[发明专利]一种驻极处理的改性聚丙烯熔喷布的制备方法

说明书

本发明涉及一种驻极处理的改性聚丙烯熔喷布的制备方法，具体步骤如下：(1)聚丙烯改性：将原料聚丙烯熔融，与纳米SiO₂混合，制得改性聚丙烯；(2)熔喷纺丝制备工艺：a)将SiO₂改性聚丙烯母粒熔融，并用计量泵推入喷丝板；将改性聚丙烯熔体从喷丝孔挤出；b)挤出喷丝孔的熔体在高速热空气的牵伸下被拉成超细纤维，并在凝网帘上冷却，粘合形成纤网，制备含SiO₂的聚丙烯熔喷布；(3)最后将所得非织造布通过高压电晕放电装置进行驻极处理，制备SiO₂改性聚丙烯熔喷布。本发明制备的熔喷布具有高驻极体电荷稳定性，可用于耐久高效过滤材料，同时可应用于医用抗菌材料、吸油材料和保温材料等。

技术领域

本发明涉及非织造布技术，具体涉及一种驻极处理的改性聚丙烯熔喷布的制备方法；具体包括聚丙烯原料的改性、熔喷生产工艺过程以及驻极体形成工艺。

背景技术

2020年以来，在世界范围内出现的新冠病毒肺炎，已经严重危害了人类的身体健康。在现有的防护技术中，人们通常选择佩戴口罩的方式对空气中的病毒和污染物进行防护，而普通口罩在使用过程中容易产生静电。通过对口罩的熔喷布层进行驻极处理，使其不仅具有稳定的电荷储存能力和静电吸附作用，而且能够高效过滤空气中的污染物。

熔喷布是将高聚物切片通过螺杆挤出机转化为熔融状态，然后经过喷丝孔喷出成为纤维状，并在高速热气流的喷吹下，受到强大拉伸，形成极细的纤维，这些纤维在成网帘上相互粘连成为非织造布。熔喷布由于具有纤维超细、纤网均匀性好、比表面积大、孔隙率高的特点，因此是一种理想的过滤材料。国内制备熔喷布的原料主要是聚丙烯。

熔喷布的捕尘机理主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、直接拦截等机械阻挡作用，但这些机械阻挡作用对粒径小于1μm以下的粒子过滤效果很差，不能起到净化作用。如果除原有的机械阻挡作用外，在空气过滤的过程中增加静电吸附，依靠库仑力直接吸引气相中的带电微粒并将其捕获，或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，就可以更有效地过滤气体载体相中的亚微粒子，大大增强过滤效率，而空气阻力却不会增加。驻极体材料恰好具有这一性质。

驻极体是指具有长期储存电荷功能的电介质材料，它所储存的电荷可以是外界注入的单极性真实电荷(或称空间电荷)，也可以是极性电介质中偶极子有序取向而形成的偶极电荷，或者两类电荷同时兼有。当熔融状态的聚合物从喷孔喷出形成纤维后，若受到带电质子如电子或离子的轰击，就可以使得熔喷纤维基材成为驻极体；同样，当微纤维基材收集以后，使其受到电晕处理，也可使其成为驻极体。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种驻极处理的改性聚丙烯熔喷布的制备方法。

本发明的技术方案为：一种驻极处理的改性聚丙烯熔喷布的制备方法，其具体步骤如下：

(1)聚丙烯改性和造粒：将原料聚丙烯与纳米二氧化硅SiO₂按比例加入高速混合机中搅拌，再将混合好的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，经水浴冷却和切割，得到SiO₂改性聚丙烯母粒；

(2)熔喷制备工艺：

a)将SiO₂改性聚丙烯母粒熔融，并用计量泵推入喷丝板；将改性聚丙烯熔体从喷丝孔挤出；

b)挤出喷丝孔的熔体在高速热空气的牵伸下被拉成超细纤维，并在凝网帘上冷却，粘合形成纤网，制备含SiO₂的聚丙烯熔喷布；

(3)驻极体制备工艺：

将步骤(2)中得到的聚丙烯熔喷布通过高压电晕放电装置进行驻极处理，即得驻极处理的SiO₂改性聚丙烯熔喷布。

优选步骤(1)中纳米二氧化硅SiO₂和聚丙烯的质量百分含量分别为1-5％和95-99％。