一种聚乳酸熔喷料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于熔喷料技术领域，尤其涉及一种聚乳酸熔喷料及其制备方法 和应用。


背景技术：

2.口罩与防护服的需求量急剧增加。但市场上常用的一次性医用口罩 及防护服，多采用不可降解烯烃类聚合物，给环境带来极大危害。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚乳酸熔喷料及其制备方法和应 用，该熔喷料具有较高的熔融指数。
4.本发明提供了一种聚乳酸熔喷料，以质量分数计，包括以下组分：
5.聚乳酸84～91％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷5～8％，纳米成核 剂0.1～0.4％，扩链剂1～5％，增韧剂1～5％，复合抗氧剂0.1～0.5％；
6.所述扩链剂选自巴斯夫adr扩链剂；
7.所述复合抗氧剂选自四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和 三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
[0008]
在本发明中，所述增韧剂选自丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯 和pbat中的一种或多种。
[0009]
上述扩链剂与增韧剂共同作用能够提高熔喷料的加工性能和力学性能。
[0010]
在本发明中，所述2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷作为过氧化物， 能够促进聚乳酸断裂，分子量变小，使得熔融指数变大。在高温和双螺杆剪 切力的作用下也会促进聚乳酸的降解。
[0011]
在本发明中，所述纳米成核剂选自纳米滑石粉和/或纳米碳酸钙。所述纳 米成核剂提升材料的结晶速度，提高生产效率，降低材料的成型收缩率，为 后续制备处熔喷布性能稳定性做好铺垫。
[0012]
在本发明中，所述扩链剂选自巴斯夫adr4400。
[0013]
在本发明中，所述聚乳酸的分子量为160000～170000g/mol。所述聚乳酸 选自pla110。所述聚乳酸作为主体材料，使得熔喷料可生物降解。
[0014]
在本发明具体实施例中，所述聚乳酸熔喷料，以质量分数计，包括以下 组分：
[0015]
聚乳酸87.5％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷7％，纳米成核剂 0.2％，扩链剂2％，增韧剂3％，复合抗氧剂0.3％；
[0016]
或包括聚乳酸90.3％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷6％，纳米 成核剂0.3％，扩链剂2％，增韧剂1％，复合抗氧剂0.4％；
[0017]
或包括聚乳酸84.3％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷8％，纳米 成核剂0.3％，扩链剂3％，增韧剂4％，复合抗氧剂0.4％；
[0018]
所述扩链剂选自巴斯夫adr扩链剂；
[0019]
所述复合抗氧剂选自质量比为1:2的四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙 酸]季戊四醇酯和三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
[0020]
本发明提供了一种上述技术方案所述聚乳酸熔喷料的制备方法，包括以 下步骤：
[0021]
将聚乳酸84～91％、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷5～8％、纳米成 核剂0.1～0.4％、扩链剂1～5％、增韧剂1～5％和复合抗氧剂0.1～0.5％共混 15～25min，熔融共混，造粒，真空干燥，得到聚乳酸熔喷料。
[0022]
在本发明中，所述熔融共混的温度为165～190℃，熔融共混的转速为 25～35rpm。
[0023]
造粒的转速为55～65rpm。真空干燥的温度为45℃，时间为10～12h。
[0024]
本发明提供了一种上述技术方案所述聚乳酸喷料或上述技术方案所述制 备方法制备的聚乳酸喷料在制备口罩或防护服中的应用。
[0025]
本发明提供了一种聚乳酸熔喷料，以质量分数计，包括以下组分：聚乳 酸84～91％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷5～8％，纳米成核剂0.1～0.4％， 扩链剂1～5％，增韧剂1～5％，复合抗氧剂0.1～0.5％；所述扩链剂选自巴斯夫 adr扩链剂；所述复合抗氧剂选自四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊 四醇酯和三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。本发明提供的熔喷料在上 述种类的原料的共同作用下，使得熔喷料具有较高的熔融指数，提升材料的 加工性。该熔喷料以聚乳酸作为主体材料，具有可生物降解性。熔喷料制备 的熔喷布具有较高的吸附性。
