一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法。包括如下步骤：（1），将聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂和抗氧剂通过高速搅拌混合机混合均匀成混合料,将混合料投入双螺杆挤出机；（2），将液态有机过氧化物类引发剂通过精密计量泵从挤出机筒体特定位置注入双螺杆挤出机，进行高温熔融和螺杆剪切、真空干燥、过滤、挤出、冷却切粒、筛选以及收料得到超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料。该制备方法通过严格控制各步骤的温度参数及原料重量，使制得的复合材料具有超高的流动性、窄的分子量分布、低气味及耐热氧老化性能，利用其制得的熔喷布具有优异的过滤性能，并且不易氧化发脆。

【技术实现步骤摘要】
一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法。
技术介绍
聚丙烯是丙烯加聚反应而成的聚合物。系白色蜡状材料，外观透明而轻。密度为0.89～0.91g/cm3，易燃，熔点165℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产，也用于食品、药品包装。随着经济社会的发展，人们对于环境质量提出了越来越高的要求,对于自身健康的重视程度也越来越高。然而雾霾、沙尘暴等极端恶劣天气和“非典”、禽流感等传染性疾病的频发，使人们逐渐认识到呼吸防护用品的重要性。PM2.5（直径W2.5wn的可吸入颗粒物）成为衡量空气质量的重要指标，口罩、防尘面具等呼吸防护用品所应用的核心材料为熔喷无纺布材料，即采用聚丙烯粒料等原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成的非织造布熔喷工艺生产的无纺布。超高流动性聚丙烯作为无纺布产品的重要原料，人们也对其提出了越来越高的要求。作为与人体健康密切相关的呼吸防护用品，本身的无毒、无味、无刺激性与人的健康和舒适度密切相关。超高流动性聚丙烯一般指熔融指数极高（MI^1500g/10min）的聚丙烯材料，这种材料常用来作为熔喷工艺无纺布的主要材料。在聚丙烯中加入过氧化物自由基引发剂，通过引发可控自由基分子链断裂的降解反应获得超高流动性聚丙烯（即氧调法），这种工艺生产成本低、熔指精确可调，产品适合熔喷无纺布生产工艺，在现有超高流动性聚丙烯的生产中被采用的较多。但是，现有技术通过过氧化物自由基引发剂引发的聚丙烯降解作用生产的超高熔融指数聚丙烯产品，因为含有较多的引发剂残留和自由基降解反应形成的小分子副产物,导致产品的可挥发性有机物（V0C）含量较高，气味等级普遍超出行业卫生要求，携带大量有机小分子和芳香类物质的呼吸防护用品势必会在消费者使用过程中被吸进体内，长此以往就会对使用者的健康造成影响。并且目前用于聚丙烯熔喷布、防护服等领域的聚丙烯熔喷料在超高流动性方面仍不理想，在持续的熔喷布喷丝下，流动性不足并且熔融指数不稳定，使熔喷布喷丝不均匀，从而影响过滤等级。并且由于熔喷聚丙烯材料耐热氧化性能不佳，从而导致熔喷布容易氧化发脆。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种超高熔融指数熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低,适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数及原料重量，使制得的超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料具有超高的流动性、窄的分子量分布、低气味及耐热氧老化性能，利用其制得的熔喷布具有优异的过滤性能，并且不易氧化发脆。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1），将聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂和抗氧剂通过高速搅拌混合机混合均匀成混合料,将混合料投入双螺杆挤出机；（2），将液态有机过氧化物类引发剂通过精密计量泵从挤出机筒体特定位置注入双螺杆挤出机，进行高温熔融和螺杆剪切、真空干燥、过滤、挤出、冷却切粒、筛选以及收料得到超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为44〜60，挤出机筒体温度为145〜260°C，螺杆转速为200〜600转/分钟，所述挤出机筒体特定位置为从进料端计的第2〜6段，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的至少一种，聚丙烯树脂的熔指为25〜100g/10min，所述聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂、抗氧剂和过氧化物引发剂的重量份为聚丙烯树脂100份、山梨醇类成核剂0.2-0.5份、润滑剂0.1-0.3份、抗氧剂0.2-0.4份和过氧化物引发剂0.3-1份。本专利技术公布的制备方法操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低,适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数及原料重量，使制得的超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料具有超高的流动性、窄的分子量分布、低气味及耐热氧老化性能，利用其制得的熔喷布具有优异的过滤性能，并且不易氧化发脆。优选的，所述液态有机过氧化物类引发剂分别在从进料端计的第2〜6段投入的重量比为1:（1-3）:（1-3）:（1-3）:1:1。本专利技术通过分布加入引发剂，使得其与聚丙烯树脂充分混合均匀，降解时能使过氧化物在聚丙烯中分散得更为均匀，所得制品的分子量分布更窄，流动性更加稳定，后期熔喷布的工艺更加稳定。优选的，所述液态有机过氧化物类引发剂分别在从进料端计的第2〜6段投入的重量比为1:1:1:1:1:1。