一种聚乳酸母粒及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸母粒及其应用，属于高分子材料技术领域。聚乳酸母粒按重量份数计，包括以下组分：改性聚乳酸树脂65～90份；防霉剂0～20份；其中，所述改性聚乳酸树脂为脂肪族二元醇接枝聚乳酸树脂，聚乳酸树脂与脂肪族二元醇的质量比为60～80:5～10；所述脂肪族二元醇的结构式为HO—(CH2)

A polylactic acid masterbatch and its application

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸母粒及其应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种聚乳酸母粒及其应用。

技术介绍

[0002]熔喷非织造布是采用熔喷法工艺制备，通过热空气作用将高流动聚合物熔体高速牵伸成超细纤维，并在滚筒网帘或塑料网帘进行铺网而成，具有纤维细度低、加工效率高、纤网均匀性好等特点，且结构蓬松，经过驻极处理后的熔喷非织造布具有高过滤效率与优异的透气性能，是一种优异的过滤材料，可广泛用在家用空气净化器、汽车空调过滤器、新风系统等行业领域中。
[0003]目前，熔喷滤材主要使用的原材料为聚丙烯，因其结构特点而具有良好的电荷存储能力，占据熔喷非织造布原材料的90％以上；但由于聚丙烯是线性的饱和碳氢化合物，难以降解，易造成白色污染。随着人类环保意识的不断提高和资源危机的日益趋紧，一些可降解和可再生的高分子材料应运而生。其中，聚乳酸可从再生资源淀粉中获得，不但具有非极性高聚物的特点，在常温下具有良好的耐气候性，且是环境友好型材料，易降解。因此，采用聚乳酸作为原材料制备熔喷滤材就成为研究的重点和热点。
[0004]高效低阻熔喷滤材目前主要采用高速水摩擦方式进行驻极，该驻极方式可使熔喷纤维带有深度饱满的电荷，大大提高熔喷滤材的过滤效率与衰减性能，但是该驻极方式会使熔喷滤材带有大量的水份，即使通过充分的烘干处理，熔喷滤材也会不可避免的带有微量水分，水分的存在不仅会影响过滤效率，更是会增加熔喷滤材出现生菌发霉的现象。聚乳酸材料由于分子链带有一定的极性，相对聚丙烯材料更容易吸收水份，聚乳酸材料作为熔喷滤材经过高速水摩擦驻极处理后，即使经过烘干处理，仍然很容易吸收水分，从而更容易产生生菌发霉的问题。
[0005]现有技术公开了一种聚乳酸熔喷过滤材料，其通过在聚乳酸中加入蒙脱土离子对聚乳酸熔喷材料改性，改善了聚乳酸材料的抑菌效果。然而，这种聚乳酸熔喷过滤材料依然很容易吸收水分，仍然会存在聚乳酸熔喷过滤材料因为吸收水分而导致的生菌防霉问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有聚乳酸熔喷过滤材料防霉性能差的缺陷和不足，提供一种聚乳酸母粒，通过在聚乳酸树脂上接枝非极性的脂肪族二元醇，有效提高了聚乳酸熔喷过滤材料的疏水性能，防止细菌在聚乳酸熔喷过滤材料表面的附着，有效改善了聚乳酸熔喷过滤材料的抗菌防霉性能。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种聚乳酸母粒在改性聚乳酸树脂中的应用。
[0008]本专利技术的再一目的在于提供一种聚乳酸熔喷过滤材料。
[0009]本专利技术的又一目的在于提供一种聚乳酸熔喷过滤材料在空气过滤净化领域中的应用。
[0010]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种聚乳酸母粒，按重量份数计，包括以下组分：
[0012]改性聚乳酸树脂
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65～90份；
[0013]防霉剂
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0～20份；
[0014]其中，所述改性聚乳酸树脂为脂肪族二元醇接枝聚乳酸树脂，聚乳酸树脂与脂肪族二元醇的质量比为60～80:5～10；
[0015]所述脂肪族二元醇的结构式为HO—(CH2)
n
—OH，n为整数，9≤n≤20。
[0016]本专利技术的聚乳酸母粒各组分的作用机理具体如下：
[0017]脂肪族二元醇的醇羟基在碳直链的两端，能够在酯化催化剂的作用下与聚乳酸树脂发生酯化反应，从而将具有一定长度的碳链接枝到聚乳酸树脂的分子链中，由于长碳链聚烯烃为非极性结构，将碳链接枝到聚乳酸树脂后能够大幅提高了聚乳酸树脂分子链的疏水性能，由于聚乳酸树脂的疏水性能提高，一方面能够防止细菌在聚乳酸熔喷过滤材料表面的附着，从而提高了聚乳酸熔喷过滤材料的抗菌性能；另一方面，由于聚乳酸树脂的分子链的疏水性能提高，聚乳酸熔喷过滤材料经过高速水摩擦驻极后，有利于聚乳酸熔喷过滤材料进行烘干处理。而且，脂肪族二元醇接枝到聚乳酸树脂中还能够提高韧性。