具体实施方式
[0026]
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种聚乳酸熔 喷料及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保 护范围的限定。
[0027]
以下实施例和对比例中采用的原料均在45℃下真空干燥4～6h。
[0028]
实施例1～3
[0029]
按照表1中的原料配比常温下共混20min，然后加入双螺杆挤出机，设定 共混温度185℃，模头温度180℃，螺杆转速30r/min，挤出料经过水冷，鼓风 机干燥，再经过造粒机切割成粒料，切割速率60r/min，得到的粒料在45℃下 真空干燥10～12h，得到聚乳酸熔喷料。
[0030]
表1实施例1～3的原料及用量
[0031]
原料实施例1实施例2实施例3聚乳酸(pla110)87.5％90.3％84.3％2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷7％6％8％成核剂(滑石粉)0.2％0.3％0.3％扩链剂(adr4400)2％2％3％增韧剂(pbat)3％1％4％抗氧剂10100.1％0.2％0.2％抗氧剂1680.2％0.2％0.2％
[0032]
对比例1
[0033]
与实施例1工艺相同，不同之处在于，采用的原料配比不同，见表2：
[0034]
表2对比例1的原料及用量
[0035][0036][0037]
对比例2
[0038]
与实施例1工艺相同，不同之处在于，采用的原料种类及用量见表3:
[0039]
表3对比例2采用的原料种类及用量
[0040]
原料对比例1聚乳酸(pla110)87.5％2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷7％成核剂(滑石粉)0.2％扩链剂(adr4400)2％增韧剂(pbat)3％抗氧剂b2260.1％抗氧剂1260.2％
[0041]
本发明采用常规工艺将实施例1～3和对比例1～2制备的熔喷料制成熔喷 布:
[0042]
在本发明实施例加工时，先将上述实施例和对比例制备的聚乳酸熔喷料 分别和驻极母粒按质量比为97:3的比例在高速混料机中预混合。混合料经过 双螺杆挤出机剪切、共混后由机头挤出，经热风牵引后出喷丝板，圆网收集 输送后经过高压驻电，然后经过分切收卷成卷，制成用于kn95口罩的熔喷 布(可称为kn95口罩熔喷布)。
[0043]
本发明采用下述方法测试熔喷料的熔融指数；本发明采用下述方法测试 熔喷布的吸附性:
[0044]
前文所述的熔融指数(melt flow index，mi or mfi)，是指一种表示塑 胶材料加工时的流动性能的数值，最初是由美国测量标准协会根据美国 dupont(杜邦公司)惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成。mi的测量方法一 般是根据astm d1238所规范的方法测得，在一定的负荷(kg)及温度(℃)下， 用指定的时间(10分钟)经过一定直径的管子所流出来的融胶重量(克数)。 mi值越大，表示塑料的流动性越好；反之则流动性越差。
[0045]
依据gb 2626
‑
2006定义，过滤效率(filter efficiency)指在规定检测条 件下，过滤元件滤除颗粒物的百分比。其测定原理是当一定流量空气通过口 罩过滤材料时，测定口罩内外或口罩两侧颗粒物数量或者浓度，口罩内部颗 粒物/浓度除以口罩外部颗粒物数量/浓度的比值即为过滤效率。
[0046]
表4实施例1～3和对比例1～2制备的熔喷料熔融指数及 制备的熔喷布的盐性颗
粒物过滤效率测试结果：
[0047]
案例实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2熔融指数(g/10min)1632154617224251621盐性颗粒物过滤效率/％99.299.099.590.395.0
[0048]
由以上实施例可知，本发明提供了一种聚乳酸熔喷料，以质量分数计， 包括以下组分：聚乳酸84～91％，2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧)己烷5～8％， 纳米成核剂0.1～0.4％，扩链剂1～5％，增韧剂1～5％，复合抗氧剂0.1～0.5％； 所述扩链剂选自巴斯夫adr扩链剂；所述复合抗氧剂选自四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
ꢀ‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。本 发明提供的熔喷料在上述种类的原料的共同作用下，使得熔喷料具有较高的 熔融指数，提升材料的加工性。该熔喷料以聚乳酸作为主体材料，具有可生 物降解性。熔喷料制备的熔喷布具有较高的吸附性。实验结果表明：熔融指 数为1500～1800g/10min；盐性颗粒物过滤效率基本保持在99％以上。
[0049]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。