一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法与流程

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一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法与流程

[0001]
本发明涉及一种无纺布的制备方法,具体而言涉及一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法。


背景技术:

[0002]
聚丙烯已经成为我国高分子材料的主导产品之一。2016年,国内聚丙烯产能已经突破2000万吨,产量达1768.8万吨。聚丙烯的主要用途是生产编织制品、薄膜制品、注塑制品、纺织制品等,广泛应用于汽车、电子与家电、建筑管材、包装、纤维等领域。其中,聚丙烯纤维料主要用于生产丙纶纤维,丙纶纤维按其用途大致可分为丙纶非织造布(又称无纺布)、bcf地毯丝、烟用丙纶丝束等,其中生产量最大的为无纺布,占产品总量的70%以上。2016年,国内无纺布的产量在300万吨左右。无纺布的生产工艺目前以熔喷工艺和纺粘工艺为主流。其实,国内超大型聚丙烯无纺布生产企业已经完成了熔喷和纺粘工艺的复合,以生产多层无纺布为主。无纺布在建筑、医疗、环保、服装、汽车、航空航天等行业广泛应用,主要应用集中在高技术渗透和新型材料领域。其中,聚丙烯无纺布在医疗和美容等领域的应用呈现更高的增长速率。近年来,随着社会经济水平的不断发展,人口流动加剧,各类传染性疾病多次形成了公共卫生事件,医疗防护级别上升引发公共卫生需求激增,无纺布产业多次迎来了良好的发展机遇。另外,随着医疗技术的进步,外伤治疗和康复对敷料的需求激增。此外,随着生活水平的提高,人们对个人美容予以高度关注,每年投入到面膜美容的消费均呈现两位数以上的增长。在这些应用领域中,聚丙烯无纺布显示出优异的使用性能,且成本低廉。
[0003]
但聚丙烯纤维为非极性结构,存在疏水性或吸湿性差等局限,一般熔喷无纺布的接触角大于80
°
,进而使尿、血等体液难以透过,为疏水材料,由此材料构成的无纺布基本无吸湿和吸水功能。因此,必须对聚丙烯无纺布进行亲水改性才能满足卫生用品对覆面材料的要求。
[0004]
目前,常用的无纺布表面改性方法有聚合物接枝法、交联改性法、涂层法、常压等离子体法等,接枝改性是指通过物理或化学方法使聚丙烯基体表面分子链发生裂解反应,从而产生活性位点,进而与接枝单体之间发生反应形成接枝聚合物的过程。交联改性是指使用交联剂让两个或者更多的线型分子通过交联反应互相键合后形成具有网络结构的较稳定分子的过程。然而,人们发现即使经过表面亲水改性的聚丙烯无纺布,仍然存在着亲水性不强、亲水性不稳定、强度低、皮肤贴合性不好等缺陷。
[0005]
因此,如果需要获得亲水性稳定且使用舒适、强度高的聚丙烯无纺布,需要选择与聚丙烯相容性好、具有更好亲水性能且又具有良好可纺性的高分子材料,辅以必要的纺丝助剂,与聚丙烯基材进行共混改性,制得亲水柔韧无纺布专用聚丙烯复合材料,进而配合合适的纺丝工艺才能获得性能优异的亲水无纺布。


技术实现要素:

