[发明专利]一种可降解熔喷滤料及其制备方法和应用

说明书

本申请提供一种可降解熔喷滤料及其制备方法和应用，属于采取涂覆、加入或活化化学胶或热塑胶等形成非织造布技术领域。以聚乳酸为主体，添加有机电荷增强剂、无机电荷增强剂、受阻胺类稳定剂、润滑剂和增塑剂为辅料，熔喷、表面粗糙化构建，得到可降解熔喷滤料。将本申请作为滤料层使用，不仅提升聚乳酸熔喷滤料的电荷存储量，而且增强了电荷存储的稳定性，材料高效可降解，降低工艺过程带来的环境污染。

技术领域

本申请涉及一种可降解熔喷滤料及其制备方法和应用，属于纤维形成时采取涂覆、加入或活化化学胶或热塑胶等形成非织造布技术领域。

背景技术

口罩核心层是由微纳米纤维构成的熔喷滤料层，全世界利用聚丙烯原料制备熔喷滤料，聚丙烯本身为良好驻极体材料，用于滤料具有长效存放等优点。但是聚丙烯来自石油不可降解，使用后的口罩携带有大量的细菌病毒等，只能通过焚烧方式来处理，但会严重污染环境，跟当下理念相悖。许多熔喷滤料研究者提出利用聚乳酸PLA来替代石油基树脂原料，PLA来源于天然农作物，属于可再生资源。但聚乳酸不属于驻极体材料，分子链结构带有羟基和羧基，材料有一定的亲水性，不利于滤料长效电荷存储。

CN101874951A公开一种节能降耗、可在自然环境中百分百降解且过滤效率高的可生物降解聚乳酸熔喷驻极体滤料的生产方法。但滤料滤效较低，存储的电荷很容易丢失，影响使用。

“纳米SiO₂驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能”(蔡诚，唐国翌，宋国林，赵亮，陈丽杰，《复合材料学报》，2017年03期486-493)和 CN105086394A均提出了用纳米SiO₂复合聚乳酸熔喷滤料，来提升滤料的滤效性能，但需要通过使用偶联剂对纳米SiO₂进行改性，协助纳米SiO₂复合分散在聚乳酸基体中，操作复杂、分散效果不好且滤料未有长效电荷存储的性能。

CN103061038A公开一种电气石驻极聚乳酸熔喷非织造滤料的方法，电气石是很好驻极体材料，无毒无害，制备方法简单，可有效提高聚乳酸熔喷滤料的滤效。CN104841203A公开一种纳米蒙脱土/聚乳酸熔喷滤料及其制备方法，蒙脱土能改善聚乳酸滤料的介电性能。但是电气石、蒙脱土均容易在熔喷模具的喷孔中进行堆积，引发模具堵塞，影响持续生产。

CN 101443396A和CN113026206A公开一种水驻极熔喷滤料制备方法，通过水驻极系统将正负电荷沉积到滤料纤网上，能降低水驻极聚合物滤料表面的静电衰减，具有长效持久电荷存储能力。但是水驻极中添加化学试剂，会在滤料上进行残留，同时生产工艺复杂成本高，污染环境。

以上专利或文献从不同角度提出了增强熔喷滤料或聚乳酸熔喷滤料长效电荷存储的方法，大致的方向是通过添加无机驻极体材料，或在水中添加化学成分进行水驻极抽吸烘干的方式，以提升长效电荷存储性能，但也存在一些较为显著的技术问题：

一是无机驻极体添加剂难以保证在驻极母粒造粒中的分散均匀性，进而影响滤料电荷存储的均匀稳定性；

二是添加剂容易在熔喷模具的喷孔中进行堆积，引发堵塞模具，需要进行煅烧去除，影响产品生产效率；

三是水驻极中添加化学试剂，会在聚乳酸滤料上进行残留，同时生产工艺复杂污染环境，成本居高不下。

发明内容

有鉴于此，本申请首先提供了一种可降解熔喷滤料，以改善聚乳酸熔喷滤料电荷存储量少且电荷不易长效存储等问题，该滤料可实现长效电荷存储聚、可降解、高效滤除。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种可降解熔喷滤料，以聚乳酸为主体，添加有机电荷增强剂、无机电荷增强剂、受阻胺类稳定剂、润滑剂和增塑剂为辅料，熔喷、表面粗糙化构建，得到熔喷滤料。