优选的，所述山梨醇类成核剂为二苄叉山梨醇、二（对甲基二苄叉）山梨醇、二（3,4-二甲基二苄叉）山梨醇、二（4-甲基二苄叉）山梨醇、二（对乙基苄叉）山梨醇、二（对甲基苄叉）山梨酸、双-（对-乙基二亚节基异丙基）山梨醇、二（对氯取代苄叉）山梨醇、二（对氯甲基二苄叉）山梨醇、4,4'-（二甲硫基二苄叉）山梨醇和1-丙基-1,3,2,4,-二（对正丙基二苄叉）山梨醇中的至少一种。山梨醇类成核剂和聚丙烯分子结构相似性有助于结晶成核作用，能促进聚丙烯结晶作用，成核剂在聚丙烯的结晶过程中充当异相晶核的作用，成核剂的非极性部分在聚丙烯表面形成凹痕，容纳聚丙烯的分子链并使其排列整齐，促进成核。优选的，所述山梨醇类成核剂为二（对甲基二苄叉）山梨醇4,4'-（二甲硫基二苄叉）山梨醇和1-丙基-1,3,2,4,-二（对正丙基二苄叉）山梨醇以重量比为1：（1-3）：（1-3）组成的混合物。优选的，所述过氧化物引发剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物中的至少一种。优选的，所述过氧化物引发剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯以重量比为1:1组成的混合物。优选的，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、N,N'-双-(3-(35-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。优选的，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以重量比为1：（1-2）组成的混合物。四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯是多受阻酚抗氧剂中的一种，具有无毒无污染，不变色的优点。其苯酚结构容易捕捉高分子材料体系中的游离自由基，同时，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯苯酚位置邻位上的叔丁基属于给电子基团，可致活苯酚的羟基,提高其自由基捕捉能力，叔丁基致活苯酚的同时提供了四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯苯酚上的羟基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1），将聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂和抗氧剂通过高速搅拌混合机混合均匀成混合料,将混合料投入双螺杆挤出机；（2），将液态有机过氧化物类引发剂通过精密计量泵从挤出机筒体特定位置注入双螺杆挤出机，进行高温熔融和螺杆剪切、真空干燥、过滤、挤出、冷却切粒、筛选以及收料得到超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料；/n其中，所述双螺杆挤出机的长径比为44〜60，挤出机筒体温度为145〜260°C，螺杆转速为200〜600转/分钟，所述挤出机筒体特定位置为从进料端计的第2〜6段，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的至少一种，聚丙烯树脂的熔指为25〜100g/10min，所述聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂、抗氧剂和过氧化物引发剂的重量份为聚丙烯树脂100份、山梨醇类成核剂0.2-0.5份、润滑剂0.1-0.3份、抗氧剂0.2-0.4份和过氧化物引发剂0.3-1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1），将聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂和抗氧剂通过高速搅拌混合机混合均匀成混合料,将混合料投入双螺杆挤出机；（2），将液态有机过氧化物类引发剂通过精密计量泵从挤出机筒体特定位置注入双螺杆挤出机，进行高温熔融和螺杆剪切、真空干燥、过滤、挤出、冷却切粒、筛选以及收料得到超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料；
其中，所述双螺杆挤出机的长径比为44〜60，挤出机筒体温度为145〜260°C，螺杆转速为200〜600转/分钟，所述挤出机筒体特定位置为从进料端计的第2〜6段，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的至少一种，聚丙烯树脂的熔指为25〜100g/10min，所述聚丙烯树脂、山梨醇类成核剂、润滑剂、抗氧剂和过氧化物引发剂的重量份为聚丙烯树脂100份、山梨醇类成核剂0.2-0.5份、润滑剂0.1-0.3份、抗氧剂0.2-0.4份和过氧化物引发剂0.3-1份。


2.根据权利要求1所述的一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述山梨醇类成核剂为二苄叉山梨醇、二（对甲基二苄叉）山梨醇、二（3,4-二甲基二苄叉）山梨醇、二（4-甲基二苄叉）山梨醇、二（对乙基苄叉）山梨醇、二（对甲基苄叉）山梨酸、双-（对-乙基二亚节基异丙基）山梨醇、二（对氯取代苄叉）山梨醇、二（对氯甲基二苄叉）山梨醇、4,4'-（二甲硫基二苄叉）山梨醇和1-丙基-1,3,2,4,-二（对正丙基二苄叉）山梨醇中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述山梨醇类成核剂为二（对甲基二苄叉）山梨醇4,4'-（二甲硫基二苄叉）山梨醇和1-丙基-1,3,2,4,-二（对正丙基二苄叉）山梨醇以重量比为1：（1-3）组成的混合物。


4.根据权利要求3所述的一种超高熔融指数的熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述过氧化物引发剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雄雄，
申请(专利权)人：广东京兆工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44