[发明专利]一种可生物降解熔喷非织造布材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可生物降解熔喷非织造布材料及其制备方法和应用，由以下组分组成：可生物降解树脂，聚乳酸，相容剂，润滑剂，扩链剂以及抗氧剂。上述材料的制备工艺如下：将各组分原料按比例混合均匀，经双螺杆共混造粒，得到可生物降解切片，经过熔喷非织造工艺加工得到可生物降解熔喷非织造布。本发明提供的可降解熔喷非织造材料，具有可生物降解功能，以及优异的过滤性能、空气透过性和力学性能，且具有亲水性，更适合应用在空气过滤、吸附材料、口罩材料、擦拭布、各类包材以及医用卫生材料等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料应用领域，涉及一种可生物降解熔喷非织造布材料及其制备方法和应用，更具体的说，其涉及共混的可生物降解材料在熔喷非织造材料领域的推广应用的加工方法。

背景技术

熔喷非织造布是利用熔喷法，将聚合物直接制备成网状的无纺布，其原材料一般为聚丙烯。由于熔喷法加工技术利用热空气喷吹，没有很长的牵伸甬道，所以熔喷法非织造技术工艺流程很短，被誉为是流程最短的一步法聚合物直接成网法，使之具有产量高、成本低、效率高、无溶剂、用途广，原料来源多等优势。熔喷非织造布最大的特点是纤维非常细，直径只有几个微米，经自身粘合之后结构蓬松，孔隙率高，平均孔径小，具有非常好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等应用特性。因此，熔喷非织造布被广泛应用于医用和工业用口罩、保暖材料、过滤材料、医疗卫生材料、吸油材料、擦拭布、电池隔板以及隔音材料等领域。

现阶段，对于聚丙烯熔喷非织造布材料的改进主要存在以下问题：

第一，随着工业的飞速发展以及熔喷非织造布市场的日益庞大，熔喷非织造材料给人们生活带来极大便利的同时，也为人类的生存环境带来威胁。聚丙烯熔喷非织造材料的废弃物经焚烧将产生有害气体，若掩埋难以发生降解，这将导致严重的环境污染问题。这是相当令人担忧并亟待解决的问题。为了解决这一问题，中国专利CN103073868B公开了一种可生物降解的熔喷无纺布切片及其制备方法，将聚碳酸亚丙酯和聚丙烯熔喷无纺布切片熔融共混，制备出具有优良性能的可生物降解的熔喷无纺布切片。虽然其力学性能和热性能优异，但其并未提及制成的熔喷非织造布具体性能，且由于聚丙烯的存在，其可降解性能还有待改进。

第二，聚丙烯熔喷非织造布还存强度不够，断裂伸长率较小等问题，主要表现就是布面手感偏硬，限制了后续加工使用。中国专利CN105086394B和中国专利CN107227555A均通过在材料中添加改性纳米无机物的方式，对熔喷非织造材料进行无机增韧，从而改善其力学性能。但是纳米无机物的表面改性工序繁杂且消耗大量溶剂，纳米无机物在共混过程中易发生团聚，并且无机粒子在熔喷过程中易出现过滤网和喷头堵塞现象。比如，中国专利CN105086394B公开了一种熔喷非织造布用的含SiO2可生物降解复合材料及制备方法，通过纳米复合改性技术在可生物降解树脂中添加SiO2粒子，提高可生物降解熔喷非织造布的过滤效率，改善可生物降解熔喷非织造布的力学性能。但其并未解决几种可生物降解树脂之间的不相容的问题，使用PLA含量高，且纳米SiO2粒子在共混造粒过程中易团聚，需要使用大量醇水溶剂，以及需要对纳米SiO2粒子进行表面化学改性等，工艺过程繁琐、复杂、产量小，还将造成大量资源浪费和能源消耗，对环境不友好。

第三，可生物降解材料在熔喷中的应用研究较少，中国专利CN102295825A公开了一种生物降解组合物及其制备方法，公开的这种生物降解组合物，由生物降解均聚酯(A)、生物降解共聚酯(B)和扩链剂(C)组成，三者总重量以100质量份计，含(A+B)为95.0～99.9份和含C为0.1～5.0份，其中A:B的比例范围为1:9～9:1。该专利主要是为解决生物降解材料降解速度不稳定、加工物理性能应用窄以及耐湿热、抗水解、抗氧化性能差等问题设计的，该发明最终获得了一种生物降解速度适中，物理加工性能良好的材料，其中主要评价指标为力学拉伸性能、力学保持率以及生物降解速度。该材料主要应用在吹塑成型、挤出成型、注塑成型和纺丝成型等领域，但其并未提及熔喷非织造领域的应用情况和适用前景。该发明明显未解决不同可生物降解材料间不相容的问题，且与本发明想解决的技术问题和获得的技术效果不相关。