[发明专利]一种高相容的聚丙烯驻极母粒、其制备方法和熔喷布

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种高相容的聚丙烯驻极母粒、其制备方法和熔喷布，所述母粒包括质量比为1：0.2～0.5：0.05～0.2：0.2～0.5：0.05～0.2的聚丙烯、聚偏氟乙烯、乙烯‑三氟氯乙烯共聚物、电气石、硬脂酸镁。采用乙烯‑三氟氯乙烯共聚物和硬脂酸镁作为相容剂，提升聚丙烯与聚偏氟乙烯、电气石之间的相容性，同时乙烯‑三氟氯乙烯共聚物在配方中起到增容、驻极和增强增韧作用；硬脂酸镁在配方中起到增容、润滑和驻极三种作用，使得最终获得的聚丙烯熔喷料相容好、存储电荷稳定、过滤效率高，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高相容的聚丙烯驻极母粒、其制备方法和熔喷布。

背景技术

聚丙烯原料丰富、质轻成本低，且具有非极性、疏水性、高电阻率的特点，可作为性能较好的驻极体过滤材料，但仍存在电荷储存性能、强度和韧性较差的缺陷，特别是在高温和高湿环境下，电荷会快速衰减甚至消失。无机或有机添加剂能显著改善驻极体的带电能力，并提高其过滤性能。将功能性无机和有机填料与聚丙烯制成高浓度的熔喷母粒，再按一定的比例将母粒与聚丙烯共混熔融并高速熔喷制成无纺纤维，加工路线简单，在工业中已大量采用。

氟碳聚合物中的氟原子具有强极性，束缚进入能量陷阱的电子，保证表面电荷不易因受外界环境因素的影响而发生逸散，可有效提高过滤材料的过滤性能和使用寿命，是性能优良的有机驻极材料。如聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、可溶性聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯等。然而，氟碳聚合物往往存在与聚丙烯相容性差的缺陷。

CN111303539A公开了一种熔喷聚丙烯驻极母料，按重量份计，包括以下组分：聚丙烯45～100份；驻极剂5～70份；相容剂1～5份；抗氧剂0.01～1份；抗紫外剂0.01～5份；该发明同时公开一种熔喷聚丙烯母粒材料的制备方法；该发明的有益效果在于，采用经过臭氧氧化和偶联剂表面改性的聚四氟乙烯作为驻极剂，通过熔融共混造粒的方式使聚丙烯树脂与相应助剂相互混合，得到的熔喷聚丙烯驻极母粒材料，用该母粒与纯聚丙烯原料生产的无纺布纤维产品具有驻极效果明显，过滤效率高、风阻小等优点。

CN111560140A公开了一种口罩用熔喷无纺布专用有机驻极母粒及其制备方法、制成的熔喷无纺布，原料组成：聚丙烯树脂80～90％；氟类驻极粉2～10％；相容剂1～10％；加工助剂0.05～0.5％；所述氟类驻极粉的颗粒平均粒径为0.05～3um；所述相容剂为马来酸酐接枝烯烃共聚物/弹性体或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃共聚物/弹性体；所述聚丙烯树脂的熔融指数不低于1000g/10min，制备所述熔喷无纺布专用有机驻极母粒的螺杆长径比大于等于40:1。所述熔喷无纺布专用有机驻极母粒，克服了现有的驻极母粒在口罩用熔喷无纺布生产过程容易因为驻极粉析出而导致的堵塞现象，且氟类驻极粉能更好地实现分散均匀，在较小的添加量下仍有好的驻极效果。

无机驻极体材料常包括二氧化硅、钛酸钡、氧化锌、氧化铝和氮化硅，通过离子如Al³⁺、Mg²⁺、Pb²⁺、B³⁺和Zn²⁺掺杂对无机驻极材料改性，可提高其正电荷驻极性能和储存稳定性。特种电气石是由Al、Na、Ca、Mg、B、Fe等元素组成的含水、氟等环状硅酸盐晶体矿物，但仍存在无机驻极体材料与基体的相容性问题，现有技术中往往添加钛酸酯、硅烷偶联剂，以改善电气石与聚丙烯的相容性问题。

综上可知，添加氟碳聚合物和电气石改善聚丙烯熔喷布驻极性的关键，在于改善聚丙烯/聚偏氟乙烯及聚丙烯/电气石之间的相容性，目前文献报道的相容剂往往选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和聚丙烯接枝马来酸酐等。然而，聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率一般仅为1％左右，而硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等偶联剂分子量小，偶联剂与聚合物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。

发明内容