

进一步的，根据S2所述随着无机填料粒子的粒度变细，比表面积增大，填料与聚酯之间接触界面增大，从而提高填料在树脂中的分散均匀性。

进一步的，根据S3所述偶联剂可在无机粉体与聚合物之间，通过物理的缠绕，或进行某种化学反应，形成牢固的化学键，使两种性质不同的材料紧密结合，且考虑到钛酸酯偶联剂与TAF结合染成棕红色，故选用铝酸酯偶联剂对超细碳酸钙粉体进行表面改性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.由于聚酯为极性较强的聚合物，因此本发明通过在纺粘无纺布生产过程中添加润滑剂TAF，润滑剂TAF的极性基团可与偶联剂的长链末端通过范德华力产生很强的吸引力，其溶剂化链段与聚酯基体有一定的相容性；且无机超细碳酸钙粉体由于粒度小、比表面积大、具有高能表面能，表现为亲水性，容易团聚；而聚酯纤维材料则为低能表面能、表现为憎水性，两者不相容；采用偶联剂对超细碳酸钙粉体进行处理可以改善其与聚酯之间的相容性，通过共混改性的方法，在高黏聚酯切片中添加改善其流动性的添加剂，制备改性母粒，再与高黏聚酯切片共混纺丝，可顺利纺制出性能优良的产业用聚酯单丝，从而提高了纺粘无纺布的抗拉强度、表面平整度和抗氧化度；

2.本发明制造的纺粘无纺布耐高温性能好、耐低温性能好、耐老化、抗紫外线、延伸率高、稳定性和透气性好、耐腐蚀、隔音、防蛀、无毒；熔喷布以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到0.5-10微米，这些具有独特的毛细结构的超细纤维增加了单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有很好空气过滤性，是较为良好的口罩材料，在大中小医疗机构，在地震，洪水侵袭的受灾地区，在非典、禽流感和H1N1病毒的高发季节，熔喷滤纸以它强劲的过滤性能，发挥着不可替代的作用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

一种高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法，包括以下原料：

超高分子量聚乙烯粉末--50-60份；

十氢萘--10-15份；

PET树脂--50-60份；

聚合料--10-15份；

聚丙烯--40-50份；

填料--5-8份。

进一步的，所述超高分子量聚乙烯粉末熔点在130-138℃，且超高分子量聚乙烯粉末的密度在0.920-0.964g/cm3。

进一步的，所述PET树脂聚对苯二甲酸乙二醇酯为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来，且对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得，并且PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片，而纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝。

进一步的，所述聚丙烯由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，且聚丙烯的熔点为164-170℃，并且聚丙烯的密度为0.92g/cm3。

进一步的，所述聚合料包括润滑剂3份、抗氧化剂2份、偶联剂5份和无机粉体30份，且润滑剂选用TAF，并且润滑剂TAF是在乙撑双脂肪酸酰胺的基础上引入极性基团，其结构为低相对分子质量BAB型共聚物。

进一步的，所述偶联剂可增加无机物与有机聚合物之间的亲和力，且具有两性结构。

进一步的，所述填料包括碳酸钙、滑石粉(片状)、云母粉(片状)、硅灰石(针状)、沉淀硫酸钡(重晶石粉)、氢氧化铝、氢氧化镁(水镁石粉)、石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯。

进一步的，包括以下步骤：

S1：以高挥发性十氢萘为溶剂，超高分子量聚乙烯粉末为原料，采用冻胶干法纺丝→超倍热拉伸→溶剂回收系统一体化制取高性能聚乙烯纤维，且高性能聚乙烯纤维以重复的线性分子结构-CH2-CH2-为单位，高性能聚乙烯纤维是一种半结晶聚合物；

S2：无机粉体经过表面处理，可以均匀地分散于PET树脂中，使熔体黏度降低；

S3：向S2混炼好熔体内加入抗氧化剂、偶联剂和润滑剂进行二次混炼形成聚酯纤维，且聚酯纤维的薄膜一般厚度在4～400μm之间；

S4：采用机械的办法，在聚丙烯中加入填料，使其性能发生变化称之为共混改性，聚丙烯分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯；

