[发明专利]一种熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种熔喷聚丙烯复合材料，按重量份计，是由聚丙烯树脂100份、树枝状聚合物0.1‑5份、可控降解剂0.05‑1.5份原料制备；其中聚丙烯树脂被至少一种可控降解剂可控降解至熔喷聚丙烯分子量分布标准。本发明通过采用树枝状聚合物协同可控降解剂进行可控降解，能够降低40‑60℃的降解反应温度，不仅降低了能耗，也降低了对于设备的要求，提高了在区域性危机的情况下扩大生产的能力。而且，树枝状聚合物存在于树脂基体中，能够提升熔喷聚丙烯复合材料的断裂伸长率，提升口罩的贴合度。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种熔喷聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

进入2020年以来， “一罩难求”的局面在海外多个国家陆续上演。作为预防用途的防护口罩主体结构包括三部分：表层抗湿层（S层）、中间过滤吸附层（M层）及内层贴肤层（S层），原料均为聚丙烯。M层包含一层或多层带有静电的熔喷非织造布，起到核心防护作用，被称为医用和N95口罩的“心脏”，这种中间层材料就是熔喷聚丙烯材料，它具有超高的流动性（熔融指数需要达到1300以上），主要是通过可控降解法生产。

现阶段，国内一般通过过氧化物可控化学降解进行生产熔喷聚丙烯复合材料。但是，通过过氧化物降解聚丙烯树脂会产生很多刺激气味的有机气体，通过该方法生产得到的熔喷聚丙烯母粒往往具有明显的气味，需要通过其他手段进行除味才能进行熔喷布生产。

为了解决上述技术问题，现阶段有采用联枯等物质（可控降解剂）进行可控化学降解。如中国专利申请CN109196154A公开了一种改善阻隔性能的熔喷网，采用2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二丙基-2 ,3-二苯基丁烷、2,3-二丁基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二己基-2,3-二苯基丁烷等可控降解剂进行可控化学降解。但是，上述可控降解剂的降解引发温度往往需要达到290℃以上（上述专利[0202]段描述熔喷网的工艺窗口为260℃至320℃，优选为270℃至320℃，更优选为280℃至310℃），如此高的温度对于设备的要求高，也增高了能耗，极大限制了企业的熔喷聚丙烯生产能力。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种熔喷聚丙烯复合材料，具有流动性强、断裂伸长率高的优点。

本发明的另一目的在于，提供上述熔喷聚丙烯复合材料的制备方法，本方法具有可控降解温度低的优点，更适于在短时期内扩大熔喷聚丙烯复合材料的生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种熔喷聚丙烯复合材料，是由聚丙烯树脂100份、树枝状聚合物0.1-5份、可控降解剂0.05-1.5份在240℃-260℃温度下进行可控降解制备得到，降解时间为40-100s；

所述的树枝状聚合物分子链结构具有16-64个向外辐射的分枝，分枝的末端具有端基，端基种类包括烷基、羟基、酯基的一种或多种，但是不能仅含有烷基，重均分子量1400-16000；

所述的聚丙烯树脂选自熔融指数在10-100 g/10min的均聚聚丙烯，230℃、2.16kg条件；

所述的熔喷聚丙烯树脂复合材料的熔融指数范围是1400-1600 g/10min，230℃、2.16kg条件。

本发明通过加入一定量的树枝状聚合物能够降低40-60℃的聚丙烯的降解温度，使熔融指数达到1400-1600 g/10min，230℃、2.16kg条件的标准。

一般的，市售的树枝状聚合物是通过采用含烷基、羟基、酯基、羧基、酰胺基等多种官能团的单体通过加成反应、缩合反应、开环反应、基团转移自缩聚反应、络合反应、固相聚合的其中一种路线聚合得到的，使得树枝状聚合物中具有烷基、羟基、酯基、羧基、酰胺基等多种端基，给树枝状聚合物带来特殊的性能（亲水性、亲油性、分散性等）。本发明通过选取特定结构和端基的树枝状聚合物，能够降低聚丙烯的可控降解反应温度，并且能够提升熔喷聚丙烯的断裂伸长率。