一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯领域,涉及熔喷布领域,具体涉及一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法。
背景技术
熔喷法始于20世纪50年代，是一种依靠高速、高温气流喷吹聚合物熔体使其得到迅速拉伸而制备超细纤维的方法。聚丙烯凭借着原料来源丰富，合成方法简单，可加工性能好以及力学性能优良等优点，已成为熔喷工艺中最常见且最受欢迎的品种之一。
通过熔喷技术生产的聚丙烯熔纤维很细，而且得到的熔喷布具有很大的比表面积，孔隙小而孔隙率大，因此过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等应用特性是其他工艺生产的非织造布所难以实现的。一般来说，聚丙烯熔喷布广泛用于过滤材料、医疗卫生材料、吸油材料、擦拭布、保暖材料、电池隔膜材料及隔音材料等领域。同时功能性的熔喷布因其具有多功能性(例如抗菌、驻极、远红外等)已成为研究热点。
然而，以电气石微粒作为驻极颗粒的聚丙烯熔喷布对金黄色葡萄糖菌、白色念珠菌可产生较大的抑菌晕圈，表明有更好的抑菌效果，但是长期使用过程中杀菌后的尸体会长期都留在熔喷布上，逐渐降低熔喷布的静电吸附能力。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法，解决了细菌尸体堆积问题，利用驻极体本身的电极性有效的促进纳米二氧化钛的空穴-电子迁移，不仅大大提升了杀菌抑菌性,还有效的降解细菌尸体，提升整体的抗菌抑菌延续性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法，其质量配方如下：
聚丙烯60-80份、电气石粉12-17份、石墨烯材料5-10份、分散剂2-5份、偶联剂4-8份、硅溶胶4-8份。
所述聚丙烯采用低分子量熔喷级聚丙烯树脂。
所述电气石粉颗粒的粒径不大于100μm。
所述石墨烯材料采用包括石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯衍生物中的一种或者几种。所述石墨烯材料的粒径为1-5μm。
所述分散剂采用乙基纤维素。
所述偶联剂采用钛酸异丙酯。
所述硅溶胶中的溶胶粒子为10-20nm。
所述母粒的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将电气石粉、石墨烯和分散剂搅拌均匀，形成混合物，然后加入偶联剂和石油醚搅拌均匀，形成浆料；搅拌速度为1000-2000r/min；所述石油醚的质量是电气石粉质量的10-20倍；
步骤2，将硅溶胶缓慢滴加至浆料中，并持续低温超声分散，滴加结束后减压蒸馏至完全蒸干，得到包裹改性电气石粉；缓慢滴加的滴加速度为1-4mL/min,低温超声分散的温度为10-20℃,超声频率为50-80kHz；减压蒸馏的温度为100-120℃，压力为大气压的70-80％；
步骤3，将改性电气石粉放入紫外光照环境下静置20-40min，得到分散改性电气石粉；所述紫外光照的温度为20-40℃，光照强度为1-5mW/cm2，
步骤4，将分散改性电气石粉与聚丙烯加入至混合机中混合均匀，加入至双螺杆配混挤出机，熔融挤出，经水浴冷却，切割，得到颗粒；
步骤5，将母粒放入电晕充电装置中驻极处理，得到聚丙烯熔喷驻极母粒；驻极电压为-25kV。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了细菌尸体堆积问题，利用驻极体本身的电极性有效的促进纳米二氧化钛的空穴-电子迁移，不仅大大提升了杀菌抑菌性，还有效的降解细菌尸体,提升整体的抗菌抑菌延续性。
2.本发明利用钛酸异丙酯作为偶联剂，将电气石粉改性，有效的提升电气石粉的性能，同时钛酸异丙酯与硅溶胶反应得到水解产物-二氧化钛，二氧化钛与电气石粉形成稳定的连接，配合石墨烯的快速传导性，有效的加快电子迁移，体现出良好的催化性能。
3.本发明利用光照将乙基纤维素快速降解，降低改性电气石粉上的杂质，有效的促进了聚丙烯与电气石粉的结合，提升整体的过滤抑菌性能。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法，其质量配方如下：
聚丙烯60份、电气石粉12份、石墨烯材料5份、分散剂2份、偶联剂4份、硅溶胶4份。
所述聚丙烯采用低分子量熔喷级聚丙烯树脂。
所述电气石粉颗粒的粒径为100μm。
所述石墨烯材料采用包括石墨烯。所述石墨烯材料的粒径为1μm。
