一种熔喷布用电驻极母粒及其制备方法与流程

本发明涉及熔喷布，具体涉及一种熔喷布用电驻极母粒及其制备方法。

背景技术：

1、熔喷布是口罩最核心的材料，主要以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到1-5μm，熔喷布空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，具有独特毛细结构的超细纤维能够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，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。

2、电驻极是通过高压放电，将电荷附着在熔喷布上，使得过滤材料纤维带有电荷，结合熔喷超细纤维材质致密的特点，带电纤维间形成了大量的电极，带电纤维不仅能够像磁铁一样吸引环境中大部分的带电微粒，也可将为带电的部分颗粒极化，进而吸附一些颗粒较小的污染物，甚至病毒这种纳米级的物质也可进行静电吸附或电荷相斥阻隔，因此，通过电驻极处理的过滤材料具备高效、低阻、吸附极微小颗粒等优点。

3、但是电驻极熔喷布在长时间存放后会导致电荷消散，从而影响过滤性能，而且电驻极熔喷布的空气阻力大，透气性低，为了解决上述问题，目前最常用的方法为向电驻极母粒中加入无机纳米粒子，但是无机纳米粒子的加入会影响熔喷布的柔软度、断裂强力和断裂伸长率。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种熔喷布用电驻极母粒及其制备方法，能够延缓熔喷布的电荷消散，提高持久过滤性能，降低熔喷布的空气阻力，提高透气性的同时，提高熔喷布的柔软度、断裂强力和断裂伸长率。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种熔喷布用电驻极母粒，按重量份计，包括：100-110份聚丙烯、15-20份轻质碳酸钙、5-10份纳米二氧化硅、5-8份改性壳聚糖、3-6份纳米氮化硼、0.8-1份硬脂酸钙、0.1-0.15份抗氧剂1010、1.3-1.6份聚乙烯蜡、1.5-2份硅烷偶联剂kh560、0.1-0.12份磷酸氢锆；

4、所述聚丙烯树脂在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为1000-1200g/10min；

5、所述纳米二氧化硅的粒径为60-80nm；

6、所述纳米氮化硼的粒径为120-150nm；

7、所述改性壳聚糖的制备方法为：将硅烷偶联剂kh550、纳米二氧化硅、去离子水加入反应釜中，在70-75℃下搅拌，冷却，过滤，将滤渣置于105-110℃下烘干，得到初级改性二氧化硅；将初级改性二氧化硅、无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-45℃，搅拌，然后滴加乙二醛，控制滴加速度为8-10ml/min，滴加结束后继续搅拌2-2.5h，冷却，过滤，将滤渣置于80-85℃下烘干，得到改性二氧化硅；将壳聚糖、丙酮加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-45℃，搅拌20-25min后，加入植酸，继续搅拌25-30min，然后加入改性二氧化硅，继续搅拌1-1.5h，冷却，过滤，将滤渣置于60-65℃下烘干，得到二氧化硅改性壳聚糖；

8、所述改性壳聚糖的制备中，所述纳米二氧化硅的粒径为60-80nm；

9、所述改性壳聚糖的制备中，硅烷偶联剂kh550、纳米二氧化硅、去离子水的重量比为10-12:17-20:37-40；

10、所述改性壳聚糖的制备中，初级改性二氧化硅、无水乙醇、乙二醛的重量比为10:50-55:4-7；

11、所述改性壳聚糖的制备中，壳聚糖、丙酮、植酸、改性二氧化硅的重量比为10-12:50-55:4-6:12-15。

12、一种熔喷布用电驻极母粒的制备方法，包括高速混合、熔融造粒、后处理；

13、所述高速混合，将规定份数的聚丙烯、轻质碳酸钙、纳米二氧化硅、改性壳聚糖、纳米氮化硼、硬脂酸钙、抗氧剂1010、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂kh560、磷酸氢锆加入高速混合机中进行高速混合，控制高速混合时的转速为1200-1500rpm，时间为2-3min，高速混合结束得到预混料；

14、所述熔融造粒，将预混料经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机的长径比为40-42:1，主机转速为140-160hz，各区挤出温度分别为：180-185℃，185-190℃，195-205℃，205-210℃，210-215℃，205-215℃,195-200℃，熔融挤出造粒结束得到初级电驻极母粒；

15、所述后处理，将初级电驻极母粒置于后处理液中浸泡，控制浸泡温度为40-45℃，浸泡30-35min后，向后处理液中通入微电流，边浸泡边进行微电流处理，控制微电流的大小为6-8μa，1-1.2h后，停止微电流处理和浸泡，过滤后弃去滤液，将过滤得到的母粒置于80-85℃下烘干得到电驻极母粒；

16、所述后处理中，初级电驻极母粒与后处理液的重量比为1:1.8-2；

17、所述后处理液，按重量份计，包括：3-5份聚乙烯吡咯烷酮，1-2份氯化钠，0.5-0.8份焦磷酸钠，0.5-0.7份甜菜碱，0.4-0.6份聚乙二醇200，100-105份去离子水。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、（1）本发明的熔喷布用电驻极母粒，能够延缓熔喷布的电荷消散，从而提高持久过滤性能，由本发明的电驻极母粒制备的熔喷布的初始过滤效率为95.6-96.5%，在温度为85℃，湿度为85%下高温高湿处理120h后的过滤效率为94.1-94.5%，在温度为120℃下高温老化处理12h后的过滤效率为93.5-94.6%；

