非粘性高摩擦系数高分子材料、无纺布复合材料及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种非粘性高摩擦系数高分子材料、无纺 布复合材料及其应用。
【背景技术】
[0002] 很多居家、商业和工业场合，需要用到具有高摩擦系数的薄膜及复合物，如桌布、 盖布、鞋套等。聚乙烯和聚丙烯因其价格低、生产工艺成熟，在民生、农业、医疗卫生行业 一直占有很高的使用比例。目前市场上的聚乙烯、聚丙烯薄膜本身摩擦系数很低，一般为 〇. 2-0. 3,不具有很好的防滑性能，应用受到很多限制。聚丙烯无纺布因其价格低、生产工艺 成熟、且为炭氢结构的非极性聚合物，具有吸水性低、耐化学药品性能好、细菌病毒侵入难， 与人体皮肤无刺激、无毒性等优点，因此医疗卫生领域几乎都使用聚丙烯无纺布。但聚丙烯 为非极性高分子，而且纤维表面光滑，单独用无纺布制得的制品不具有高的摩擦系数，需要 在表面加上一层高摩擦系数的材料达到增加防滑性的作用，从而可应用于要求具有很好防 滑性的场合。
[0003] 现有市场上很多医用材料（如医用鞋套）的防滑是在无纺布表面涂上一层具有粘 性的水胶或热熔胶，这些具有粘性的水胶及热熔胶会与接触面产生高的摩擦力来达到防滑 效果，摩擦系数一般在〇. 3-0. 8。常用的水胶及热熔胶，如聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯、 丙烯酸酯、聚苯乙烯类、乙烯醋酸乙烯类、丙烯酸类等，这些水胶及热熔胶皆为带有极性的 化学物质。涂布在非极性聚丙烯的织造物上，相互间的结合只有微弱的分子间范德华力，分 子间没有互相缠绕，所以粘合强度低；为保证可进行容易上胶，必须要选用分子量小、分子 量分布宽的胶水，固化后胶本身强度差。这些缺点会造成材料与接触面摩擦时容易掉胶。掉 胶即是防滑胶水层脱离无纺布，导致不防滑，同时胶粘性大，脱落的胶会粘于接触面，造成 接触面清洁困难；同时胶粘到接触面，若没有及时清理，使脏物和病毒聚集，对环境控制造 成困难；尤其对于要求无菌环境的手术室，可能造成手术感染的风险，存在很多隐患。水胶 的涂布过程中水胶要经过润湿、扩散、干燥固化等工序，工序复杂，同时水胶粘度随环境和 时间变数大，加工不易，产品品质稳定性差，上胶机器清理清理保养困难。热熔胶需要使用 较高温度及压力，胶水容易劣化，同样也是有产品品质稳定性差，上胶机器清理清理保养困 难等缺点。因此亟待开发一种非粘性高摩擦系数以及制作工艺简单的材料解决上述问题。
[0004] 目前市场上也有防滑材料，通过在聚乙烯薄膜层添加高摩擦系数材料，如乙烯弹 性体来增加防滑性，但因聚乙烯和聚丙烯为不同的高分子，热复合无法形成均匀的单相，分 子间没有互相缠绕，两种高分子的界面只靠微弱的范德华力结合，接合强度小。也有使用热 熔胶贴合的复合面料，材料灭菌和使用过程，因温度和压力的变化，中间层的热胶会渗漏到 无纺布的最外层，使材料折叠后的层与层互相粘接，手术时展开困难，同时漏出的胶粘结异 物，存在手术交叉感染的风险。
[0005] 目前市场上材料存在以上所述的种种缺陷，应用受到很多限制，因此亟待开发一 种不具有粘性并有高摩擦系数的材料，解决目前市场上的产品粘接异物、耐磨性差、防滑性 差、容易滑动、滑落等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种非粘性高摩擦系数高分子材 料。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种非粘性高摩擦系数高分子材料，
[0008] (a)所述非粘性高摩擦系数高分子材料为等规聚丙烯高分子或/和其衍生物；
