本發(fā)明涉及過濾材料領(lǐng)域，具體涉及一種納米改性熔噴非織造布材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
熔噴非織造布是依靠高速、高溫氣流噴吹聚合物熔體使其得到迅速拉伸而制備超細纖維的一種方法，將聚丙烯切片通過螺桿擠壓機使其熔融，經(jīng)過噴絲孔噴出成為纖維狀，并在高速熱氣流的噴吹下，使之受到強大拉伸，形成極細的短纖維，這些短纖維被吸附在成網(wǎng)簾上，纖維間相互粘連成為熔噴非織造布。其工藝得到的纖維直徑非常小，通常在5um以下，這使得熔噴非織造布在過濾、阻菌、吸附等方面有著突出的優(yōu)點。
但由于熔噴法非織造布的纖維之間是依靠余熱自粘合的，因此熔噴布的力學性能差，強度較低，斷裂伸長較小，耐磨性能較差，往往需要與紡粘工藝等無紡布復(fù)合使用以彌補其強度方面的弱點，如sms、smms等復(fù)合無紡布，形成多層疊合的產(chǎn)品。但這樣一來，產(chǎn)品的成本便隨之增加，厚度、透氣性也受到影響，應(yīng)用場合受到限制。
如果想要對單層無紡布的強度進行增強，就需要對無紡布產(chǎn)品進行后整理，現(xiàn)有技術(shù)中有一些增強無紡布強度的方法，如cn201510595308.x一種高強度纖維無紡布的加工方法，將增強涂料均勻刷涂于無紡布上，得到高強度纖維無紡布。
如何能夠得到強度高、無需后續(xù)處理的熔噴非織造布，這就對業(yè)內(nèi)人士提出了更高的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種納米改性熔噴非織造布材料及其制造方法，通過納米二氧化硅及二氧化鈦對熔噴無紡布進行改性，無需后續(xù)處理即具有高的強度和良好的力學性能，并同時獲得抗菌、除臭、除甲醛等功能。
為實現(xiàn)所述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種納米改性熔噴非織造布材料的制造方法，所述制造方法為：納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性→改性納米二氧化鈦、納米二氧化硅與聚丙烯切片混合制成聚丙烯熔噴無紡布→經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理。
優(yōu)選的，所述制造方法的具體步驟如下：
1)納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性：將納米二氧化鈦、納米二氧化硅干燥，去除水分；→將納米二氧化硅、納米二氧化鈦均勻溶解在甲苯中，再加入偶聯(lián)劑；→使用超聲波混合振蕩；→將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中反應(yīng)；→用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干；
2)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
3)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
優(yōu)選的，所用納米二氧化硅的粒徑為15～25nm，所用二氧化鈦的粒徑為5～10nm。
優(yōu)選的，將納米二氧化鈦、納米二氧化硅在100～140℃的溫度下進行干燥。
優(yōu)選的，按照質(zhì)量分數(shù)，納米二氧化硅、納米二氧化鈦各為甲苯的1％～6％。
優(yōu)選的，按照質(zhì)量分數(shù)，加入的偶聯(lián)劑占甲苯體積的0.05～0.3％。
優(yōu)選的，超聲波混合振蕩的時間為10～40分鐘。
優(yōu)選的，水浴回流反應(yīng)裝置中的條件為150～200分鐘，溫度85～105℃。
優(yōu)選的，水浴回流反應(yīng)裝置中的條件是反應(yīng)180分鐘，溫度95℃。
優(yōu)選的，改性后的納米二氧化鈦和納米二氧化鈉按1～8％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合。
本發(fā)明所述納米改性熔噴非織造布材料制造方法的具體步驟如下：
1)納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性：將納米二氧化鈦、納米二氧化硅在100～140℃的溫度下進行干燥，去除水分；→將納米二氧化硅、納米二氧化鈦分別按1％～6％的質(zhì)量分數(shù)均勻溶解在甲苯中，再加入0.05～0.3％質(zhì)量分數(shù)的偶聯(lián)劑；→使用超聲波混合振蕩10～40分鐘；→將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中反應(yīng)150～200分鐘，溫度85～105℃；→用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干；
2)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物按1～8％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
3)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
本發(fā)明還提供一種納米改性熔噴非織造布材料，所述納米改性熔噴非織造布材料經(jīng)以下方法制造得到：納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性→改性納米二氧化鈦、納米二氧化硅與聚丙烯切片混合制成聚丙烯熔噴無紡布→經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理。
優(yōu)選的，所用納米二氧化硅的粒徑為15～25nm，所用二氧化鈦的粒徑為5～10nm。
優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦、納米二氧化硅的改性步驟為：將納米二氧化鈦、納米二氧化硅干燥，去除水分；→將納米二氧化硅、納米二氧化鈦均勻溶解在甲苯中，再加入偶聯(lián)劑；→使用超聲波混合振蕩；→將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中反應(yīng)；→用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干。