所述分散剂采用乙基纤维素。
所述偶联剂采用钛酸异丙酯。
所述硅溶胶中的溶胶粒子为10nm。
所述母粒的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将电气石粉、石墨烯和分散剂搅拌均匀，形成混合物，然后加入偶联剂和石油醚搅拌均匀，形成浆料；搅拌速度为1000r/min；所述石油醚的质量是电气石粉质量的10倍；
步骤2，将硅溶胶缓慢滴加至浆料中，并持续低温超声分散，滴加结束后减压蒸馏至完全蒸干，得到包裹改性电气石粉；缓慢滴加的滴加速度为1-4mL/min,低温超声分散的温度为10℃,超声频率为50kHz；减压蒸馏的温度为100℃，压力为大气压的70％；
步骤3，将改性电气石粉放入紫外光照环境下静置20min，得到分散改性电气石粉；所述紫外光照的温度为20℃，光照强度为1mW/cm2，
步骤4，将分散改性电气石粉与聚丙烯加入至混合机中混合均匀，加入至双螺杆配混挤出机，熔融挤出，经水浴冷却，切割，得到颗粒；
步骤5，将母粒放入电晕充电装置中驻极处理，得到聚丙烯熔喷驻极母粒；驻极电压为-25kV。
实施例2
一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法，其质量配方如下：
聚丙烯80份、电气石粉17份、石墨烯材料10份、分散剂5份、偶联剂8份、硅溶胶8份。
所述聚丙烯采用低分子量熔喷级聚丙烯树脂。
所述电气石粉颗粒的粒径为30μm。
所述石墨烯材料采用包括氧化石墨烯，所述石墨烯材料的粒径为5μm。
所述分散剂采用乙基纤维素。
所述偶联剂采用钛酸异丙酯。
所述硅溶胶中的溶胶粒子为20nm。
所述母粒的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将电气石粉、石墨烯和分散剂搅拌均匀，形成混合物，然后加入偶联剂和石油醚搅拌均匀，形成浆料；搅拌速度为2000r/min；所述石油醚的质量是电气石粉质量的20倍；
步骤2，将硅溶胶缓慢滴加至浆料中，并持续低温超声分散，滴加结束后减压蒸馏至完全蒸干，得到包裹改性电气石粉；缓慢滴加的滴加速度为4mL/min,低温超声分散的温度为20℃,超声频率为80kHz；减压蒸馏的温度为120℃，压力为大气压的80％；
步骤3，将改性电气石粉放入紫外光照环境下静置40min，得到分散改性电气石粉；所述紫外光照的温度为40℃，光照强度为5mW/cm2，
步骤4，将分散改性电气石粉与聚丙烯加入至混合机中混合均匀，加入至双螺杆配混挤出机，熔融挤出，经水浴冷却，切割，得到颗粒；
步骤5，将母粒放入电晕充电装置中驻极处理，得到聚丙烯熔喷驻极母粒；驻极电压为-25kV。
实施例3
一种聚丙烯熔喷驻极母粒的制备方法，其质量配方如下：
聚丙烯70份、电气石粉15份、石墨烯材料8份、分散剂4份、偶联剂6份、硅溶胶6份。
所述聚丙烯采用低分子量熔喷级聚丙烯树脂。
所述电气石粉颗粒的粒径为80μm。
所述石墨烯材料采用包括石墨烯，所述石墨烯材料的粒径为,3μm。
所述分散剂采用乙基纤维素。
所述偶联剂采用钛酸异丙酯。
所述硅溶胶中的溶胶粒子为15nm。
所述母粒的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将电气石粉、石墨烯和分散剂搅拌均匀，形成混合物，然后加入偶联剂和石油醚搅拌均匀，形成浆料；搅拌速度为1500r/min；所述石油醚的质量是电气石粉质量的15倍；
步骤2，将硅溶胶缓慢滴加至浆料中，并持续低温超声分散，滴加结束后减压蒸馏至完全蒸干，得到包裹改性电气石粉；缓慢滴加的滴加速度为3mL/min,低温超声分散的温度为15℃,超声频率为70kHz；减压蒸馏的温度为110℃，压力为大气压的75％；
步骤3，将改性电气石粉放入紫外光照环境下静置30min，得到分散改性电气石粉；所述紫外光照的温度为30℃，光照强度为3mW/cm2，
步骤4，将分散改性电气石粉与聚丙烯加入至混合机中混合均匀，加入至双螺杆配混挤出机，熔融挤出，经水浴冷却，切割，得到颗粒；
步骤5，将母粒放入电晕充电装置中驻极处理，得到聚丙烯熔喷驻极母粒；驻极电压为-25kV。
将实施例1-3的母粒与聚丙烯以1:10的质量比熔融后通过喷丝板喷出形成纤维，然后按照常规工艺制作形成熔喷无纺材料。
介质采用数量中值粒径0.075±0.02μm的NaCl颗粒，测试流量85L/min，进行过滤效率及阻力测试，以大肠杆菌作为检测细菌，进行抗菌检测。
以市售聚丙烯无纺布材料为对比例。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
