一种无纺布制备方法及其无纺布技术

本发明专利技术公开了一种无纺布制备方法及其无纺布，其技术方案要点采用氟化改性纳米纤维素的方法，不仅可以大大削弱纤维素之间的静电作用，降低纤维素在复合材料中的分布不均匀以及团聚现象。此外，大量的氟元素可以极大的提升材料的表面能，赋予复合材料优异的疏水疏油能力。此外，纤维素在复合材料的慢成型中，会有部分产生表面富集现象，形成次级粗糙结构，这种纳米级别的粗糙表面更是进一步提升了材料的防水防油能力；聚丙烯材料具有优异的共混特性，可以通过简单的与其他聚合物共混得到性能优异的复合材料本发明专利技术具有长效稳定的超防水超防油功能，力学性能优良的有益效果。力学性能优良的有益效果。力学性能优良的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种无纺布制备方法及其无纺布


[0001]本专利技术涉及无纺布领域，更具体地说它涉及一种无纺布制备方法及其无纺布。

技术介绍

[0002]目前，公告号为CN205033684U的中国专利公开了一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，至少包括两层，其中至少一表层为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，其他层为聚丙烯层。公告号为CN110725070A的中国专利公开了一种防水防油无纺布及其制作工艺，它包括以下重量份的原料制成：聚丙烯65～75份、马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物16～22份、PP
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g
‑
AA接枝共聚物8～13份、氨基改性聚硅氧烷乳液2～4份、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物5～8份、聚丙烯酸含氟酯4～7份、填料9～15份。
[0003]迄今为止，绝大多数的功能性防水防油聚丙烯无纺布材料都是通过添加防水防油填料来实现，这种助剂添加的材料性能不稳定，表面能的差异使得添加剂与基底结合不牢固，甚至在长时间使用时发生助剂的析出从而失效。因此，简单添加防水防油剂的方法不仅无法实现长效稳定的功能，也会带来材料自身力学性能的下降。对材料表面的后期改性也是一种有效手段，材料表面纳微级别的粗糙结构往往拥有更有效的超疏水和超疏油能力，但是这种对材料最表层的改性往往比较复杂或者在对应对外力时过于脆弱。
[0004]为解决以上难题，我们利用低表面能的纳米颗粒会在较高熔指材料中会自发向表面聚集的现象，在此提出以聚丙烯作为基底，同时加入氟化纤维素作为填料的策略。2015年，周建华课题组发现，复合材料中大量的
‑
CF2和
‑
CF3填料在加热处理过程中，基团可以在表面
‑
空气界面上自发富集，然后扩散并占据薄膜表面，从而降低胶乳薄膜的表面自由能，氟元素沿深度方向呈梯度分布。一方面，氟化改性后的纤维素的表面自由能大大降低，疏水疏油。在无纺布熔喷成型时，近表面的氟化纤维素由于表面能作用会在熔融状态的聚丙烯基底中自发向材料的表面进行聚集，最终在表面形成多级纳米粗糙结构。这种不仅含有大量氟元素，而且拥有纳米尺度的超粗糙表面将极大地提高无纺布的防水防油性能。另一方面，纤维素作为增强填料的加入会大大提高聚丙烯无纺布纤维的力学性能，纤维素的长径比结构以及残存的羧基与羟基也增强了纤维素与聚丙烯基底的结合力，有效避免了传统添加防水防油剂策略会造成材料力学性能下降的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术在于提供一种无纺布制备方法及其无纺布，具有长效稳定的超防水超防油功能，力学性能优良的有益效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种无纺布制备方法，其特征在于：包括如下步骤；
[0007]步骤1，取纳米纤维素溶于乙醇与水混合溶剂中，超声分散，搅拌均匀后，进行氟化改性；应结束后抽滤洗涤，最后干燥得到氟化纤维素产物；
[0008]利用纳米纤维素上丰富的羟基作为反应位点，接枝含氟长链，获得低表面能的氟
化纤维素；氟化改性的纤维素不仅极大地削弱纳米纤维之间的氢键作用，避免纳米纤维素在复合材料中的分布不匀导致的力学性能下降，降低表面能后也会使表层的纤维素会自发向表面富集；
[0009]步骤2，将原料低熔指聚丙烯50％～80％、高熔指聚丙烯10％～20％、氟化纳米纤维素填料5％～10％、辅助添加剂5％，通过双螺杆挤出机进行共混，得到较高熔指氟化纤维素聚丙烯复合母粒，以利于纤维素的表面富集；
[0010]步骤3，将聚丙烯母粒与步骤1中的氟化纳米纤维素等填料进行搅拌混匀，其中加入5％～10％氟化纤维素和5％的辅助增强剂充分搅拌20～60分钟；
