一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，按质量份数由以下材料组成：PLA：55

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚乳酸材料
，具体涉及一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前国内口罩产能已经到达每日1.1亿只以上，但这些口罩基本上在一次性使用后丢弃，同时，口罩的主体部分是处于中间起过滤作用的熔喷布层，目前使用最广泛的是聚丙烯熔喷布，聚丙烯构成了口罩产品90％以上的原材料，而聚丙烯是由石油基树脂制成的，属于不可降解的高分子材料，废弃后若焚烧将产生大量有害气体，若掩埋则难以降解，给环境保护带来巨大压力等。
[0003]熔喷非织造技术是高效生产和加工产业用纺织品的重要手段，其产品具有工艺流程短、生产效率高、纤维超细、比表面积大、孔隙率高等特点，在医卫防护、高效过滤、保暖隔热、吸音降噪以及电池隔膜等领域具有独特的优势。
[0004]PLA作为21世纪快速发展的绿色材料，具有可再生性、生物可降解等特点，PLA熔喷非织造材料可将PLA性能优势与熔喷非织造材料的结构特点结合，能够有效滤除粉尘、微生物等微小颗粒物，可作为空气滤材。
[0005]但是，无纺非织造熔喷材料，要求材料具有较高且稳定的熔融指数，PLA在加工过程中容易发生热降解，从而导致分子量降低以及加工的PLA制品的流变性和机械性能下降；聚合物的热降解不仅关系到聚合物的处理处置，并且在分析其耐热特性、聚合物工艺(例如挤出或注射成型)以及应用途径等方面都有重要意义；聚合物的热降解包括两个不同的反应，它们在反应器中同时发生，一种是分子链的断裂，导致原料聚合物的分子量降低，另一种是C ＝C键的末端断裂，产生挥发性产物；聚合物的热降解遵循链端降解或无规降解途径，链端降解从链端开始，并依次释放单体单元，这种降解途径也称为解聚反应，这种反应与加成聚合中的扩散步骤相反，并且是通过自由基机理发生的；在这种降解中，聚合物的分子量缓慢降低，同时释放出大量单体，随机降解发生在沿聚合物链的任何随机点，这与缩聚过程相反，在缩聚过程中聚合物降解为较低分子量的片段，但实际上没有单体释放出来，聚合物链不需要带有任何活性位点就可以发生随机降解；PLA在热降解时受多种因素影响，例如初始分子量，水分和残留的聚合催化剂等。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出了一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料及其制备方法，制备出熔融指数稳定在600
‑
800的抗菌聚乳酸熔喷材料，具有可生物降解性、抗菌性的优点，并且材料加工过程简易、可控性更高，以及具有抗菌防霉的效果。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，按质量份数由以下材料组成：
[0009]PLA：55
‑
75份；
[0010]PBAT：15
‑
25份；
[0011]有机TMC类成核剂：0.4
‑
0.8份；
[0012]无机粉体：10
‑
20份；
[0013]增塑剂：0.5
‑
1份；
[0014]无机驻极体：0.5
‑
1份；
[0015]有机抗菌剂：0.8
‑
1.5份；
[0016]抗氧剂：0.2
‑
0.4份；
[0017]热稳定剂：0.1
‑
0.3份；
[0018]润滑剂：0.3
‑
0.5份。
[0019]优选的，按质量份数由以下材料组成：
[0020]PLA：65份；
[0021]PBAT：20份；
[0022]有机TMC类成核剂：0.6份；
[0023]无机粉体：15份；
[0024]增塑剂：0.8份；
[0025]无机驻极体：1份；
[0026]有机抗菌剂：1份；
[0027]抗氧剂：0.2份；
[0028]热稳定剂：0.3份；
[0029]润滑剂：0.5份。
[0030]优选的，所述PLA的熔体流动指数MFI为：30
‑
50g/min；所述PBAT的熔体流动指数MFI 为：3
‑
5g/min。
[0031]优选的，所述无机粉体为滑石粉，其目数为8000
‑
10000目。
