(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112812429 A(43)申请公布日 2021.05.18
(21)申请号 202011634865.5(22)申请日 2020.12.31
(71)申请人 广东国恩塑业发展有限公司
地址 523000 广东省东莞市桥头镇桥头光
明路51号之一(72)发明人 许江威 何芳 郑永根 顾华滔
黄锦添 (74)专利代理机构 北京汇彩知识产权代理有限
公司 11563
代理人 宋春妮(51)Int.Cl.
C08L 23/12(2006.01)C08L 23/08(2006.01)C08L 91/06(2006.01)C08L 33/16(2006.01)
(54)发明名称
一种熔喷聚丙烯材料组合物及其制备方法(57)摘要
本发明公开了一种熔喷聚丙烯材料组合物及其制备方法。该熔喷聚丙烯材料组合物包括熔喷聚丙烯材料95‑99份、驻极母粒1‑5份；喷聚丙烯材料组分为：聚丙烯98‑99.85份、自由基型引发剂0.1‑1份、成核剂0.05‑0.3份、抗氧剂0‑0.1份、润滑剂0‑0.3份；驻极母粒组分为：熔喷聚丙烯40‑69.5份、防水防油剂2‑5份、柔顺剂5‑10份、无机驻极粉10‑15份、有机驻极粉10‑20份、硬脂酸盐1‑3份、受阻胺耐候剂1‑3份、抗氧剂0.5‑1份、偶联剂1‑3份。由于防水防油剂、柔顺剂、受阻胺耐候剂、抗氧剂会和熔喷料体系中的自由基型引发剂发生反应，本发明将熔喷聚丙烯和驻极母粒单独生产，混合使用；本制备方法将UV灯箱放置于切粒前，料条经过UV灯照射，将未反应完全的过氧化物残留物完全处理干净，实现零过氧化物残留。
C08K 5/14(2006.01)C08K 5/098(2006.01)C08K 3/38(2006.01)C08K 7/26(2006.01)C08K 7/24(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 3/32(2006.01)C08K 9/12(2006.01)C08J 3/22(2006.01)C08J 3/28(2006.01)D01F 6/46(2006.01)D01F 1/10(2006.01)D04H 1/56(2012.01)D04H 1/544(2012.01)
权利要求书2页 说明书6页
CN 112812429 ACN 112812429 A
权 利 要 求 书
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1.一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，其按重量份数计，包括如下组分：喷聚丙烯材料 95‑99份；驻极母粒 1‑5份；其中，所述喷聚丙烯材料按重量份计，包括如下组分：
其中，所述驻极母粒按重量份计，包括如下组分：
所述柔顺剂是一种非领苯二甲酸盐的特殊烃类流体和低分子量聚乙烯类共聚弹性体的混合物，特殊烃类流体是一类新型的纯石蜡类的液体改性剂；
所述防水防油剂为氟烷基丙烯酸酯类聚合物，其结构式如下：
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CN 112812429 A
权 利 要 求 书
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式中：X‑H、‑CH3Y‑H、Clm＝3，4，5，6……R1‑CnH2n‑1
2.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数在230℃/2.16kg测试条件下为10‑300g/10min，优选熔融指数25‑100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述自由基型引发剂为有机过氧化物类引发剂，其结构通式为R‑O‑O‑H或R‑O‑O‑R，其中R为烷基、酰基或碳酸酯基有机基团，为2，5‑二甲基‑2，5‑双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述无机驻极粉的有效成分为纳米电气石、气相二氧化硅、气相三氧化二铝、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米磷酸锆、载银磷酸锆的一种或多种复配。
5.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述有机驻极粉的有效成分为有机氟化合物、硬脂酸盐和受阻胺中的一种或多种复配。
6.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述成核剂选自包括二叉山梨醇及其衍生物、芳香基磷酸酯盐类、有机羧酸盐类、取代苯酰胺类、稀土金属硬脂酸盐类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种熔喷聚丙烯组合物，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙中至少一种及与乙撑双硬脂酰胺EBS、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸中的任一种或几种的混合物。
9.一种包含权利要求1‑8任一项所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比，分别将熔喷聚丙烯材料和驻极母粒分别放置于混料机中混合均匀，所述混料机转速为50‑150rpm，混合时间为3‑10min；
