[发明专利]一种全生物降解无纺布材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种全生物降解无纺布材料。

背景技术

世界上无纺布的需求和消费的增长十分迅速，预计将从1997年的240万吨，达到2007年的400万吨。无纺布的生产商主要集中在美国(占全世界41％)，西欧占30％，日本占8％，中国产量仅占全世界的3.5％，但中国的消耗量却占全世界的17.5％。预计到2007年，中国的产量将达到全世界的7％，消耗量则增加到全世的21％。目前，人造纤维仍支配着无纺布的生产，而且在2007年以前，这种情形不会有大的改变。全世界范围内用于无纺布生产的纤维中有63％为聚丙烯，23％为聚酯，8％为粘胶，2％为丙烯酸纤维，1.5％为聚酰胺，剩余的3％为其他纤维。

近年来无纺布在卫生吸收材料、医用、交通工具用、制鞋用纺织材料上的用量有明显增长。目前已有多项关于无纺布的专利技术，由此得到的相关产品尽管各有特点，但绝大部分是不可降解的，使用废弃后会污染环境。

以二氧化碳与环氧丙烷或环氧乙烷为代表的二氧化碳共聚物是一类廉价的人工合成的生物降解塑料，具有规模化生产的价值，但由于这类共聚物为无定型材料，没有结晶性，玻璃化温度低(5-40℃之间)，30℃以上经常出现冷流现象，力学性能和尺寸稳定性急剧下降，严重限制了其应用范围。本发明主要对上述二氧化碳共聚物进行改性，提高其高温下的尺寸稳定性。使用本发明的全生物降解材料制备的无纺布，可在70-75℃下保持尺寸稳定性，在堆肥或填埋的情况下具有生物降解特性，降解终产物为二氧化碳和水，而且焚烧时不会污染环境。

参考例1

将24.5kg的二氧化碳-环氧丙烷共聚物(数均分子量87,000，98wt％)与0.5kg的马来酸酐(2wt％)在密炼机共混后，通过双螺杆挤出机造粒，烘干处理后在160-170℃的条件下熔融挤出，其中螺杆的长径比为25∶1，通过喷丝板成丝、拉伸、分丝、成网、加固、卷曲的工艺，制备出可降解的无纺布，但该无纺布在30℃下即出现冷流现象，40℃以后的尺寸稳定性很差。

发明内容

本发明提供一种全生物降解无纺布材料，可利用现有无纺布的工艺流程和工业装置生产无纺布，在保持现有产品的性能基础上，使其具有生物降解性能，而且焚烧后不会污染环境。

本发明所制备的全生物降解无纺布材料是一种以二氧化碳-环氧乙烷共聚物，或二氧化碳-环氧丙烷共聚物的一种或两种为基础原料，添加10％-40％的二氧化碳-环氧环己烷共聚物或10％-40％的聚乳酸或10％-40％的聚羟基丁酸酯的可生物降解材料，制备出热变形温度在70℃以上的全生物降解材料，所添加的可生物降解材料主要是数均分子量在4000-8000的低分子量二氧化碳-环氧环己烷共聚物或数均分子量在100,000以上的高分子量的聚L-聚乳酸或聚羟基丁酸酯。

所制备的全生物降解无纺布材料可以通过无纺布生产工艺中最常用的纺粘法进行生产无纺布，通过纺丝、拉伸、分丝、成网、加固、卷曲等工艺，使纤网变成无纺布。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：本发明是一种全生物降解无纺布材料，其中以二氧化碳-环氧乙烷共聚物，或二氧化碳-环氧丙烷共聚物的一种或两种为基础原料，通过文献和相关检测证明它们是可生物降解的材料，但由于这两种共聚物是无定型材料，没有结晶性，玻璃化温度低(5-40℃之间)，30℃以上经常出现冷流现象，力学性能和尺寸稳定性急剧下降，限制了其应用范围。本发明将其添加10％-40％的二氧化碳-环氧环己烷共聚物或10％-40％的聚乳酸或10％-40％的聚羟基丁酸酯的可生物降解材料后，可以大大提高材料的性能，使其可以应用于无纺布的生产。由于基础原料和添加材料都是可生物降解材料，因此所制成的产品也是可生物降解的。

实施例1

将22kg的二氧化碳-环氧丙烷共聚物(数均分子量87,000，88wt％)、0.5kg马来酸酐(2wt％)和2.5kg二氧化碳-环氧环己烷共聚物(数均分子量5400，分子量分布：1.2，10wt％)经过密炼机共混后，得到的共混料在70℃下不冷流。该原料通过双螺杆挤出机造粒，烘干处理后在160-170℃的条件下熔融挤出，其中螺杆的长径比为25∶1，通过喷丝板成丝、拉伸、分丝、成网、加固、卷曲等工艺，制备出可降解的无纺布产品，该无纺布在70℃下能保持尺寸稳定性。

实施例2