[0032]优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种或集中；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯润滑剂、乙撑双硬脂酰胺润滑剂和芥酸酰胺类中的一种或几种；所述增塑剂为环氧甘油三酸酯和聚乙二醇中的一种。
[0033]本专利技术还提供了一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料的制备方法，包括以下步骤：
[0034]S1：将PLA、PBAT、有机TMC类成核剂、无机粉体、增塑剂、无极驻极体、有机抗菌剂通过高混机进行混合，高混机混合搅拌的转速为200
‑
250转/每分钟，混合温度控制在40℃，混合时间为3
‑
5分钟；
[0035]S2：向S1步骤中混合好的材料中加入抗氧剂、热稳定剂和润滑剂后再次搅拌混合，高混机混合搅拌的转速为200
‑
250转/每分钟，混合温度控制在40℃，混合时间为3
‑
5分钟；
[0036]S3：将S2步骤中得到的混合材料通过双螺杆挤出机共混熔融，所述双螺杆挤出机的各区温度设置为：一段：100
‑
120℃；二段：140
‑
160℃；三段：140
‑
160℃；机头160℃；
[0037]S4：通过S3步骤中的双螺杆挤出机生成挤出料条，挤出料条经过风冷冷却至20
‑
26℃，冷却后的挤出料条通过切料机进行造粒处理。
[0038]优选的，所述双螺杆挤出机的长径比为48：1
‑
52：1，所述双螺杆挤出机的转速为 300
‑
350r/min，喂料速度为20
‑
30Kg/h。
[0039]本专利技术的有益效果：
[0040]本专利技术提供的一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料及其制备方法，选用中低粘度的PLA、PBAT 以及高目数无机粉体作为改性材料，综合PLA高流动性和PBAT高熔体强度，通过物理共混，分子链间相互作用力，达到平衡两者之间优势，使两种性能制备出熔体流动速率稳定在 600
‑
800g/min的载荷抗菌生物降解材料；通过优化双螺杆挤出机的螺杆组合，控制特定加工温度，风冷切粒使PLA材料等温结晶，达到稳定制备熔喷PLA材料的目的；通过有机成核剂与无机粉体复配使用，提高PLA的结晶速度，其中，有机成核剂为酰胺类小分子结构，能够促进PLA材料冷结晶，在结晶初期影响较大，降低PLA的半结晶时间，而无机粉体，高目数滑石粉具有片状结构，能够提高其晶体生长速度，同时添加量高于10％也能够提高PLA材料强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，按质量份数由以下材料组成：PLA：55
‑
75份；PBAT：15
‑
25份；有机TMC类成核剂：0.4
‑
0.8份；无机粉体：10
‑
20份；增塑剂：0.5
‑
1份；无机驻极体：0.5
‑
1份；有机抗菌剂：0.8
‑
1.5份；抗氧剂：0.2
‑
0.4份；热稳定剂：0.1
‑
0.3份；润滑剂：0.3
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，按质量份数由以下材料组成：PLA：65份；PBAT：20份；有机TMC类成核剂：0.6份；无机粉体：15份；增塑剂：0.8份；无机驻极体：1份；有机抗菌剂：1份；抗氧剂：0.2份；热稳定剂：0.3份；润滑剂：0.5份。3.根据权利要求1所述的一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，所述PLA的熔体流动指数MFI为：30
‑
50g/min；所述PBAT的熔体流动指数MFI为：3
‑
5g/min。4.根据权利要求1所述的一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，所述无机粉体为滑石粉，其目数为8000
‑
10000目。5.根据权利要求1所述的一种抗菌无纺非织造聚乳酸材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种或集中；所述润滑剂为季戊四醇硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕彦坤，刘机关，郑敏，王丽丽，王伟，赵小童，张成钰，杜毅峰，王鹤，王术滨，李茜萌，
申请(专利权)人：青岛国恩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：