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一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用

技术摘要:
本发明公开了一种熔喷聚丙烯材料及其制备方法和应用,由以下组分组成:熔喷聚丙烯65‑80份,低等规度聚丙烯20‑35份,硬脂酸盐2‑3份。本发明将低等规度聚丙烯LMPP与熔喷聚丙烯共混,可有效改善熔喷无纺布的手感,制备得到的熔喷无纺布具有柔和手感,且具有高强力、高  全部
背景技术:
熔喷无纺布是一次性医用外科口罩、医用N95口罩等产品当中的关键过滤材料,而 熔喷无纺布主要以聚丙烯为原材料,经过喂料-熔融挤出-纤维形成-纤维冷却-成网-加固 成布等工艺过程制备而成。熔喷形成的纤维直径可以达到1~5微米,其空隙多、结构蓬松、 抗褶皱能力好,这些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, 从而使熔喷无纺布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。可用于空气、液体过滤材 料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。 然而,目前已有的熔喷聚丙烯材料在制备熔喷无纺布的过程中,由于对熔喷无纺 布的颗粒过滤效率要求较高(YY0469-2011标准中要求一次性医用外科口罩的BFE达95%以 上),在满足高滤效熔喷无纺布的同时,存在熔喷无纺布手感偏硬,布面呈现硬而脆的特性, 这将导致其制备的口罩在佩戴过程中,出现布面断裂,口罩难以有效贴合佩戴者面部的情 况。并且,针对女性以及儿童而言,由于其脸部面积较小,该问题将更加严峻,这将直接导致 口罩在使用过程中无法起到阻隔飞沫、细菌、气凝胶等的作用,威胁到疫情时期人们的生命 健康。鉴于此,目前市面上急需一种可制备柔和手感,同时表面硬度较低熔喷无纺布的熔喷 聚丙烯材料。 因此研究一种具有柔和手感的熔喷聚丙烯材料具有极佳的工业应用前景。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术存在的不足,本发明的首要目的在于提供一种具有柔和手 感的熔喷聚丙烯材料,由该材料制备的熔喷无纺布具有柔和手感、且具有高强力、高韧性等 优点,同时可提升熔喷无纺布的颗粒过滤效率和空气透气性。 本发明的另一目的在于提供上述熔喷聚丙烯材料的制备方法。 本发明是通过以下技术方案实现的: 一种熔喷聚丙烯材料,按重量份计,由以下组分组成: 熔喷聚丙烯                       65-80份; 低等规度聚丙烯                   20-35份; 硬脂酸盐                   2-3份。 所述熔喷聚丙烯为熔喷无纺布专用的高流动性聚丙烯树脂,熔融指数在230℃、 2.16kg条件下为1400g/10min-1600g/10min,重均分子量为12000-15000g/mol,分子量分布 指数PDI为2.5-3.5。 熔喷聚丙烯的分子量越大,要想达到熔指要求,所含的小分子物质会越多,从而会 影响熔喷聚丙烯材料的过滤效率,因此,优选的,所述熔喷聚丙烯的重均分子量为12500- 3 CN 111548566 A 说 明 书 2/5 页 13500g/mol,分子量分布指数PDI为2.8-3.2。 所述低等规度聚丙烯为茂金属催化合成的聚丙烯树脂,其熔融指数在230℃、 2.16kg条件下为600g/10min-900g/10min,平均等规度m值为24%-50%。低等规度聚丙烯具有 低结晶性能,可以使熔喷聚丙烯的结晶变慢,从而使制备得到的熔喷无纺布具有较好的柔 和手感。低等规度聚丙烯的平均等规度越低,材料的柔软度越高,但平均等规度过低,会影 响材料的力学性能,因此,综合考虑,优选的,所述低等规度聚丙烯的平均等规度m值为30%- 45%。 本发明的低等规度聚丙烯可通过本领域常规方法制备,也可以通过市购获得。 本发明通过特定量的低等规度聚丙烯(LMPP)和熔喷聚丙烯共混,可有效改善熔喷 无纺布的手感,制备得到的熔喷无纺布具有优异的柔软性,且能同时提升熔喷无纺布的颗 粒过滤效率和空气透气性。若低等规度聚丙烯加入过多,一方面会降低材料的强度,另一方 面可降低熔喷无纺布颗粒过滤效率。 所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钴、硬脂酸镁、稀土硬脂酸盐中的 一种或多种。硬脂酸盐可有效提高材料的结晶度、α晶相比例和晶粒尺寸,进而提高电荷储 存性能。 本发明还提供了上述熔喷聚丙烯材料的制备方法,包括如下步骤: 按比例称量各组分后,将各组分经过高速混合机混合均匀,然后通过双螺杆挤出机在 160-180℃下熔融挤出、造粒,干燥后即得到熔喷聚丙烯材料。 本发明还提供了上述熔喷聚丙烯材料在制备空气过滤材料、液体过滤材料、隔离 材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料或吸油材料中的应用。 优选的,本发明上述熔喷聚丙烯材料用于制备熔喷无纺布。由本发明上述熔喷聚 丙烯材料制备的熔喷无纺布,具有柔和手感,且具有高强力、高韧性等优点,同时可提升熔 喷无纺布的颗粒过滤效率和空气透气性,这种材料在制备要求完美贴合面部的高滤、低阻 的女性/儿童口罩中具有广泛的应用前景。 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果: (1)本发明将低等规度聚丙烯LMPP与熔喷聚丙烯共混,利用低等规度聚丙烯LMPP的弹 性,以及两者之间的良好相容性,低等规度聚丙烯对不同剪切速率下熔喷聚丙烯的表观粘 度影响不大,制备得到的PP/LMPP非织造材料体现出高强和高柔韧性,因此具有柔和手感, 由此制备出的口罩可更好的贴合佩戴者面部,可广泛应用于包装和医卫产品领域。 (2)本发明的低等规度聚丙烯LMPP的低结晶性能对熔喷聚丙烯的结晶具有稀释作 用,使熔喷聚丙烯的结晶变慢,更容易被充分牵伸,纺丝的固化位置被移向下游,颈状变形 也受到抑制,可纺性得到改善。且在高速纺纱速度、在冷却空气出现的条件下纤维直径的波 动降低,纤维直径更加均一,制备出的熔喷无纺布表面更光滑,手感更细腻。 (3)本发明的低等规度聚丙烯LMPP容易进入熔喷聚丙烯的非晶相,使非晶相区域 范围增加,非晶区与晶区的界面增多,造成驻极处理过程中的捕集电荷的“界面陷阱”增多, 因此相同驻极条件后的熔喷无纺布颗粒过滤效率以及70℃热处理24h后的颗粒过滤效率均 会有所提升。 (4)本发明提供的熔喷聚丙烯材料中,原料皆为市售常用材料,无特殊化学品,制 备过程简单易行,对设备要求低,产品的综合性价比较高,可以根据不同用途制备具有优良 4 CN 111548566 A 说 明 书 3/5 页 过滤性能的一次性医用/防护口罩,具有极佳的工业应用前景。
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