(2)将混合后的原材料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒，即得熔喷聚丙烯组合物，所述双螺杆挤出机的螺杆转速300‑500rpm，挤出机熔融温度设定为180‑260℃；
(3)熔喷聚丙烯材料生产通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出成条，经冷却水冷却后进入UV灯箱照射紫外线。
10.一种包含权利要求1‑8任一项所述的一种熔喷聚丙烯材料组合物的应用，其特征在于，将所生产熔喷聚丙烯材料和驻极母粒按照比例混合，制备熔喷无纺布。
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说 明 书
一种熔喷聚丙烯材料组合物及其制备方法
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技术领域
[0001]本发明涉及高分子材料领域，特别涉及工程塑料改性技术领域，具体的是一种熔喷聚丙烯材料组合物及其制备方法。
背景技术
[0002]超高流动性聚丙烯一般指熔融指数极高(MI≥500g/10min)的聚丙烯材料，这种材料常用来作为熔喷工艺无纺布的主要材料。目前大体有三种工艺制备超高流动性聚丙烯。本发明是向常规聚丙烯中加入过氧化物自由基引发剂，通过引发可控自由基分子链断裂的降解反应获得超高流动性聚丙烯(即氧调法)，这种工艺生产成本低、熔指精确可调，产品适合熔喷无纺布生产工艺。熔喷布所用原料为通过可控流变技术改性的超高流动聚丙烯，典型技术要求为熔指1500g/10min，高过滤效率。在满足高流动性同时通常材料韧性下降明显，所生产熔喷布手感硬、脆性大，一方面生产过程中易出现断裂问题，影响生产效率，另外使用硬质感熔喷布所生产的口罩也会大大降低佩戴体验；氧调法会有过氧化物残留，对人体产生伤害，一般会限定过氧化物残留小于 5mg/Kg；另外，传统的配方体系很难满足欧美口罩油性过滤指标要求。本发明致力于解决上述问题点并且已经解决，具有很大的市场应用前景。
发明内容
[0003]针对熔喷聚丙烯材料现有技术上的不足，本发明的首要目的是提供一种熔喷聚丙烯材料组合物，该熔喷聚丙烯组合物生产的熔喷布具有高柔软度、高过滤效率(包括油性过滤效果)的优点，实现零过氧化物残留，可以满足口罩领域的使用要求。[0004]为实现以上目的，本发明的技术方案如下：该熔喷聚丙烯材料组合物按重量份数计，包括如下组分：[0005]喷聚丙烯材料 95‑99份；[0006]驻极母粒 1‑5份；[0007]其中，所述喷聚丙烯材料按重量份计，包括如下组分：
[0008]
[0009]
其中，所述驻极母粒按重量份计，包括如下组分：
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说 明 书
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[0010]
其中柔顺剂是一种非领苯二甲酸盐的特殊烃类流体和低分子量聚乙烯类共聚弹
通过使用柔顺剂能提性体的混合物，特殊烃类流体是一类新型的纯石蜡类的液体改性剂，
高材料的柔韧性、降低脆性温度，提高断裂伸长率并改善透明度；低分子量聚乙烯类共聚弹性体具有很高的流动性，在不影响喷丝的情况大大增加材料韧性；[0012]防水防油剂为氟烷基丙烯酸酯类聚合物，其结构式如下：
[0011]
[0013]
[0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020]
式中：
‑CH3X——H、
Y——H、Cl
R1——CnH2a‑1
其中(A)是含氟防水防油剂的主体，赋予防油性；(B)是赋予防水性、柔软性；(C)是
赋予与纤维的结合性、耐磨性、耐洗涤性；(D)是根据自交联、和与纤维的交联，形成强韧的表层，赋予耐久性。本发明所述制备方法是配方体系混料后，经过双螺杆挤出机熔融挤出，
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说 明 书
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料条经过放置于切粒前UV灯箱照射，将未反应完全的过氧化物残留物完全处理干净，实现零过氧化物残留，赋予熔喷布绝对安全性能。所述UV灯箱为功率大于1000W、灯管数量大于1 支、主波长：365nm、光照强度：80‑200mw/cm2、电源：220V、全机尺寸：400L(长) ×450W(宽)×500H(高)mm、采用翻盖式进料口，宽40CM*高10CM。[0021]进一步而言，上述技术方案中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数在 230℃/2.16kg测试条件下为10‑300g/10min，优选熔融指数25‑100g/10min。[0022]进一步而言，上述技术方案中，所述自由基型引发剂为有机过氧化物类引发剂，其结构通式为R‑O‑O‑H或R‑O‑O‑R，其中R为烷基、酰基或碳酸酯基有机基团，例如2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯等。