[0009] (b)所述等规聚丙烯高分子或/和其衍生物的流速参量为5~15,，优选为5. 5~ 8 ;所述流速参量的计算公式为（MI5K<rMI2.16K(；V(5-2. 16)，式中MI5kg、MI2.16kg分别为按照 ASTM D1238标准（热塑性塑料熔体流动速率的标准测试方法）在190°C条件下按照测试载 荷分别为5kg、2. 16kg时测定的熔融指数，即这两个载荷的熔融指数增量和载荷增量的比 值，代表材料对剪切力的敏感性。
[0010] 优选的，非粘性高摩擦系数高分子材料，（a)包含等规聚丙烯结构或/和等规聚丙 烯衍生物结构（这里的聚丙烯衍生物结构是指其接枝或嵌段有乙基、丁基、已基和辛基等 常见基团的聚丙烯结构），具体指它的结构通式或其组分的结构通式中包含规聚丙烯或/ 和等规聚丙烯衍生物结构嵌段，这种化学结构嵌段可以是无规则的，也可以是规格排布的； (b)所述非粘性高摩擦系数高分子材料的流速参量或其组分的流速参量为5~15。
[0011] 优选地，非粘性高摩擦系数材料，（a)它包含等规共聚聚丙烯弹性体或/和等规均 聚聚丙烯；(b)所述等规共聚聚丙烯弹性体结构通式中含有质量百分比为5~30%的聚乙 稀结构；
[0012] (C)所述等规均聚聚丙烯的熔融指数为1~15g/10min，即按照ASTM D1238标准 在190°C条件下按照测试载荷为2. 16KG时测定的熔融指数为l-15g/10min。
[0013] 优选地，所述等规聚丙烯高分子及其衍生物的的熔融指数为0. 5~20g/10min， 即按照ASTM D1238标准在190 °C条件下按照测试载荷为2. 16KG时测定的熔融指数为 0. 5-20g/10min，优选为l-15g/10min。所述非粘性高摩擦系数高分子材料的密度为0. 7~ 1. lg/cm3,优选为 0. 8-1. 05g/cm3,其测定标准参考 ASTM D1505。
[0014] 进一步优选的，所述非粘性高摩擦系数高分子材料的原料配方中包含以下质量分 数的组分：等规共聚聚丙烯弹性体20~90%;等规均聚聚丙烯10~80%，爽滑剂、开口剂、 抗静电剂、色母、阻燃剂、抗菌剂、填充剂均为〇~10%，具体可以根据实际需要进行添加， 需要注意的是当将多种添加剂（例如爽滑剂、抗静电剂、抗菌剂和阻燃剂）组合使用时能够 取得一定的意想不到的效果：提高高分子材料的韧性以及与其它物质的粘结力。或者混合 比例为等规共聚聚丙烯弹性体10~99. 5%，聚乙烯0~90%，爽滑剂、开口剂、抗静电剂、 色母、阻燃剂、抗菌剂、填充剂均为0~10%，优选为0. 5~10%。
[0015] 采用如上比例的高分子材料，经熔融混合，经吹膜或流延制得的薄膜；或在线和聚 丙稀无纺布热复合，经冷却固化制得无纺布复合材料，所述聚丙稀无纺布可选用经电晕处 理无纺布提高接着性。所述薄膜可为单层、双层或双层以上的共挤或复合多层膜，所述薄膜 可单面或双面防滑。所述在线复合方式包括在线淋膜，在线涂布等；所述无纺布复合材料， 可为单面或双面的全面复合，局部复合，条状、点状、圆圈状或其他形状的部分复合。因本发 明中包含等规聚丙烯结构或/和等规聚丙烯衍生物结构，使其具有优秀的机械性能；同时 特定流速参量和熔融指数的材料，产生了意想不到的效果：所制得的材料具有高的防滑性 能且不具有粘性。而且无纺布复合材料一边为含等规聚丙烯结构或/和等规聚丙烯衍生物 结构的高分子材料材料，另一边为聚丙烯，两种相同材质表层经加热熔融分子间互相扩散 和互相渗透，分子与分子互相缠绕形成均匀的单相结构，固化后具有很强的接合强度，不需 要使用胶水。它的COF(摩擦系数）可达到0. 3~1. 8。
