聚乳酸/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯熔喷过滤材料制备方法

文档序号:24740084发布日期:2021-04-20 21:14阅读:202来源:国知局

1.本发明涉及一种聚乳酸/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯熔喷过滤材料制备方法,属于高分子聚合物改性加工技术领域。


背景技术:

2.熔喷材料是由直径很细的纤维构成,该特殊的结构使其具有优良的过滤、抑菌和吸附等作用。又由于熔喷材料的加工通过自身黏合或热黏合,不添加任何化学黏合剂,因此对环境产生的不良影响极小。
3.2019年新冠病毒的全面爆发使医用和工业用口罩、过滤材料、医疗卫生材料等的需求量急剧增加。传统熔喷材料都是由石油基聚丙烯(pp)制成,这种材料在环境中无法自然降解,使用后被人随意丢弃,产生非常多的有害医疗垃圾,留在环境中无法降解,对环境、土壤造成了极大污染。


技术实现要素:

4.本发明的目的是为解决传统熔喷材料使用后无法自然降解的技术问题。
5.为了解决上述技术问题,本发明提供一种聚乳酸/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯熔喷过滤材料制备方法,由以下质量份的组分通过熔喷加工工艺制成:90

100份聚乳酸、1

10份聚对苯二甲酸己二酸丁二酯和0

1份增容剂;其中,所述聚对苯二甲酸己二酸丁二酯为无规共聚物,热分解温度为250
±
20℃,熔融指数为100

200g/10min;所述聚乳酸的重均分子量为6

12万,熔融指数为200

400g/10min,熔点为170
±
10℃,玻璃化转变温度为58
±
2℃,熔体密度在230℃下为1.20g/cm3;所述增容剂为环氧官能团扩链剂。
6.进一步地,所述熔喷加工工艺的步骤为:将干燥后的聚乳酸、干燥后的聚对苯二甲酸己二酸丁二酯和增容剂进行共混,共混物通过单螺杆挤出机分散塑化、加热、熔融、挤压成熔体,熔体经过计量泵计量后送入模头,并经喷丝孔挤出,最后经高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上粘合形成非织造材料;所述熔喷加工的工艺参数为:将共混物在200

230℃的条件下从喷丝孔喷出,模头热风温度为200

240℃,热风压力控制在0.1

0.4mpa,模头跟铺网器距离为10

50cm,环境温度控制在15

20℃。
7.进一步地,所述熔喷加工工艺的步骤为:将干燥后的聚乳酸、干燥后的聚对苯二甲酸己二酸丁二酯和增容剂进行共混,共混物先通过双螺杆挤出机造粒,得到成品颗粒材料,再将成品颗粒材料经过螺杆挤出机塑化熔融,熔体经过计量泵计量后送入模头,并经喷丝孔挤出,最后经高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上粘合形成非织造材料;所述造粒步骤的工艺参数为:双螺杆加工温度160

230℃,转速200

900n/min。
8.进一步地,所述聚乳酸的干燥温度为70

120℃,干燥时间为12

24小时,干燥后水分含量应小于50ppm。
9.本发明采用的其中一种原料聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(pbat)是由对苯二甲酸、己二酸和1,4

