[发明专利]一种高强聚乳酸熔喷纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强聚乳酸熔喷纤维及其制备方法和应用。所述高强聚乳酸熔喷纤维，包括皮层和被皮层包裹的芯层，所述皮层为熔喷聚丙烯纤维层，芯层为熔喷聚乳酸纤维层，所述皮层中，含有熔喷聚丙烯、相容剂及聚酯型液晶高分子。聚丙烯纤维相较于聚乳酸纤维具有更好的自热粘合作用，一定程度提升了高强熔喷聚乳酸纤维的粘结强力；同时，聚酯液晶高分子的加入皮层中，可以显著提高聚乳酸熔喷纤维的粘结强力。本发明所述高强聚乳酸熔喷纤维特别适用于用于制备空气过滤材料制品。

技术领域

本发明涉及非织造布技术领域，更具体地，涉及一种高强聚乳酸熔喷纤维及其制备方法和应用。

背景技术

熔喷布是采用熔喷法工艺制备，通过热空气作用将高流动聚合物熔体高速牵伸成超细纤维，并在滚筒网帘或塑料网帘进行自热粘合成网，具有纤维细度低、加工效率高、纤网均匀性好等特点，且结构蓬松，经过驻极处理后的熔喷非织造布具有高过滤效率与优异的透气性能，可广泛用在家用空气净化器、汽车空调过滤器或新风系统等空气滤材领域中。

目前，熔喷非织造布主要使用的原材料为聚丙烯，因其自身结晶特点而在铺网时具有优异的自热粘合性，在熔喷布所用的原材料中占比达到90％以上，但由于聚丙烯是线性的饱和碳氢化合物，难以降解，易造成白色污染。随着人类环保意识的不断提高和资源危机的日益趋紧，一些可降解和可再生的高分子材料应运而生。其中，聚乳酸(PLA)可从再生资源淀粉中获得，不但具有非极性高聚物的特点，在常温下具有良好的耐气候性，且是环境友好型材料，易降解。因此，采用聚乳酸作为原料制备熔喷非制造布就成为研究的重点和热点，但目前行业里所制备聚乳酸熔喷布自粘合性能较差导致强力低，产业化应用受到较大的限制。

例如中国专利(CN104711764A)公开了一种高强力长效驻极超细纤维PLA熔喷非织造材料，采用季胺盐改性的纳米无机粒子对PLA进行增强改性，熔喷布具有比较好的强度，但是由于添加较大含量的无机刚性粒子，容易造成喷丝板堵塞，不适合长期生产，降低了生产效率，限制其使用，且无机刚性粒子的加入降低聚乳酸相容性，导致强力提升不足。

发明内容

本发明为克服因为无机刚性粒子提升强力不足的缺陷，提供一种高强聚乳酸熔喷纤维。

本发明的另一目的在于提供所述高强聚乳酸熔喷纤维的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述高强聚乳酸熔喷纤维的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高强聚乳酸熔喷纤维，包括皮层和被皮层包裹的芯层，所述皮层为熔喷聚丙烯纤维层，芯层为熔喷聚乳酸纤维层，所述皮层中，含有熔喷聚丙烯树脂、相容剂及聚酯型液晶高分子。

聚丙烯纤维相对于聚乳酸纤维有更好的自热粘合性能，因此一定程度提升了高强熔喷聚乳酸纤维的粘结强力；同时，聚酯液晶高分子的加入皮层中，可以提高皮层中的聚丙烯纤维的取向度，从而可以显著提高聚乳酸熔喷纤维的粘结强力。

优选地，所述皮层与芯层的质量比为(5～10):(90～95)。

优选地，所述熔喷聚丙烯纤维层包括如下按重量份计算的组分：

所述熔喷聚丙烯树脂与所述熔喷聚丙烯母粒的质量比为(80～90)：(10～20)；

所述熔喷聚丙烯母粒中，按重量份计，熔喷聚丙烯树脂为75～87份；聚酯型液晶高分子为10～20份；相容剂为3～5份；抗氧剂为0.2～0.4份。

优选地，所述熔喷聚乳酸纤维层由熔喷聚乳酸树脂制得。

优选地，所述熔喷聚乳酸树脂在190℃，2.16kg下的熔体流动速率为10～200g/10min。

更优选地，所述熔喷聚乳酸树脂在190℃，2.16kg下的熔体流动速率为30～100g/10min。在这一熔体流动速率下，得到的聚乳酸熔喷纤维的强度更高。