[發(fā)明專利]一種改性聚丙烯母粒、熔噴布及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710648132.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107286473A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐地源;許日鵬;王雙成;呂冬生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東圣泉新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08L23/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/10;C08K5/134;C08K5/544;C08K5/5435;C08K5/20;C08K5/13;C08J3/22;B01D39/08;D04H1/4291
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 錢學(xué)宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熔噴布領(lǐng)域，尤其是涉及一種改性聚丙烯母粒、熔噴布及其制備方法和應(yīng)用改性聚丙烯母粒。

背景技術(shù)

熔噴布是將高聚物樹(shù)脂通過(guò)螺桿擠出機(jī)擠壓熔融塑化后，通過(guò)計(jì)量泵精確計(jì)量送給噴絲組件在高速高壓熱空氣流的作用下拉成超細(xì)纖維，并在收集裝置上形成的非織造布。由于熔噴布具有很細(xì)、比表面積大、孔隙小且孔隙率大，因此，其具有良好的過(guò)濾性、屏蔽性、絕熱性和吸油性等特性而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用和工業(yè)口罩、保暖材料、過(guò)濾材料、醫(yī)療衛(wèi)生材料、吸油材料、電池隔板以及隔音材料等領(lǐng)域，同時(shí)功能性的熔噴布因其具有多功能性(例如抗菌、駐極、遠(yuǎn)紅外等)已成為研究熱點(diǎn)。

目前關(guān)于功能性熔噴布的報(bào)道較少，例如專利申請(qǐng)CN1718910A公開(kāi)了一種熔噴用改性聚丙烯母粒及其制備方法和用途，在該發(fā)明中，提出了將電氣石與熔噴工藝相結(jié)合，賦予了熔噴布一定的駐極性。該發(fā)明存在如下問(wèn)題：加入電氣石后降低了熔噴布的過(guò)濾效率。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種改性聚丙烯母粒，所述的改性聚丙烯母粒用于制作熔噴布時(shí)，不僅能增加抗菌性和帶電性，而且能提高熔噴布的過(guò)濾效率和容塵量。

本發(fā)明的第二目的在于提供上述聚丙烯母粒的制備方法，所述的制備方法對(duì)現(xiàn)有工藝的改變小，而且能避免因石墨烯團(tuán)聚而帶來(lái)的堵塞問(wèn)題。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種熔噴布，所述的熔噴布相比現(xiàn)有產(chǎn)品，增加了抗菌和電荷吸附性能，而且過(guò)濾效率至少提高了一個(gè)等級(jí)，容塵量至少提高了10％，可紡絲性也有所改善。

本發(fā)明的第四目的在于提供上述熔噴布的制備方法，該制備方法熔融條件溫和，降低了生產(chǎn)難度。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種改性聚丙烯母粒，主要由以下成分制成：

按重量百分比計(jì)，聚丙烯77～90％、石墨烯材料5～20％和助劑1～5％；

所述石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯及和石墨烯衍生物中的任意一種或多種的組合；

所述助劑包括偶聯(lián)劑、分散劑和抗氧化劑中的任意一種或多種的組合，優(yōu)選包括偶聯(lián)劑、分散劑和抗氧化劑。

上述改性聚丙烯母粒屬于一種功能性的熔噴布用母粒，主要用于制作熔噴布，也可以用于制作織造布或者其它纖維類的材料，制成的纖維材料主要用于制作HEPA濾材，濾材可運(yùn)用在室內(nèi)空氣凈化器和吸塵器、汽車內(nèi)的空氣過(guò)濾系統(tǒng)、衛(wèi)生保健、生物醫(yī)學(xué)設(shè)施以及飛機(jī)內(nèi)的空氣循環(huán)系統(tǒng)等方面。

上述改性聚丙烯母粒用于制作熔噴布時(shí)，不僅能引入抗菌性和帶電性，而且能提高熔噴布的過(guò)濾效率和容塵量。

具體地，石墨烯材料具有較大的比表面積、導(dǎo)電性和抗菌抑菌性，因此將其加入到聚丙烯母粒中可以增加抗菌性和帶電性；而且利用其帶電吸附性和較大比表面積可以提高熔噴布的過(guò)濾效率；其三，在母粒的原料中加入石墨烯材料，利用助劑提高石墨烯材料和聚丙烯的分散度和相容度，避免因石墨烯團(tuán)聚而帶來(lái)其它性能降低的問(wèn)題，尤其是過(guò)濾效率、容塵量和可紡絲性不降反增，過(guò)濾效率至少提高了一個(gè)等級(jí)，容塵量至少提高了10％，可紡絲性也有所改善。

本發(fā)明所述的石墨烯可以為市售的石墨烯，也可通過(guò)不同制備方法得到的石墨烯，例如機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉淀法，石墨氧化還原法。但是，有些方法很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備得到嚴(yán)格意義理論上的石墨烯，例如一部分現(xiàn)有技術(shù)制備得到的石墨烯中會(huì)存在某些雜質(zhì)元素、碳元素的其它同素異形體或?qū)訑?shù)非單層甚至多層的石墨烯結(jié)構(gòu)(例如3層、5層、10層、20層等)，本發(fā)明所利用的石墨烯也包括上述非嚴(yán)格意義理論上的石墨烯。

本發(fā)明所述的氧化石墨烯可以為市售的氧化石墨烯，也可以是部分還原交聯(lián)制備的石墨烯經(jīng)氧化后的產(chǎn)物，亦可以是PECVD法制備的石墨烯經(jīng)氧化后的產(chǎn)物，也可以是石墨通過(guò)氧化還原制備得到，含碳?xì)怏w通過(guò)CVD法制備得到，也可以是以生物質(zhì)為原料通過(guò)高溫裂解法制備得到。

本發(fā)明所述的石墨烯衍生物包括元素?fù)诫s石墨烯或官能團(tuán)化石墨烯物質(zhì)。

以上改性聚丙烯母粒的組成還可以進(jìn)一步改進(jìn)，以改善其性能：

優(yōu)選地，按重量百分比計(jì)，聚丙烯80～90％、石墨烯材料5～15％和助劑1～5％。

聚丙烯與石墨烯材料的含量分別為80～90％、5～15％時(shí)，母粒制成的熔噴布的透氣性能提高。

更優(yōu)選地，按重量百分比計(jì)，聚丙烯82～89％、石墨烯材料10～15％和助劑1～3％。

優(yōu)選地，所述石墨烯材料的粒徑≤10μm，優(yōu)選≤2μm。