一种复合高流动性驻极母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合高流动性驻极母粒及其制备方法，组分为：聚丙烯、无机驻极体、有机驻极体、润滑剂、相容剂、抗氧剂、抗紫外剂；该方法为：将无机驻极体进行表面活化预处理、将有机驻极体先行与熔喷聚丙烯接枝改性；将共混后的改性接枝熔喷聚丙烯与预处理无机驻极体在润滑剂中浸润，最后将驻极体与聚丙烯、抗氧剂、抗紫外剂熔融共混，制备复合高流动性驻极母粒。本发明专利技术在保证具有良好的流动性前提下能保证驻极体在低添加量下依旧拥有较好的驻极效果，且有机驻极体和无机驻极体在熔喷聚丙烯内分布均匀，无明显团聚，制备后续熔喷布加工不堵磨口，产品过滤效率高，同时产品具有较好的耐油耐盐性，并保证熔喷布生产具有更好的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合高流动性驻极母粒及其制备方法
：本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种复合高流动性驻极母粒及其制备方法。
技术介绍
：随着时代的进步，伴随工业化快速发展的同时，也不避免的出现了一定的环境污染，日常生活环境中人们吸入可吸入颗粒物的可能性越来越高，且可吸入颗粒物在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度的影响都很大。通常来自在未铺的沥青、水泥的路面上行驶的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。可吸入颗粒物被人吸入后，会积累在呼吸系统中，引发许多疾病，对人类危害大。因此，日常生活中携带口罩进行防护已成为必不可少的举措，而其中对于口罩的吸附性效果尤为关注，人们越来越重视开发可以吸附这些颗粒物的材料，普通口罩主要利用自身纤维极性吸附空气中的颗粒，细而柔软卷曲的纤维以及面密度较大的织物具有很好的静电吸附效果，其过滤效率和抗湿性能较好，但吸附效率仍然低，不能起到有效的阻隔作用，普通的纤维过滤材料主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降等机械阻挡作用来过滤空气中的微粒，因此对粒径小于1μm的粒子过滤效果不理想。多数细菌、病毒微生物的大小都是微米级和亚微米级，例如SARS冠状病毒只有约100nm。只有当过滤材料纤维十分细小和密实时才能高效地捕获这些微小的颗粒，这导致过滤材料空气阻力增大，进而导致空气过滤器运行能耗和成本增加；应用于呼吸防护则使呼吸负担增加。而通过引入相关极性化粒子，即加入驻极母粒，增强表面极化吸附性可以使得原先吸附效率由50％以下提高到90％，目前，市面上的驻极母粒，多以单组分无机驻极体或者有机驻极体掺入，无机驻极体有较好的驻极性，其中电气石是永久极性自发电极性最强的，其极化矢量不会受到外部电场的影响。1993年日本学者中村辉太郎发表了一篇《关于电气石性能》的报告，许多学者对此产生兴趣，并且研制出了电气石驻极体纤维。Takahashi等将电气石细微粉末加入到合成纤维中，并将这种纤维制成非织造布，然后将其用于空气过滤材料。研究表明，加入电气石后，过滤材料不仅提高了对灰尘的过滤效率，而且能够杀菌和净化空气，但电气石粉添加过多易出现加工过程堵塞，产品驻极性分布不均一等问题，而有机驻极体虽加工容易掺入且分散均匀，有机驻极体材料电荷储存性能比无机驻极体材料差，特别是在温度较高或潮湿的环境下电荷很容易衰减，影响产品的使用寿命。且目前相关驻极颗粒仅单方面具有耐油性或耐盐性，而同时兼顾耐油性和耐盐性的驻极母粒屈指可数。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种复合高流动性驻极母粒及其制备方法，通过对驻极母粒中的无机驻极体和有机驻极体分类预处理，虽然进行调配造粒，使得造粒后驻极体更有效的分散在聚丙烯载体中，形成高流动性驻极母粒，所得驻极母粒能改善产品加工性和颗粒分散性，保证产品兼顾耐油性和耐盐性，且拥有长时间的驻极性，在后续制备高效率吸附口罩市场上具有很大潜力，其具体技术方案如下：一种复合高流动性驻极母粒，按照重量份数计，包括以下组分：聚丙烯50-100份无机驻极体0-30份有机驻极体0-50份润滑剂0-10份偶联剂0-3份相容剂0-5份抗氧剂0.05-0.5份抗紫外剂0.01-0.5份。进一步的，所述聚丙烯的质量份为65-95份；更进一步的，所述的聚丙烯为等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的任意一种，所述聚丙烯为高熔指聚丙烯，其熔融指数范围为1400-1600g/10min。进一步的，所述无机驻极体的质量份为10-30份；更进一步的，所述无机驻极体为电气石粉、玻璃粉、石英粉、磷酸锆粉、钛酸钡粉、气相二氧化钛、气相二氧化硅粉、气相氧化铝粉中的一种、两种或更多种的组合。无机驻极体粒径为4000-10000目之间，比表面积介于70-120m2/g,纯度≥98.5％,表观密度介于0.4-0.55g/cm3。进一步的，所述有机驻极体的质量份为0-40份；更进一步的，有机驻极体为聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(Teflon-FEP)、可溶性聚乙烯(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、巴西棕榈蜡、低分子聚合物蜡、有机玻璃、碳原子数为6-25的脂肪酸或其盐、N,N’-乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺中的一种、两种或多种组合；所述碳原子数为6-25的脂肪酸选自油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸其中的一种。所述碳原子数为6-25的脂肪酸盐选自油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸的钠盐、镁盐、锂盐、铝盐、镁盐中的至少一种。进一步的，所述润滑剂的质量份为0-5份。更进一步的，所述润滑剂为环烷油、石蜡油、芳烃油中的一种或多种组合。进一步的，所述偶联剂的质量份为0-3份。更进一步的，所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂的一种或多种组合。进一步的，所述相容剂的质量份为0.05-0.3份。更进一步的，所述相容剂为环装酸酐型、羧酸型、环氧型、酰亚胺型、异氰酸酯型其中的一种或多种组合。进一步的，所述抗紫外线剂的质量份为0.01-0.3份。上述复合高流动性驻极母粒的制备方法，包括如下步骤：A)、将无机驻极体加入偶联剂溶液中浸润，调节PH值至呈弱碱性，水浴加热搅拌，干燥得到活化无机驻极体。将有机驻极体和相容剂共混，经双螺杆挤出机熔融共混，得有机驻极体预混产物。B)、按比例将无机驻极体、有机驻极体、润滑剂及定量的聚丙烯先行调配，经过双螺杆挤出机制备成颗粒状驻极颗粒。C)、将调配的驻极颗粒与聚丙烯、抗氧剂、抗紫外线剂经熔融混炼设备混合造粒，再经强电场处理，得高流动性驻极母粒。所述加工成型包括任何能够制备驻极母粒材料的方法，包括但不限于：挤出成型、压延成型、热成型、注射成型等方法。所述熔融混炼设备为双螺杆挤出机，工艺条件为温度160～220℃、转速200～320rpm；材料的加工流动性能通过测定温度230℃、载荷5/10kg条件下的熔体流动指数来表征。本专利技术的吸附原理是：驻极体混于聚丙烯后喷丝形成纤维再电场极化后通常带有几百至上千伏电压，而纤维的间隙非常小，从而形成了无数个无源电极，电极间电场达几十MV/m甚至更高，等效面电荷密度高达90nC/cm2。因此，驻极体空气过滤材料除原有的机械阻挡作用外，还依靠静电力直接吸引空气中的带电微粒并将其捕获，或诱导空气中的中性微粒产生极性。同时，由于电场力是长程力，在同样的过滤效率时，驻极过滤材料空隙的几何尺寸可以大于普通纤维或多孔材料，使驻极过滤器的气流阻力比传统过滤器显著降低，因此可大幅度地节约能源。驻极体材料不仅过滤性能优良，而且对微生物还有抑制和杀灭作用。研究表明将表面电位为-300～-1500V的聚四氟乙烯驻极体对金黄色葡萄球菌分别作用1～24h。结果显示，不同驻极电位的驻极体对金黄色葡萄球菌有6％至97％的杀灭率。驻极体的表面电位越高，对金黄色葡萄球菌的抑菌效果越好。驻极体抑制细菌繁殖和灭菌作用的原理是静电场和微电流刺激细菌，使细菌的蛋白质、核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合高流动性驻极母粒，其特征在于，由下列质量份的原料制成：/n聚丙烯50-100份/n无机驻极体0-30份/n有机驻极体0-50份/n润滑剂0-10份/n偶联剂0-3份/n相容剂0-5份/n抗氧剂0.05-0.5份/n抗紫外剂0.01-0.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合高流动性驻极母粒，其特征在于，由下列质量份的原料制成：
聚丙烯50-100份
无机驻极体0-30份
有机驻极体0-50份
润滑剂0-10份
偶联剂0-3份
相容剂0-5份
抗氧剂0.05-0.5份
抗紫外剂0.01-0.5份。