[0018]脂肪族二元醇的碳原子数小于9，分子链较短，无法有效提高聚乳酸树脂分子链的疏水性能，因此不能显著提高聚乳酸熔喷过滤材料抗菌性能。
[0019]脂肪族二元醇的碳原子数大于20，分子链较长，接枝反应活性降低，会减少聚乳酸分子链中长碳链的有效比例，同样无法显著提高聚乳酸分子链的疏水性能。
[0020]脂肪族二元醇过少，聚乳酸树脂分子链中长碳链的有效比例较低，疏水性能提高不明显，进而不能有效提高聚乳酸熔喷过滤材料的抗菌防霉性能。脂肪族二元醇过多，会影响酯化反应，降低接枝率，同时多余的脂肪族二元醇残留在聚乳酸熔喷母粒中，对聚乳酸熔喷过滤材料抗菌防霉性能以及断裂伸长率均会有负面影响。
[0021]酯化催化剂可选自锆酸异丙酯、锆酸正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、棕榈酸异丙酯或肉豆蔻酸异丙酯中的一种或几种。
[0022]经过非极性处理的聚乳酸树脂能够与防霉剂协同作用，具有优异的抗菌防霉性能，有利于聚乳酸熔喷过滤材料的储存和运输以及过滤性能的提升。
[0023]防霉剂可选自吡啶硫酮锌、对氯间二甲基苯酚或二碘甲基对甲基苯砜中的一种或几种。防霉剂的用量过多，分散性会变差，因此会显著降低聚乳酸熔喷过滤材料的纵向断裂强力与断裂伸长率。
[0024]优选地，还包括以下组分，驻极剂5～10份，抗氧剂0.2～0.4份，润滑剂0.05～0.1份。
[0025]驻极剂的作用为提高聚乳酸熔喷过滤材料在制备过程中熔喷纤维的自热粘合能力以及电荷锁定能力，因此能够大幅提高聚乳酸熔喷过滤材料对颗粒物的过滤效率。
[0026]抗氧剂可选自受阻酚抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
[0027]润滑剂可选自硬脂酸盐类。
[0028]抗氧剂可提升聚乳酸母粒的抗氧化效果，润滑剂可提升聚乳酸母粒的润滑效果。
[0029]为了进一步提高聚乳酸母粒对于聚乳酸熔喷过滤材料的疏水性能、抗菌防霉性能和力学性能的平衡，优选地，所述脂肪族二元醇中，12≤n≤16。
[0030]优选地，所述脂肪族二元醇为1,12
‑
十二烷二醇、1,14
‑
十四烷二醇或1,16
‑
十六烷
二醇中的至少一种。
[0031]优选地，所述驻极剂为受阻胺化合物，所述受阻胺化合物的相对分子质量为2000～3500。
[0032]受阻胺化合物是一类具有空间阻碍的有机胺类化合物，本身极性较强且具有较强的空间位阻效应，因此有利于提高乳酸熔喷过滤材料对电荷的锁定能力。
[0033]受阻胺化合物的相对分子质量与聚乳酸熔喷过滤材料的过滤性能相关，受阻胺化合物的相对分子质量过小，其与聚乳酸树脂的相容性较低，容易在高速水摩擦过程被移除，对聚乳酸熔喷过滤材料的过滤性能提高幅度较小；受阻胺化合物的相对分子质量过大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸母粒，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：改性聚乳酸树脂
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65～90份；防霉剂
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0～20份；其中，所述改性聚乳酸树脂为脂肪族二元醇接枝聚乳酸树脂，聚乳酸树脂与脂肪族二元醇的质量比为60～80:5～10；所述脂肪族二元醇的结构式为HO—(CH2)
n
—OH，n为整数，9≤n≤20。2.如权利要求1所述聚乳酸母粒，其特征在于，按重量份数计，还包括以下组分，驻极剂5～10份，抗氧剂0.2～0.4份，润滑剂0.05～0.1份。3.如权利要求1所述聚乳酸母粒，其特征在于，所述脂肪族二元醇中，12≤n≤16。4.如权利要求3所述聚乳酸母粒，其特征在于，所述脂肪族二元醇为1,12
‑
十二烷二醇、1,14
‑
十四烷二醇或1,16
‑
十六烷二醇中的至少一种。5.如权利要求1所述聚乳酸母粒，其特征在于，所述驻极剂为受阻胺化合物，所述受阻胺化合物的相对分子质量为2000～3500。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周日敏，陈平绪，叶南飚，陈振树，李成，丁超，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：