熔喷布专用驻极母粒材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及熔喷布生产用材料技术领域，尤其是一种熔喷布专用驻极母粒材料的生产工艺。

背景技术

熔喷布是口罩生产最核心的材料，因其空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等，被广泛应用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、医用和工业用口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。

驻极母粒是一种熔喷布生产过程中配合驻极设备使用的特殊功能母粒，具有生产电离子储存电荷的功能。熔喷布只有经过驻极处理才会带有电荷，这样才会对同样带电荷的0.3微米的病毒颗粒物有高效的吸附效果。而要让这个静电储存，那就要求材料成分和结构让驻极体有利于电荷保持。在静电存储和电荷保持过程中，驻极母粒的添加起到了至关重要的作用——能增加熔喷无纺布中电荷捕集能阱的密度和深度，释放负离子和储存电荷。

驻极母粒的主要成分为驻极剂，目前常用的驻极剂主要分为无机驻极剂和有机驻极剂；其中，用无机驻极剂（电气石等）生产驻极母粒，其优点是效率高、持久性好，但是其也存在着不可忽视的缺点——即其在生产熔喷布环节就容易使熔喷布机器堵模头，常常2～3小时就需要换一次网。

发明内容

本发明提供了一种熔喷布专用驻极母粒材料及其制备方法，该方法制备得到的驻极母粒材料解决了现有无机驻极剂生产得到的驻极母粒在生产熔喷布环节容易使熔喷布机器堵模头，常常2～3小时就需要换一次网的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂50份～100份、驻极剂5份～20份、相容剂0份～5份、抗氧化剂0.2份～0.5份、耐候剂0份～5份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.01μm～0.05μm的电气石20份～30份、聚乙二醇0.1份～0.5份、壳聚糖0.1份～0.5份；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。

进一步的，所述抗氧化剂由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得。

进一步的，所述耐候剂是由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本发明通过对现有驻极母粒材料中的驻极剂进行改性，即以电气石为主要成分，并将该电气石平均粒径限定在0.01μm～0.05μm的极小范围内，以及通过加入聚乙二醇使得电气石能均匀的加载在聚丙烯树脂载体上，加入壳聚糖防止电气石之间发生团聚黏结，提高产物驻极母粒的过滤细度和分散性，从而在确保产物驻极母粒材料生产出来的熔喷布具有优异驻极耐久性，延长熔喷布及其衍生产品的保质期的同时，防止在生产熔喷布过程中发生机器堵模头的现象。

2.相对于其他耐候剂，本发明选择由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得的耐候剂具长期有效性好、添加量少、对配方体系性能影响小的复配型耐光稳定剂的优点。

3.相对于其他抗氧剂，本发明选择阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配，使二者起到协同作用，增加材料耐热氧老化性能。

具体实施方式

以下结合实例，对本发明作进一步详述；

实施例1

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂50份、驻极剂5份、聚丙烯接枝马来酸酐0份、抗氧化剂0.2份、耐候剂0份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.01μm的电气石20份、聚乙二醇0.1份、壳聚糖0.1份；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本实施例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过0次模头被堵需要更换的现象。

实施例2

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂60份、驻极剂7份、聚丙烯接枝马来酸酐4份、抗氧化剂0.4份、耐候剂2份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.02μm的电气石22份、聚乙二醇0.2份、壳聚糖0.2份；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得，

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本实施例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过0次模头被堵需要更换的现象。

实施例3

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂70份、驻极剂9份、聚丙烯接枝马来酸酐2份、抗氧化剂0.3份、耐候剂2份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.03μm的电气石25份、聚乙二醇0.3份、壳聚糖0.3份；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本实施例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过0次模头被堵需要更换的现象。

实施例4

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂90份、驻极剂15份、聚丙烯接枝马来酸酐4份、抗氧化剂0.4份、耐候剂4份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.04μm的电气石27份、聚乙二醇0.4份、壳聚糖0.4份；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本实施例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过0次模头被堵需要更换的现象。

实施例5

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂100份、驻极剂20份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、抗氧化剂0.5份、耐候剂5份；

其中，所述驻极剂由以下重量份数的组分组成：平均粒径为0.05μm的电气石30份、聚乙二醇0.5份、壳聚糖0.5份；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本实施例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过0次模头被堵需要更换的现象。

比较例

采用以下重量份数的原料：

聚丙烯树脂100份、驻极剂20份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、抗氧化剂0.5份、耐候剂5份；

其中，所述驻极剂为平均粒径为0.05μm的电气石；

所述相容剂均优选为聚丙烯接枝马来酸酐；

所述抗氧化剂均优选由阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配制得；

所述耐候剂均优选由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；

其制备方法包括以下步骤：

A.按上述重量份比称取各原料；

B.将各原料放入搅拌机中搅拌混合，得到混合物料；

C.将所述混合物料放入双螺杆挤出机塑化挤出，冷却，得到硬化物料；其中，所述塑化温度为180℃～210℃；

D.将所述硬化物料放入切粒机中造粒，然后过筛、冷却、干燥。

将本比较例所得的产物——驻极母粒材料用于生产熔喷布时，在连续生产2h～3h内，出现过3次模头被堵需要更换的现象。

过滤效率及阻力性能测试

测试方法如下：

将上述实施例1-实施例5及比较例制得的产物驻极母粒材料与聚丙烯树脂混合，其中所述驻极母粒材料与聚丙烯树脂的重量比为1：20；将所得混合物熔融后，过滤，并经计量泵计量后通过喷嘴喷丝形成超细纤维，所述超细纤维经过220℃～250℃、1Mpa恒温恒压的热风牵引，形成测试样品，测试样品在经过红外线辐射热处理、10kv电压驻极处理，及循环冷却处理后，收券，得到样品熔喷布，将该样品熔喷布分别经过TSI8130自动滤料测试仪测试；

其中，测试时，介质采用数量中值粒径为0.075±0.02μm的Nacl颗粒，测试流量为85L/min，进行过滤效率及阻力测试。

过滤效率及阻力测试的结果如下表1所示。

表1

综上所述，本发明在确保产物驻极母粒材料生产出来的熔喷布具有优异驻极耐久性，延长熔喷布及其衍生产品的保质期的同时，解决了在生产熔喷布过程中发生机器堵模头的现象。