[0023]进一步而言，上述技术方案中，所述无机驻极粉的有效成分为纳米电气石、气相二氧化硅、气相三氧化二铝、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米磷酸锆、载银磷酸锆等纳米级金属氧化物或磷酸化合物中的一种或多种复配。[0024]进一步而言，上述技术方案中，所述有机驻极粉的有效成分为有机氟化合物、硬脂酸盐和受阻胺中的一种或多种复配。[0025]进一步而言，上述技术方案中，所述成核剂选自包括二叉山梨醇及其衍生物、芳香基磷酸酯盐类，有机羧酸盐类、取代苯酰胺类、稀土金属硬脂酸盐类中的至少一种；主要用于提高聚丙烯的透明性、表面光泽，尤其是二苯亚甲基山梨醇，赋予聚丙烯树脂良好的成核效率和优异的增透改性效果的同时，彻底消除了产品异味，提高了热稳定性。[0026]进一步而言，抗氧剂168、抗氧剂1010上述技术方案中，所述抗氧剂为抗氧剂1098、中的一种或两种的混合物。[0027]进一步而言，上述技术方案中，所述润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙中至少一种及与乙撑双硬脂酰胺EBS、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸中的任一种或几种的混合物。
[0028]一种熔喷聚丙烯组合物的制备方法，其包括以下步骤：[0029](1)按配比，分别将熔喷聚丙烯材料配方组合和驻极母粒配方组合置于混料机中混合均匀，所述混料机转速为50‑150rpm，混合时间为3‑10min；[0030](2)将混合后的原材料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒，即得熔喷聚丙烯组合物，所述双螺杆挤出机的螺杆转速300‑500rpm，挤出机熔融温度设定为180‑260℃；[0031](3)熔喷聚丙烯材料生产通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出成条，经冷却水冷却后进入UV灯箱照射紫外线。
[0032]一种熔喷聚丙烯材料的应用，其将所生产熔喷聚丙烯材料和驻极母粒按照比例混合，用于制备熔喷无纺布。
[0033]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：由于防水防油剂、柔顺剂、受阻胺耐候剂、抗氧剂会和熔喷料体系中的自由基型引发剂发生反应，因此，本发明采用的是熔喷聚丙烯和驻极母粒单独生产，混合使用。本发明也在生产熔喷料的加工设备上做了一定的创新，本制备方法将UV灯箱放置于切粒前，料条经过UV灯照射，将未反应完全的过氧化物残留物完全处理干净，实现零过氧化物残留。驻极母粒通过加入柔顺剂，大大改善所生产熔喷布手感硬、脆性大的缺点；引入含氟防水防油剂，使得生产的熔喷布不易吸潮锁电持久，同时能防油。本发明所制备熔喷聚丙烯组合物可用于生产高性能熔喷布，
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不仅兼具高柔软度还具备高过滤效率(尤其是高的油性过滤效果)，满足欧美口罩领域的使用标准；实现零过氧化物残留，有效提高了口罩的安全性。具体实施方式
[0034]为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0035]实施例及对比例：[0036]制备熔喷料：[0037](1)将聚丙烯、自由基型引发剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂置于混料机中混合均匀，混料机转速为100rpm，混合时间为5min；[0038](2)将混合后的原材料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒即得熔喷聚丙烯，其中双螺杆挤出机的螺杆转速400rpm，挤出机熔融温度设定为 180～260℃。[0039]制备驻极母粒：[0040](1)按表1配比，将熔喷聚丙烯、防水防油剂、柔顺剂、无机驻极粉、有机驻极粉、硬脂酸盐、受阻胺耐候剂、抗氧剂置于混料机中混合均匀，混料机转速为200rpm，混合时间为10min；[0041](2)将混合后的原材料通过双螺杆挤出机熔融混合，并挤出造粒即得驻极母粒，其中双螺杆挤出机的螺杆转速400rpm，挤出机熔融温度设定为160～ 200℃。
[0042]对上述具体实施例和对比例制备所得的组合物进行熔体流动速率(标准 GB/T 3682‑2000,测试条件230℃，2.16kg)测定，并经熔喷设备制备得到熔喷布；进一步测试熔喷布克重(标准FZ‑T 60003)、颗粒过滤效率及细菌过滤效率(标准YY0469‑2011)、柔软度(标准GB/T8942‑2016)，断裂强力及断裂延伸率(FZ‑T 60005)，各性能结果见表2。[0043]表1实施例及对比例配方(重量份)
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表2实施例及对比例配方(重量份)
[0046]
从表2实施例1、实施例2和实施例3中可以看出，随着柔顺剂的加入，本发明所制备
的聚丙烯组合物经熔喷设备制备得到的熔喷布的韧性增加明显。
[0047]
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从表2实施例1、实施例2、实施例3和实施例4可以看出，防水放油剂的加入大大增
加油性颗粒过滤效果，同时也不影响普通颗粒过滤效果。
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