[0011]步骤4，将步骤3中充分搅拌的混合物通过高温双螺杆挤出造粒机，在180～250度得到熔喷母粒；熔喷母粒通过单螺杆、计量泵送入矩形喷丝板，熔融温度190～260度，在高压、高温的气流条件下进行熔喷，最后在接收板上缓慢冷却固化，通过调控高熔指聚丙烯比例、加热温度和冷却时间使氟化纳米纤维素充分析出表面并富集，形成超粗糙氟化纤维素表面；最终得到功能性的熔喷无纺布。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述纳米纤维素为纤维素微纤丝、纤维素纳米晶须、细菌纳米纤维素的一种或多种。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述的纳米纤维素的氟化处理选自含氟硅氧烷改性，含氟长链的原子转移自由基引发反应，以及含氟长链羧酸衍生物的酯化反应等。
[0014]本专利技术进一步设置为：所述的含氟硅氧烷化学式为C
n
F
2n+1
(CH2)
m
Si(R
′
)3‑
r(OR)
r
，R和R
′
为烷基。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述的含氟长链化学式为C
n
F
2n+1
C
m
H
2m
R,R为烷基。
[0016]本专利技术进一步设置为：所述的含氟长链羧酸衍生物化学式为C
n
F
2n+1
(CH2)
m
COOH。
[0017]本专利技术进一步设置为：所述的纤维素与乙醇和水的混合溶液的比例是1:5～10,其中乙醇与水的混合液比例为2～5：1。
[0018]本专利技术进一步设置为：所述的辅助增强剂根据目的可包括成核剂、阻燃剂、无机填充剂、颜料、着色剂、耐热稳定剂、抗静电剂等。
[0019]本专利技术进一步设置为：一种无纺布，其特征在于：所述无纺布上述的无纺布制备方法制成。
[0020]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1；该材料功能性改性过程简单。
[0022]2；纤维素属于可降解、可再生材料，有效降低了对环境的危害，并有利于聚丙烯的回收利用。
[0023]3；纤维素可以大大增强聚丙烯材料的韧性。
[0024]4；氟化纳米纤维不仅通过氟元素的引入来实现防水防油，纳米纤维素材料表面形成的次级纳米粗糙结构更是进一步提升了材料的超疏水超疏油能力，该材料的防水防油性能明显优于同等级别添加含氟防水防油材料。
附图说明
[0025]图1所示为实施例1中所制备的防水防油无纺布的纤维素聚集机理图；
[0026]图2所示为实施例1中所制备的防水防油无纺布表面的疏水疏油机理图；
[0027]图3所示为实施例1中所制备的纤维素聚丙烯无纺布的SEM和AFM图像；
[0028]图4所示为实施例1中所制备的纤维素聚丙烯无纺布的水和油接触角图像；
[0029]图5所示为实施例1中所制备的纤维素聚丙烯无纺布和纯聚丙烯无纺布长效防污细菌图对比。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0031]本专利技术方法原理：
[0032]1.采用氟化改性纳米纤维素的方法，不仅可以大大削本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无纺布制备方法，其特征在于：包括如下步骤；步骤1，取纳米纤维素溶于乙醇与水混合溶剂中，超声分散，搅拌均匀后，进行氟化改性；反应结束后抽滤洗涤，最后干燥得到氟化纤维素产物；利用纳米纤维素上丰富的羟基作为反应位点，接枝含氟长链，获得低表面能的氟化纤维素；氟化改性的纤维素不仅极大地削弱纳米纤维之间的氢键作用，避免纳米纤维素在复合材料中的分布不匀导致的力学性能下降，降低表面能后也会使表层的纤维素会自发向表面富集；步骤2，将原料低熔指聚丙烯50％～80％、高熔指聚丙烯10％～20％、氟化纳米纤维素填料5％～10％、辅助添加剂5％，通过双螺杆挤出机进行共混，得到较高熔指氟化纤维素聚丙烯复合母粒，以利于纤维素的表面富集；步骤3，将聚丙烯母粒与步骤1中的氟化纳米纤维素等填料进行搅拌混匀，其中加入5％～10％氟化纤维素和5％的辅助增强剂充分搅拌20～60分钟；步骤4，将步骤3中充分搅拌的混合物通过高温双螺杆挤出造粒机，在180～250度得到熔喷母粒；熔喷母粒通过单螺杆、计量泵送入矩形喷丝板，熔融温度190～260度，在高压、高温的气流条件下进行熔喷，最后在接收板上缓慢冷却固化，通过调控高熔指聚丙烯比例、加热温度和冷却时间使氟化纳米纤维素充分析出表面并富集，形成超粗糙氟化纤维素表面；最终得到功能性的熔喷无纺布。2.根据权利要求1所述的无纺布制备方法，其特征在于：所述纳米纤维素为纤维素微纤丝、纤维素纳米晶须、细菌纳米纤维素的一种或多种。3.根据权利要求1所述的无纺布制备方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晋涛，毛海勇，
申请(专利权)人：温州恒基包装有限公司，
类型：发明
国别省市：