[0016] 本发明还涉及无纺布复合材料在医用鞋套中的应用。该医用鞋套包括鞋套本体 (克重为20-100g Sm)和设置于所述鞋套本体底部的防滑部（防滑部为条状非粘性高摩擦 系数高分子材料）。防滑部条数为1~10,优选为1~6 ;防滑部宽度为0. 1~15cm，优选 为0. 5-5cm;防滑部间隔为0~15cm，优选为0. 5-5cm;防滑部厚度为0. 01~0. 5_，优选为 0.05-0. 1_。所述后道工艺包括车缝、热封合、超声波、高周波等。所述医用鞋套的防滑部 为具有高的摩擦系数的材料，防滑性好，耐磨性高，工艺简单、成本低，可解决传统上胶医用 鞋套耐磨性差、防滑性差、容易掉胶、胶粘接异物、工序复杂、成本高等缺点，传统上胶医用 鞋套因夏季运输途中不耐高温互相粘结，本发明的防滑部还具有耐高温不发粘的特性。
[0017] 本发明所公开的非粘性高摩擦系数高分子材料及其制得的薄膜和复合材料可用 于家用、农业用、工业用及医用等领域。除应用于本发明所公开的医用鞋套，还可用于手术 铺巾、手术台布、美容铺巾、车用防滑垫、马桶垫、堆高包装袋、货架陈列台面等。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所公开的非粘性高摩擦系数高分子材料制得的单层薄膜材料；
[0019]图2为本发明所公开的非粘性高摩擦系数高分子材料制得的双层薄膜材料；
[0020] 图3为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数条状复合材料剖面图；
[0021]图4为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数条状复合材料平面图；
[0022] 图5为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数全面复合材料剖面图；
[0023]图6为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数全面复合材料平面图；
[0024]图7为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数局部复合材料剖面图；
[0025]图8为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数局部复合材料平面图；
[0026] 图9为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数材料的流延制备方法；
[0027]图10为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数材料的吹膜制备方法；
[0028] 图11为本发明所公开的医用鞋套。
【具体实施方式】
[0029]下面将对本发明优选实施方案进行详细说明：
[0030] 本发明提供了一种非粘性高摩擦系数材料，如图1到图8,该材料具有非粘性的高 摩擦系数，制作工艺简单、成本低，不使用胶水，可解决现有材料粘接异物、高温发粘、耐磨 性差、防滑性差、容易滑落等缺点。
[0031] 实施例1
[0032] 参考图1为本发明所公开的非粘性的高摩擦系数单层薄膜材料，101为含等规聚 丙烯高分子及衍生物薄膜，组成为：重量比为60%的等规共聚聚丙烯弹性体，38%聚乙烯， 2%抗静电剂；厚度为30um。本实例中等规共聚聚丙烯弹性体的流速参量为6.0。根据ASTM D1894,测得COF为1. 25,与市场现有材料及和其他实施例比较如表1。
[0033] 本实施例采用流延挤出工艺，参见图9,操作步骤如下：
[0034] (1)按配比在称料区103称取原料，
[0035] (2)将称好的原料吸入高速混合机104中，
[0036] (3)将混合后的原料吸入挤出机料斗105中，
[0037] (4)原料在挤出机106中熔融混合经模头107,挤出熔帘108,模头温度控制为 150-250 〇C,
[0038] (5)恪帘流延至钢棍110上和橡胶棍109之间，压合压力为2. 0-6. Okgf/cm2经冷 却固化制得薄膜111，薄膜经展平辊112,收卷装置113,制得材料。
[0