20、（2）本发明的熔喷布用电驻极母粒，能够降低熔喷布的空气阻力，由本发明的电驻极母粒制备的熔喷布的空气阻力为47-52pa；

21、（3）本发明的熔喷布用电驻极母粒，能够提高熔喷布的透气性，由本发明的电驻极母粒制备的熔喷布的压力差为26.4-28.7pa/cm2；

22、（4）本发明的熔喷布用电驻极母粒，能够提高熔喷布的柔软度，由本发明的电驻极母粒制备的熔喷布的纵向柔软度为121-127mn，横向柔软度为133-138mn；

23、（5）本发明的熔喷布用电驻极母粒，能够提高熔喷布的断裂强力和断裂伸长率，由本发明的电驻极母粒制备的熔喷布的纵向断裂强力为47-51n，横向断裂强力为52-55n，纵向断裂伸长率为187-194%，横向断裂伸长率为195-203%。

技术特征：

1.一种熔喷布用电驻极母粒，其特征在于，按重量份计，包括：100-110份聚丙烯、15-20份轻质碳酸钙、5-10份纳米二氧化硅、5-8份改性壳聚糖、3-6份纳米氮化硼、0.8-1份硬脂酸钙、0.1-0.15份抗氧剂1010、1.3-1.6份聚乙烯蜡、1.5-2份硅烷偶联剂kh560、0.1-0.12份磷酸氢锆。

2.根据权利要求1所述的熔喷布用电驻极母粒，其特征在于，所述聚丙烯树脂在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为1000-1200g/10min；

3.根据权利要求1所述的熔喷布用电驻极母粒，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备方法为：将硅烷偶联剂kh550、纳米二氧化硅、去离子水加入反应釜中，在70-75℃下搅拌，冷却，过滤，将滤渣置于105-110℃下烘干，得到初级改性二氧化硅；将初级改性二氧化硅、无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-45℃，搅拌，然后滴加乙二醛，控制滴加速度为8-10ml/min，滴加结束后继续搅拌2-2.5h，冷却，过滤，将滤渣置于80-85℃下烘干，得到改性二氧化硅；将壳聚糖、丙酮加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-45℃，搅拌20-25min后，加入植酸，继续搅拌25-30min，然后加入改性二氧化硅，继续搅拌1-1.5h，冷却，过滤，将滤渣置于60-65℃下烘干，得到二氧化硅改性壳聚糖。

4.根据权利要求3所述的熔喷布用电驻极母粒，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备中，所述纳米二氧化硅的粒径为60-80nm；

5.一种权利要求1所述的熔喷布用电驻极母粒的制备方法，其特征在于，包括高速混合、熔融造粒、后处理；

6.根据权利要求5所述的熔喷布用电驻极母粒的制备方法，其特征在于，所述高速混合，将规定份数的聚丙烯、轻质碳酸钙、纳米二氧化硅、改性壳聚糖、纳米氮化硼、硬脂酸钙、抗氧剂1010、聚乙烯蜡、硅烷偶联剂kh560、磷酸氢锆加入高速混合机中进行高速混合，控制高速混合时的转速为1200-1500rpm，时间为2-3min，高速混合结束得到预混料。

7.根据权利要求5所述的熔喷布用电驻极母粒的制备方法，其特征在于，所述熔融造粒，将预混料经双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，控制双螺杆挤出机的长径比为40-42:1，主机转速为140-160hz，各区挤出温度分别为：180-185℃，185-190℃，195-205℃，205-210℃，210-215℃，205-215℃,195-200℃，熔融挤出造粒结束得到初级电驻极母粒。

8.根据权利要求5所述的熔喷布用电驻极母粒的制备方法，其特征在于，所述后处理中，初级电驻极母粒与后处理液的重量比为1:1.8-2。

9.根据权利要求5所述的熔喷布用电驻极母粒的制备方法，其特征在于，所述后处理液，按重量份计，包括：3-5份聚乙烯吡咯烷酮，1-2份氯化钠，0.5-0.8份焦磷酸钠，0.5-0.7份甜菜碱，0.4-0.6份聚乙二醇200，100-105份去离子水。

技术总结
本发明公开了一种熔喷布用电驻极母粒及其制备方法，属于熔喷布技术领域，所述电驻极母粒按重量份计，包括：100‑110份聚丙烯、15‑20份轻质碳酸钙、5‑10份纳米二氧化硅、5‑8份改性壳聚糖、3‑6份纳米氮化硼、0.8‑1份硬脂酸钙、0.1‑0.15份抗氧剂1010、1.3‑1.6份聚乙烯蜡、1.5‑2份硅烷偶联剂KH560、0.1‑0.12份磷酸氢锆；所述电驻极母粒的制备方法包括高速混合、熔融造粒、后处理；本发明能够延缓熔喷布的电荷消散，提高持久过滤性能，降低熔喷布的空气阻力，提高透气性的同时，提高熔喷布的柔软度、断裂强力和断裂伸长率。

技术研发人员：李绍亮,毛淑丽,梁跃华,郭静,黄岩
受保护的技术使用者：肇庆浚荣非织造材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13