[发明专利]一种用于高分子熔喷纤维的驻极材料及其检测方法

说明书

本发明公开了一种用于高分子熔喷纤维的驻极材料及其检测方法，它包括以下组分：冠醚及其衍生物与铵盐，冠醚及其衍生物与铵盐的摩尔比为0.5～2.5:0.5～2.5。本发明的有益效果是：空气过滤材料的效率等性能更为稳定；驻极材料诱导聚丙烯纤维具有较大的静电压，微观下的电场作用强，可明显提升过滤效率；冠醚及其衍生物‑铵组合物物理、化学性质稳定，基本不与空气中常见的物质发生反应，空气过滤性能稳定、持久；驻极材料与聚丙烯相容性非常好，添加量调节范围很大，而且对纤维的力学性能影响小。

技术领域

本发明涉及熔喷无纺布相关技术领域，尤其是指一种用于高分子熔喷纤维的驻极材料及其检测方法。

背景技术

熔喷法无纺纤维，是采用高熔融指数MFI的聚合物切片，经过挤出机加热熔融，成为流动性的聚合物高温熔体。熔体从喷丝孔中喷出形成纺丝细流，其两侧有高速热气流对高温熔体细流夹持，牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上聚集成网状结构，利用熔体尚未完全冷却的余热，将纤维相互粘合成无纺布的状态。

普通的熔喷法无纺布，以机械过滤机理为主，为了达到很高的过滤效率，需要把无纺布的克重(即每平米纤维的重量)做到很大，因而空气阻力较大。为了降低空气阻力，业界采用添加驻极体材料改性，这些驻极体以一定形式分散在聚合物中，在高压电场作用下驻极体诱导聚合物纤维发生极化，撤去电场后，纤维储存的极化电荷也不消失。这样，在静电作用下的熔喷无纺布，在相同克重、空气阻力的情况下，与普通熔喷纤维相比，可以达到较高的过滤效率。

驻极材料在熔喷无纺布的具体应用过程通常如下所述：

(1)制造驻极母料。驻极材料先与聚合物(例如聚丙烯)混合共挤，形成驻极母料。分散在母料中的驻极体更容易均匀地加入纤维中。

(2)制造熔喷驻极纤维。熔喷纤维树脂与驻极母料同时加入挤出机进行共混熔融，以共混物形式经喷丝孔喷出成丝，高速热气流牵引拉伸后接收成网。

(3)高压电场极化。纤维网在高压电场作用下，电场局部放电产生的载流子被驻极母料中的驻极体捕获形成电荷阱，从而诱导纤维获得静电，得到熔喷驻极过滤无纺布材料。

这种带有驻极体的熔喷纤维无纺布比普通熔喷无纺布的空气阻力要小很多，使得熔喷材料的性能大幅度提高，因而驻极体的选择非常重要。当前市面常用驻极材料包括：电气石，二氧化硅，有机氟等。但这些常用的驻极材料存在以下问题：

1.电气石等无机材料，添加量过多会对纤维的力学性能造成负面影响，降低韧性，容易发生断丝，因而驻极体材料的添加量通常受限，限制了驻极体对过滤材料的提升作用。

2.有机氟等有机驻极体材料的极化电荷密度不足，对于过滤效率提升不是十分显著。

3.前述这些驻极材料诱导的极化电荷不稳定，均存在衰退现象，容易造成熔喷纤维过滤效率逐步下降。

4.前述这些驻极体产生的静电场稳定性不佳，严重时造成局部电荷阱密度不足，过滤效率在过滤面上空间分布不均，有些区域的过滤效率有波动，局部不能达到平均值的水平。

5.在空气中的某些杂质(颗粒物和气态物)以及静电消除剂作用下，效率下降明显。

驻极体的作用原理非常复杂，目前理论上还没有非常完备的解释。一般认为是聚合物分子在驻极体材料的诱导下形成空穴，即电荷阱，在聚合物基体内构成了静电场。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中驻极体产生的静电场稳定性不佳的不足，提供了一种驻极体产生的静电场稳定性好的用于高分子熔喷纤维的驻极材料及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于高分子熔喷纤维的驻极材料，它包括以下组分：冠醚及其衍生物与铵盐，所述的冠醚及其衍生物与铵盐的摩尔比为0.5～2.5:0.5～2.5。