[发明专利]一种聚乳酸弹性超细纤维非织造材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚乳酸弹性超细纤维非织造材料，其特征在于：以聚乳酸、聚乙二醇、纳米纤维素和生物基弹性体为原料，制得的非织造材料具有完全生物降解的特性，非织造材料样品的结晶度为4%～32%，纵向强力为50～80N，纵向弹性回复率为56%～75%，横向强力为10～60N，横向弹性回复率为33%～42%；

其中，聚乳酸颗粒的熔融指数为20～30g/10 min·210 ℃；聚乙二醇分子量为2000、4000、6000和8000中的一种或几种的组合的共混物；纳米纤维素为棒状结构，直径20nm～100nm，长径比为：1：（10～30）；生物基弹性体为热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯弹性体；聚乳酸、生物基弹性体、聚乙二醇和纳米纤维素的质量比为（6~7）：（2~4）：（1~2）：（1~2）。

2.根据权利要求1所述的聚乳酸弹性超细纤维非织造材料，其特征在于：所述非织造材料中纤维沿着牵伸方向高度取向排列，纤维取向角度为0°～20°；纤维直径均匀性得以提升，纤维平均直径为0.8～4μm。

3.权利要求1或2所述的聚乳酸弹性超细纤维非织造材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）聚乙二醇/纳米纤维素共混溶液的准备：以聚乙二醇和纳米纤维素溶液为原料，通过共混成型方法按比例制备聚乙二醇/纳米纤维素共混溶液；

（2）聚乳酸/聚乙二醇/纳米纤维素共混原料的制备：以聚乳酸颗粒为原料，将步骤（1）制备的聚乙二醇/纳米纤维素共混溶液在一定条件下与聚乳酸颗粒进行共混搅拌，使聚乙二醇/纳米纤维素共混溶液均匀包裹于聚乳酸颗粒表面后迅速冷却定型，形成聚乳酸/聚乙二醇/纳米纤维素共混颗粒；

（3）聚乳酸共混颗粒与生物基弹性体的熔融共混成型：将步骤（2）的聚乳酸/聚乙二醇/纳米纤维素共混颗粒与生物基弹性体按比例共混，送入到螺杆挤出机内共混成聚合物熔体；

（4）聚乳酸弹性超细纤维非织造材料的熔喷成型工序：将步骤（3）的聚合物熔体通过熔喷成型工艺获得聚乳酸弹性超细纤维熔喷纤网；

（5）聚乳酸弹性超细纤维非织造材料的多级热牵伸工序：将步骤（4）的聚乳酸弹性超细纤维熔喷纤网经加热牵伸装置对其进行多级热牵伸处理，制得一种兼具强度、弹性和生物可降解特性的聚乳酸弹性超细纤维非织造材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中聚乙二醇分子量为2000、4000、6000和8000中的一种或几种的组合的共混物；纳米纤维素为棒状结构，直径20nm～100nm，长径比为：1：（10～30）；共混成型方法为溶液共混，其中聚乙二醇为固态，需在90℃加热状态下与纳米纤维素溶液共混并采用真空抽吸装置抽取共混溶液中水蒸汽，其水含量为PPM50；聚乙二醇/纳米纤维素共混溶液需储存于80℃真空干燥箱中。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中共混搅拌的条件为60℃～90℃、氮气保护下；聚乳酸颗粒的熔融指数为20～30g/10 min·210 ℃。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中生物基弹性体为热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯弹性体；其中生物基弹性体与聚乳酸在相同温度下粘度相差比例应小于1.5，相同温度具体指熔融温度为180℃～220℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中熔喷成型工艺的热气流的温度为230℃，热风压力为45 kPa。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中多级热牵伸处理的加热温度为65～75℃；其中牵伸装置是通过两组或多组牵伸辊的速度差实现牵伸处理的，牵伸装置牵伸辊表面存在细小摩擦柱，摩擦系数为0.3～0.5。

9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于：聚乳酸弹性超细纤维非织造材料中聚乳酸、生物基弹性体、聚乙二醇和纳米纤维素的质量比为（6~7）：（2~4）：（1~2）：（1~2）。

10.权利要求1或2所述的聚乳酸弹性超细纤维非织造材料作为完全生物可降解熔喷非织造材料的应用。