S5：将S1和S3混炼所得的物料进行通过大螺杆高温熔融挤出→过滤器→纺丝(纺丝入口上下拉伸抽吸)→冷却→气流牵引→网帘成网→上下压辊(预加固)→轧机热轧→纺粘无纺布；

S6：将S4混炼所得物通过大螺杆高温熔融挤出→过滤器→大螺杆高温回收挤出→熔喷模头组合件→熔体细流拉伸→冷却→气流牵引→网帘成网→上下压辊(预加固)→轧机热轧→熔喷无纺布，且熔喷无纺布的纤维直径可以达到0.5-10微米；

S7：将纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布三层纤网热轧而成形成医用非织造材料，加入3％-7％的母粒形成SMS无纺布，SMS无纺布对0.3um微粒子的过滤效率应可达80％～90％。

进一步的，根据S2所述随着无机填料粒子的粒度变细，比表面积增大，填料与聚酯之间接触界面增大，从而提高填料在树脂中的分散均匀性。

进一步的，根据S3所述偶联剂可在无机粉体与聚合物之间，通过物理的缠绕，或进行某种化学反应，形成牢固的化学键，使两种性质不同的材料紧密结合，且考虑到钛酸酯偶联剂与TAF结合染成棕红色，故选用铝酸酯偶联剂对超细碳酸钙粉体进行表面改性。

工作原理：在使用该高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法时，首先，.由于聚酯为极性较强的聚合物，因此本发明通过在纺粘无纺布生产过程中添加润滑TAF，润滑剂TAF剂的极性基团可与偶联剂的长链末端通过范德华力产生很强的吸引力，其溶剂化链段与聚酯基体有一定的相容性；且无机超细碳酸钙粉体由于粒度小、比表面积大、具有高能表面能，表现为亲水性，容易团聚；而聚酯纤维材料则为低能表面能、表现为憎水性，两者不相容。采用偶联剂对超细碳酸钙粉体进行处理可以改善其与聚酯之间的相容性，通过偶联剂铝中心一端的烷氧基与粉体表面的经基以共价键结合，在粉体表面形成一分子膜，而另一端的长链与聚酯基体的分子链缠绕，使无机粉体在聚醋基体中均匀分散，不易团聚，从而，通过共混改性的方法，在高黏聚酯切片中添加改善其流动性的添加剂，制备改性母粒，再与高黏聚酯切片共混纺丝，可顺利纺制出性能优良的产业用聚酯单丝，从而提高了纺粘无纺布的抗拉强度、表面平整度和抗氧化度。本发明制造的纺粘无纺布耐高温性能好、耐低温性能好、耐老化、抗紫外线、延伸率高、稳定性和透气性好、耐腐蚀、隔音、防蛀、无毒；熔喷布以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到0.5-10微米，这些具有独特的毛细结构的超细纤维增加了单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有很好空气过滤性，是较为良好的口罩材料，在大中小医疗机构，在地震，洪水侵袭的受灾地区，在非典、禽流感和H1N1病毒的高发季节，熔喷滤纸以它强劲的过滤性能，发挥着不可替代的作用；从而由将纺粘无纺布+熔喷无纺布+纺粘无纺布三层纤网热轧而成SMS无纺布具备了质轻:以聚丙烯树脂为主要生产原料，比重仅0.9，只有棉花的五分之三，具蓬松性，手感好；柔软:由细纤维组成(2-3D)轻点状热熔粘结成型。成品柔软度适中，具舒适感；拨水、透气:聚丙烯切片不吸水，含水率零，成品拨水性佳，由100％纤维组成具多孔性，透气性佳，易保持布面干爽、易洗涤；无毒、无刺激性:产品采用符合FDA食品级原料生产，不含其他化学成分，性能稳定，无毒、无异味，不刺激皮肤；抗菌、抗化学药剂:聚丙烯属化学钝性物质，不虫蛀，并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀；抗菌、碱腐蚀、成品不因侵蚀而影响强度；物性佳：由聚丙烯纺丝直接铺成网热粘结而成，制品强度较一般短纤产品为佳，强度无方向性，纵横向强度相近等特点。这就是该高阻菌性能的医用非织造材料及制备方法的工作原理。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。