2.根据权利要求1所述的复合高流动性驻极母粒，其特征在于，所述聚丙烯的质量份为65-95份；
所述聚丙烯为等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的任意一种；
所述聚丙烯为高熔指聚丙烯，其熔融指数范围为1400-1600g/10min。


3.根据权利要求1所述的复合高流动性驻极母粒，其特征在于，所述无机驻极体的质量份为10-30份；
所述无机驻极体为电气石粉、玻璃粉、石英粉、磷酸锆粉、钛酸钡粉、气相二氧化钛、气相二氧化硅粉、气相氧化铝粉中的一种、两种或多种的组合；
所述无机驻极体粒径为4000-10000目之间，比表面积介于70-120m2/g,纯度≥98.5％,表观密度0.4-0.55g/cm3。


4.根据权利要求1所述的复合高流动性驻极母粒，其特征在于，所述有机驻极体的质量份为0-40份；
所述有机驻极体为有机驻极体为聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、可溶性聚乙烯、聚偏氟乙烯、巴西棕榈蜡、低分子聚合物蜡、有机玻璃、碳原子数为6-25的脂肪酸或其盐、N,N’-乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺中的一种、两种或多种组合；
所述碳原子数为6-25的脂肪酸盐选自油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸的钠盐、镁盐、锂盐、铝盐、镁盐中的至少一种。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，吴佳骏，
申请(专利权)人：江苏金陵奥普特高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32