[发明专利]多功能复合熔喷无纺布及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多功能复合熔喷无纺布及其制备方法。首先采用聚丙烯改性反应挤出原理，将引发剂、含氟烯烃类单体和聚丙烯按照一定的质量比混合，再经过双螺杆挤出机进行熔融接枝改性，制备出一种高流动性的改性聚丙烯材料。然后将熔喷级聚丙烯与改性聚丙烯进行双层熔喷纺丝、复合铺网，即制备得到一种多功能复合熔喷无纺布。本发明通过双层熔喷，将常规聚丙烯无纺布与含氟接枝改性聚丙烯无纺布复合，得到梯度驻极过滤材料。通过调控含氟接枝改性聚丙烯的链段组成，提高驻极效果和电荷稳定性。本发明制备的无纺布具有静电驻极效果好、空气过滤效率高、压阻低等优点。

技术领域

本发明涉及无纺布过滤材料技术领域，尤其涉及一种多功能复合熔喷无纺布及其制备方法。

背景技术

近年来，高分子化学纤维生产技术的发展使得用驻极体纤维能生产出HEPA及ULPA过滤器；用作驻极体空气过滤器的材料需要优异的介电性能，如高体电阻和表面电阻，高介电击穿强度，低吸湿性和透气率等。这类材料主要以高聚物为主的有机驻极体材料，如非极性材料：聚丙烯、聚四氟乙烯、六氟乙烯/聚四氟乙烯共聚物等；极性材料或弱极性材料：聚三氟乙烯、聚丙烯(共混)及聚酯等。

聚丙烯驻极体静电合成纤维过滤材料是对聚丙烯纤维在熔喷制造过程中进行静电充电，使其成为静电型驻极体熔喷非织造布。这种过滤材料除了利用传统空气过滤材料的过滤机理外，同时利用荷电纤维的库仑力去实现对微粒的捕获，因此效率增加，阻力下降。专利CN111499979A公开了一种熔喷聚丙烯组合物及其制备方法和应用。该熔喷聚丙烯组合物包括聚丙烯、过氧化物引发剂、聚丁烯、驻极母粒、β晶型成核剂、抗氧剂和润滑剂，通过熔融混合挤出得到熔喷料，提高聚丙烯无纺布的过滤效率。CN112011126A公开了一种多功能聚丙烯熔喷料及其制备方法，将聚丙烯、驻极剂、抗菌剂、引发剂等熔融混合挤出得到多功能聚丙烯熔喷料，提高聚丙烯无纺布的驻极和抗菌效果。然而现有技术制备的聚丙烯熔喷无纺布仍存在驻极效果和电荷稳定性不佳的问题，过滤效率仍有待提高。

有鉴于此，有必要设计一种改进的多功能复合熔喷无纺布及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能复合熔喷无纺布及其制备方法。该方法通过双层熔喷，将常规聚丙烯无纺布与含氟接枝改性聚丙烯无纺布复合，得到梯度驻极过滤材料。具有静电驻极效果好，空气过滤效率高、压阻低的优点。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种多功能复合熔喷无纺布，包括至少一层聚丙烯熔喷无纺布和至少一层含氟接枝改性聚丙烯熔喷无纺布，所述含氟接枝改性聚丙烯熔喷无纺布是由聚丙烯与含氟烯烃类单体在引发剂作用下熔融聚合得到。

作为本发明的进一步改进，所述含氟接枝改性聚丙烯熔喷无纺布中聚丙烯链段与含氟链段的质量比为100:(2～20)。

作为本发明的进一步改进，所述含氟烯烃类单体为含有双键和氟酸酯基团的功能单体。

作为本发明的进一步改进，所述含氟烯烃类单体包含但不限于为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯熔喷无纺布的表面静电势为200～3000V，所述含氟接枝改性聚丙烯熔喷无纺布的表面静电势为1000～8000V，所述含氟接枝改性聚丙烯熔喷无纺布的表面静电势大于所述聚丙烯熔喷无纺布的表面静电势，以形成表面静电势梯度。

作为本发明的进一步改进，所述多功能复合熔喷无纺布对PM2.5的过滤效率≥99％，过滤压阻≤20Pa。

一种以上所述的多功能复合熔喷无纺布的制备方法，包括以下步骤：

S1.按质量比100:(0.5～10):(2～20)称取聚丙烯、引发剂和含氟烯烃类单体，将其混合均匀，然后在双螺杆挤出机中熔融共混改性，得到含氟接枝改性聚丙烯熔喷料；