丁二醇聚合而成的三元共聚酯,是一种新型的生物降解材料,结构中的脂肪
链具有柔性,又由于脂肪族酯键的存在,促使其具有生物可降解性。另一种原料聚乳酸(pla)为生物质材料,具有优异的生物相容性,在适当的环境和条件下即可堆肥降解,对环境无污染,也被认为是低碳原料。由这两种原料制成的pla/pbat熔喷过滤材料具有良好的柔顺性,良好的弹性,皮肤接触性极佳且具有一定的抑菌效果,实现了具有生物自然降解功能的熔喷过滤材料在传统熔喷设备上的正常生产,同时通过优化配方和工艺,仅仅利用单螺杆挤出机就能完成双组份材料的混炼,使两种材料的优势能得到很好的互补。
具体实施方式
10.现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明,本发明的应用并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通都将落入本发明的保护范围。
11.实施例1:
12.一种pla/pbat在线复合熔喷过滤材料,所述塑料合金包含以下质量百分比的组分:
13.组分名称质量百分比聚乳酸98聚对苯二甲酸己二酸丁二酯2巴斯夫4370f0
14.将pla、pbat在80℃下干燥24h,干燥后水分含量小于100ppm;
15.将干燥后的98份pla、2份pbat共混8min,经双螺杆挤出机加热、熔融、挤压成熔体,当熔体从模头的喷丝孔挤出时,受到高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上靠自身热粘合形成非织造材料。
16.双螺杆挤出机主体加热9个区域,前4区域温度为140

180℃,后5个区域温度为190

220℃,挤出模口温度为230℃,螺杆转速为560n/min。
17.上述材料经测,气溶胶nacl条件下,0.3μm颗粒过滤效率≥98.6%,阻力32pa,过滤效果符合gb2626

2009的kn99标准。
18.实施例2:
19.组分名称质量百分比聚乳酸98聚对苯二甲酸己二酸丁二酯2巴斯夫4370f0.2
20.将pla、pbat、巴斯夫4370f在85℃下干燥20h,干燥后水分含量小于100ppm;
21.将干燥后的98份pla、2份pbat和0.2份巴斯夫4370f共混12min,经单螺杆挤出机加热、熔融、挤压成熔体,当熔体从模头的喷丝孔挤出时,受到高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上靠自身热粘合形成非织造材料。
22.单螺杆挤出机分为6个区域,其中1区温度为120℃,2区温度为140℃,3区温度为190℃,4区温度为210℃,5区温度为220℃,挤出模口温度为230℃,螺杆式转速为120n/min。
23.上述材料经测,气溶胶nacl条件下,0.3μm颗粒过滤效率≥98.3%,阻力36pa,过滤效果符合gb2626

2009的kn99标准。
24.实施例3:
25.组分名称质量百分比聚乳酸95聚对苯二甲酸己二酸丁二酯5xy

270.5
26.将pla、pbat、巴斯夫4370f在90℃下干燥18h,干燥后水分含量小于100ppm;
27.将干燥后的95份pla、5份pbat和0.5份巴斯夫4370f共混12min,经双螺杆挤出机加热、熔融、挤压成熔体,当熔体从模头的喷丝孔挤出时,受到高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上靠自身热粘合形成非织造材料。
28.双螺杆挤出机主体加热9个区域,前4区域温度为140

180℃,后5个区域温度为190

220℃,挤出模口温度为230℃,螺杆转速为600n/min。
29.上述材料经测,气溶胶nacl条件下,0.3μm颗粒过滤效率≥98.9%,阻力41pa,过滤效果符合gb2626

2009的kn99标准。
30.实施例4:
31.组分名称质量百分比聚乳酸95聚对苯二甲酸己二酸丁二酯5xy

271
32.将pla、pbat、巴斯夫4370f在95℃下干燥15h,干燥后水分含量小于100ppm;
33.将干燥后的95份pla、5份pbat和1份巴斯夫4370f共混15min,经单螺杆挤出机加热、熔融、挤压成熔体,当熔体从模头的喷丝孔挤出时,受到高压热气流喷吹牵伸形成超细纤维,在网帘上靠自身热粘合形成非织造材料。
34.单螺杆挤出机分为6个区域,其中1区温度为120℃,2区温度为140℃,3区温度为190℃,4区温度为210℃,5区温度为220℃,挤出模口温度为230℃,螺杆式转速为120n/min。
35.上述材料经测,气溶胶nacl条件下,0.3μm颗粒过滤效率≥99.1%,阻力29pa,过滤效果符合gb2626

2009的kn99标准。
36.以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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