一种改性电气石聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性电气石聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用。所述改性电气石聚乳酸熔喷料由如下重量份的组分制备而成：聚乳酸85~95份，腰果酚改性电气石粉2~5份，腰果酚增塑剂0~15份，防老剂0.5~2份，所述腰果酚增塑剂为腰果酚或腰果酚衍生物中的一种或两种的组合物。本发明专利技术使用腰果酚改性电气石粉，并进一步将其应用于聚乳酸驻极熔喷料中，改性后的电气石不仅能在聚乳酸基体中均匀分散，还能通过腰果酚分子结构中的不饱和长链烷烃与聚乳酸分子链实现缠绕交联，增强了电气石与聚乳酸基体的界面结合，有效提升了材料的静电保持性能，同时作为一种生物可降解增塑剂，腰果酚可以有效降低聚乳酸材料的T

【技术实现步骤摘要】
一种改性电气石聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用

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[0001]本专利技术属于熔喷料制备领域，具体涉及一种改性电气石聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚乳酸(PLA)作为可再生的生物基高分子材料，具有环境友好、可降解、生物相容性好、高模量和高强度等特性，广泛用于医药、包装、纺织等领域。目前，可降解口罩大多以聚乳酸(PLA)为原料，其可再生、可生物降解、低碳排放和低能耗的巨大优势使其成为应用研究的热点。聚乳酸的机械性能与物理性能良好，但加工稳定性、柔软性(韧性)、制品耐久性差，限制了其更广泛的应用。并且熔喷级PLA抗老化性能差，放置一段时间后静电效果大幅衰减，尤其是在高温、高湿的环境中,电荷会迅速衰减，甚至消失。解决上述技术问题的方法主要是对聚乳酸进行增塑改性和添加其它驻极材料。
[0003]电气石是常见的无机驻极材料，其具备自发极化、热电性和压电性、释放负离子等功能，并且。电气石具有优良的理化性质，但是由于电气石本身为极性表面，表面能高，所以会发生严重的团聚现象，这些原因使得电气石在有机基体中难以均匀分散，且会影响产品的使用性能和寿命。
[0004]针对上述问题，目前通常的做法是使用偶联剂、硬质酸钠等对电气石粉进行表面改性，以降低其表面化学性能，改善电气石在高分子基体中的分散性。然而，硬质酸钠等相容剂容易引起聚乳酸分子链的降解，而偶联剂分子量小，偶联剂与聚乳酸分子链之间的作用力相对较弱。因此，上述相容剂添加后界面改善效果往往不太理想。