[0006]
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,该无纺布具有亲水、柔软、高强度等优势。
[0007]
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,所述聚丙烯无纺布主要由以下重量份的组分组成:聚丙烯40~60份、聚乙烯-聚丙烯共聚物10~15份、超高分子量聚乙烯10~15份、乙烯-丙烯酸共聚物2~6份、乙烯-丙烯酸盐共聚物2~6份、脂肪醇聚氧乙烯醚1~5份、芥酸酰胺0.2~0.5份、苯二甲酸二烷基酯5~10份;将超高分子量聚乙烯与苯二甲酸二烷基酯在120~150℃下混合0.5~1小时,得到超高分子量聚乙烯溶胀体;在上述超高分子量聚乙烯溶胀体中加入聚乙烯-聚丙烯共聚物、聚丙烯,在120~150℃下混合0.5~1小时,得到聚乙烯聚丙烯共混料;在上述共混料中继续加入乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、芥酸酰胺,混料0.5~1小时,得到复合预混料;将上述复合预混料熔融纺丝,得到亲水聚丙烯无纺布。
[0008]
进一步地,所述聚丙烯的等规度大于98%,所述聚丙烯的粘均分子量大于5
×
105;230℃,2.16kg条件下,所述聚丙烯的熔体流动速率为20~80g/10min。
[0009]
进一步地,所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为5
×
105~1
×
107之间;所述超高分子量聚乙烯的粒径为80μm~200μm。
[0010]
进一步地,所述聚乙烯-聚丙烯共聚物为聚乙烯-b-聚丙烯嵌段共聚物;所述共聚物的嵌段数至少为4。
[0011]
进一步地,所述聚乙烯-聚丙烯共聚物中,聚乙烯的含量为10~40%;230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为10~25g/10min。
[0012]
进一步地,所述乙烯-丙烯酸共聚物中丙烯酸含量为10~20wt%,密度为0.93~0.94g/cm3;190℃,2.16kg条件下熔体流动速率为10~30g/10min。
[0013]
进一步地,所述乙烯-丙烯酸盐共聚物中丙烯酸的摩尔含量为5~8%,丙烯酸的中和度为40%,中和成盐的金属离子为钠、钾、镁或锌离子;所述乙烯-丙烯酸共聚物的密度为0.92~0.94g/cm3。
[0014]
本发明的有益效果是:与现有技术中相比,本发明制备的亲水聚丙烯无纺布具有优异的亲水性能,同时还兼具柔软和高强度。
[0015]
本发明利用聚乙烯-聚丙烯嵌段共聚物,对聚乙烯/聚丙烯进行增容,提高了超高分子量聚乙烯与聚丙烯共混的相容性。采用增塑剂作为溶剂,对uhmwpe在一定的温度下,进行溶胀处理,降低uhmwpe大分子链的缠结程度,使其熔体黏度降低到适于加工的范围;同时也提高uhmwpe在聚丙烯材料体系中的分散均匀性;以脂肪醇聚氧乙烯醚作为亲水剂,芥酸酰胺作为亲水润滑剂,提高无纺布表面的亲水性能,通过加入乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-丙烯酸盐共聚物,来提高亲水剂和亲水润滑剂与无纺布基体的结合力,使亲水性能更加持久。此外,由于加入了超高分子量聚乙烯,其在无纺布聚合物基体中形成凝聚缠结结构,从而提高无纺布的机械强度和韧性;在受到外力作用后,基体中的存在的超高分子量聚乙烯缠结结构能够传递、吸收冲击产生的能量,影响材料的韧性和强度,在不影响聚丙烯无纺布柔软性的同时,大大提高了它的强度。柔软、强度高、亲水的聚丙烯无纺布具有非常高的使用价值,也具有非常广的适用范围。
具体实施方式
[0016]
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。但这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0017]
实施例1
[0018]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,所述聚丙烯无纺布主要由以下重量份的组分组成:聚丙烯60份、聚乙烯-聚丙烯共聚物15份、超高分子量聚乙烯10份、乙烯-丙烯酸共聚物2份、乙烯-丙烯酸盐共聚物2份、脂肪醇聚氧乙烯醚1份、芥酸酰胺0.2份、苯二甲酸二烷基酯5份;将超高分子量聚乙烯与苯二甲酸二烷基酯在135℃下混合0.5小时,得到超高分子量聚乙烯溶胀体;在上述超高分子量聚乙烯溶胀体中加入聚乙烯-聚丙烯共聚物、聚丙烯,在130℃下混合0.5小时,得到聚乙烯聚丙烯共混料;在上述共混料中继续加入乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、芥酸酰胺,混料0.6小时,得到复合预混料;将上述复合预混料熔融纺丝,得到亲水聚丙烯无纺布。
[0019]
所述聚丙烯的等规度大于98%,所述聚丙烯的粘均分子量大于5
×
105;230℃,2.16kg条件下,所述聚丙烯的熔体流动速率为80g/10min。所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为5
×
105~1
×
107之间;所述超高分子量聚乙烯的粒径为80μm~200μm。所述聚乙烯-聚丙烯共聚物为聚乙烯-b-聚丙烯嵌段共聚物;所述共聚物的嵌段数至少为4。所述聚乙烯-聚丙烯共聚物中,聚乙烯的含量为10~40%;230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为20g/10min。所述乙烯-丙烯酸共聚物中丙烯酸含量为15wt%,密度为0.93g/cm3;190℃,2.16kg条件下熔体流动速率为25g/10min。所述乙烯-丙烯酸盐共聚物中丙烯酸的摩尔含量为6%,丙烯酸的中和度为40%,中和成盐的金属离子为钠、钾、镁或锌离子;所述乙烯-丙烯酸共聚物的密度为0.93g/cm3。
[0020]
实施例2
[0021]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:所述聚丙烯无纺布主要由以下重量份的组分组成:聚丙烯50份、聚乙烯-聚丙烯共聚物12份、超高分子量聚乙烯12份、乙烯-丙烯酸共聚物4份、乙烯-丙烯酸盐共聚物4份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、芥酸酰胺0.3份、苯二甲酸二烷基酯8份。
[0022]
实施例3
[0023]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:所述聚丙烯无纺布主要由以下重量份的组分组成:聚丙烯40份、聚乙烯-聚丙烯共聚物10份、超高分子量聚乙烯15份、乙烯-丙烯酸共聚物6份、乙烯-丙烯酸盐共聚物6份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、芥酸酰胺0.5份、苯二甲酸二烷基酯10份。
[0024]
对比例1
[0025]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:制备时不加入超高分子量聚乙烯。
[0026]
对比例2
[0027]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:制备时不加入苯二甲酸二烷基酯。
[0028]
对比例3
[0029]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:制备时将所有原料,
包括聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、超高分子量聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、芥酸酰胺、苯二甲酸二烷基酯一起同时混炼。
[0030]
对比例4
[0031]
一种亲水聚丙烯无纺布的制备方法,与实施例1的区别在于:制备时不加入乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-丙烯酸盐共聚物。
[0032]
性能测试
[0033]
1、将上述实施例1-3和对比例1-4中得到的各无纺布进行强度性能测试,结果如下表1所示。
[0034]
表1
[0035][0036]
2、将上述实施例1-3和对比例1-4中得到的各无纺布进行亲水性能测试,结果如下表2所示。
[0037]
表2
[0038][0039]
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

标签: #造纸 #纤维素 #纸品设备的制造及其加工制造技术