技术实现思路

[0005]为有效解决上述问题，本专利技术提供一种改性电气石聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用，本专利技术方法采用腰果酚对电气石进行改性，改性后的电气石粉能在聚乳酸中更好的均匀分散
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种改性电气石聚乳酸熔喷料，其原料包括如下重量份的组分：聚乳酸85～95份，腰果酚改性电气石粉2～5份，腰果酚增塑剂0～15份，防老剂0.5～2份，所述腰果酚增塑剂为腰果酚或腰果酚衍生物中的一种或两种的组合物。
[0008]所述腰果酚衍生物为环氧腰果酚。
[0009]所述的腰果酚改性电气石粉由以下方法制备：将电气石粉加入球磨罐体中，加入腰果酚与直径为2～6mm的氧化锆球，进行球磨，并控制球磨的转速为300～500r/min，球磨时间为0.5～2h，冷冻干燥得到所述腰果酚改性电气石粉；其中，电气石粉与腰果酚的质量比为100:20～40。
[0010]所述聚乳酸的熔融指数为50～100g/10min，熔融指数的测试条件为：190℃，2.16kg。
[0011]所述改性电气石聚乳酸熔喷料的制备方法为：按配方比例将聚乳酸、腰果酚改性电气石粉、腰果酚增塑剂和防老剂混合，所得混合物经螺杆挤出机熔融挤出、风冷、切粒、干燥，得到改性电气石聚乳酸熔喷料。
[0012]所述改性电气石聚乳酸熔喷料可以应用于制备熔喷布。
[0013]本专利技术使用腰果酚与电气石球磨干法改性，并进一步将所得腰果酚改性电气石粉应用于聚乳酸驻极熔喷料中。本专利技术具有以下有益效果：
[0014]1、本专利技术合成的腰果酚改性电气石粉可以有效解决电气石与聚乳酸相容性差，容易团聚的问题，实现电气石在聚乳酸中均匀分散的同时又能改善二者的界面相容性，从而有效提升熔喷料的静电保持能力。因此，制备的熔喷步具备更好的过滤效果和更低的气流阻力。
[0015]2、改性后的电气石粉，其腰果酚分子中非极性长烷基链对PLA分子具有润滑作用，可降低PLA分子间作用力，利于PLA链段运动，进而降低PLA分子Tg，提高其加工性能，大幅提升脆性PLA材料的拉伸强度。
具体实施方式
[0016]实施例中各组分添加比例除另外说明，皆为重量份数。
[0017]聚乳酸的熔融指数为50～100g/10min。
[0018]电晕驻极体处理机输出电压为50～100kV。
[0019]按照GB/T 32610
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2016方法，测试熔喷布过滤效率和气流阻力。
[0020]实施例1
[0021](1)将电气石粉100份加入球磨罐体中，加入20份腰果酚与直径为4mm的氧化锆球，进行球磨，并控制球磨的转速为300r/min，球磨时间为0.5h，冷冻干燥得到腰果酚改性电气石粉。
[0022](2)将90份聚乳酸、2份腰果酚改性电气石粉、5份腰果酚、2份环氧腰果酚、1份防老剂4020混合后，加至双螺杆挤出机中，经熔融共混，风冷、切粒、干燥得到改性电气石聚乳酸熔喷料。其中，双螺杆挤出机挤出温度为130℃，螺杆转速为200rpm。
[0023](3)将所得改性电气石聚乳酸熔喷料经单螺杆挤出机熔融后加入熔喷设备，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带或辊筒冷却粘合成无纺布并收卷；制成无纺布后通过电晕放电装置的电极放电驻极。
[0024]实施例2
[0025](1)将电气石粉100份加入球磨罐体中，加入30份腰果酚与直径为4mm的氧化锆球，进行球磨，并控制球磨的转速为300r/min，球磨时间为0.5h，冷冻干燥得到腰果酚改性电气石粉。
[0026](2)将85份聚乳酸、3份腰果酚改性电气石粉、11份环氧腰果酚、1份防老剂4020混合后，加至双螺杆挤出机中，经熔融共混，风冷、切粒、干燥得到改性电气石聚乳酸熔喷料。其中，双螺杆挤出机挤出温度为130℃，螺杆转速为200rpm。
[0027](3)将所得改性电气石聚乳酸熔喷料经单螺杆挤出机熔融后加入熔喷设备，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米
级纤维，飞向透气冷凝传送带或辊筒冷却粘合成无纺布并收卷；制成无纺布后通过电晕放电装置的电极放电驻极。
[0028]实施例3
[0029](1)将电气石粉100份加入球磨罐体中，加入20份腰果酚与直径为4mm氧化锆球，进行球磨，并控制球磨的转速为300r/min，球磨时间为0.5h，冷冻干燥得到腰果酚改性电气石粉。
[0030](2)将95份聚乳酸、4份腰果酚改性电气石粉、1份防老剂4020混合后，加至双螺杆挤出机中，经熔融共混，风冷、切粒、干燥得到改性电气石聚乳酸熔喷料。其中，双螺杆挤出机挤出温度为130℃，螺杆转速为200rpm。
[0031](3)将所得改性电气石聚乳酸熔喷料经单螺杆挤出机熔融后加入熔喷设备，通过熔体泵泵入喷丝板，喷丝板温度250℃，通过高速空气将挤出喷丝孔的聚乳酸熔体吹成微米级纤维，飞向透气冷凝传送带或辊筒冷却粘合成无纺布并收卷；制成无纺布后通过电晕放电装置的电极放电驻极。
[0032]对比例1
[0033](1)将95份聚乳酸、4份电气石粉(未改性)、1份防老剂4020混合后，加至双螺杆挤出机中，经熔融共混，风冷、切粒、干燥得到聚乳酸熔喷料。双螺杆挤出机挤出温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性电气石聚乳酸熔喷料，其特征在于，其原料包括如下重量份的组分：聚乳酸85~95份，腰果酚改性电气石粉2~5份，腰果酚增塑剂0~15份，防老剂0.5~2份，所述腰果酚增塑剂为腰果酚或腰果酚衍生物中的一种或两种的组合物。2.根据权利要求1所述的一种改性电气石聚乳酸熔喷料，其特征在于，所述的腰果酚衍生物为环氧腰果酚。3.根据权利要求1所述的一种改性电气石聚乳酸熔喷料，其特征在于，所述的腰果酚改性电气石粉由以下方法制备：将电气石粉加入球磨罐体中，加入腰果酚与氧化锆球，所述电气石粉与腰果酚的质量比为100:20~40，经过球磨、冷冻干燥，得到所述腰果酚改性电...

【专利技术属性】
技术研发人员：白欣，陈登龙，郭振雄，陈明鹏，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：