由于納米二氧化硅及二氧化鈦表面呈極性，容易團聚，在有機體中不容易分散，本發(fā)明先對納米二氧化硅及二氧化鈦等無機納米顆?；旌衔镞M行改性，改性后的納米顆粒能夠在有機溶液中分散均勻，從而使產(chǎn)品獲得更好的技術(shù)效果。
由于納米二氧化硅有較強的誘導(dǎo)結(jié)晶能力，使聚丙烯纖維晶型向較為完善的α晶發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而提高熔噴非織造布材料的強度，改善熔噴非織造布的力學性能。
二氧化鈦是光觸媒，粒徑在10nm以下的納米級二氧化鈦光催化突破傳統(tǒng)光觸媒只能在紫外強光下反應(yīng)的限制，反應(yīng)光譜擴展到10～600nm，在微弱可見光條件下也能進行光催化反應(yīng)。將粒徑10nm以下的納米二氧化鈦加入到熔噴非織造布中，使熔噴非織造布在低可見光條件下也可以進行光催化反應(yīng)，從而獲得抗菌殺菌、防污保潔、除去甲醛的能力。
因此，將納米二氧化硅和納米二氧化鈦改性后共同作用于聚丙烯切片，得到的納米改性熔噴非織造布材料既具有很高的強度和良好的力學性能，又具有抗菌除臭、除甲醛等附加性能。
本發(fā)明的有益效果是：
1)熔噴無紡布的強度得到明顯改善，力學綜合性能得到加強；
2)本發(fā)明使用超聲波處理無機納米混合物，使其在表面處理劑中充分分散、接觸、浸潤及反應(yīng)，從而能夠在非織造布材料中分散得更均勻，能夠更好地完成提高強度和抗菌防菌等技術(shù)效果；
3)本發(fā)明無需后整理工藝，使單層熔噴非織造布材料產(chǎn)品性能穩(wěn)定、力學性能良好，厚度小、透氣性好，在某些應(yīng)用中可單獨使用，彌補了熔噴非織造材料與復(fù)合無紡布之間的空白。
本發(fā)明中，非織造布材料、非織造布、無紡布等名詞均具有相同含義。
本發(fā)明將納米二氧化硅和納米二氧化鈦改性后與與聚丙烯切片混合制成聚丙烯熔噴無紡布，制成的產(chǎn)品具有高強度和良好的力學性能，同時還具有抗菌、除臭、除醛性能。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明提供一種納米改性熔噴非織造布材料的制造方法，所述制造方法為：納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性→改性納米二氧化鈦、納米二氧化硅與聚丙烯切片混合制成聚丙烯熔噴無紡布→經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理。
優(yōu)選的，所述制造方法的具體步驟如下：
1)納米二氧化鈦、納米二氧化硅改性：將納米二氧化鈦、納米二氧化硅干燥，去除水分；→將納米二氧化硅、納米二氧化鈦均勻溶解在甲苯中，再加入偶聯(lián)劑；→使用超聲波混合振蕩；→將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中反應(yīng)；→用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干；
2)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
3)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
優(yōu)選的，所用納米二氧化硅的粒徑為15～25nm，所用二氧化鈦的粒徑為5～10nm。
優(yōu)選的，將納米二氧化鈦、納米二氧化硅在100～140℃的溫度下進行干燥。
優(yōu)選的，按照質(zhì)量分數(shù)，納米二氧化硅、納米二氧化鈦各為甲苯的1％～6％。
優(yōu)選的，按照質(zhì)量分數(shù)，加入的偶聯(lián)劑占甲苯體積的0.05～0.3％。
優(yōu)選的，所述超聲波混合振蕩時間為10～40分鐘。
優(yōu)選的，所述水浴回流反應(yīng)的條件為150～200分鐘，溫度85～105℃。
優(yōu)選的，改性后的納米二氧化鈦和納米二氧化鈉按1～8％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合。
實施例1
1)選用粒徑為20～25nm的納米二氧化硅，粒徑為5～10nm的二氧化鈦；在120℃的溫度下進行干燥，去除水分；
2)將納米二氧化硅、納米二氧化鈦分別按1％及4％的質(zhì)量分數(shù)均勻溶解在甲苯中，再加入0.2％質(zhì)量分數(shù)的偶聯(lián)劑；
3)使用超聲波混合振蕩20分鐘；
4)將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中，反應(yīng)180分鐘，溫度95℃；
5)用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干，得到改性的納米二氧化硅與納米二氧化鈦；
6)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物按5％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
7)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
本實施例生產(chǎn)出來的納米改性熔噴非織造布材料，測試參數(shù)見表1。
實施例2
1)選用粒徑為20～25nm的納米二氧化硅，粒徑為5～10nm的二氧化鈦；在100℃的溫度下進行干燥，去除水分；
2)將納米二氧化硅、納米二氧化鈦分別按6％及1％的質(zhì)量分數(shù)均勻溶解在甲苯中，再加入0.3％質(zhì)量分數(shù)的偶聯(lián)劑；
3)使用超聲波混合振蕩20分鐘；
4)將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中，反應(yīng)180分鐘，溫度95℃；
5)用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干；
6)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物按8％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
7)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
實施例3
1)選用粒徑為20～25nm的納米二氧化硅，粒徑為5～10nm的二氧化鈦；在140℃的溫度下進行干燥，去除水分；
2)將納米二氧化硅、納米二氧化鈦分別按3％及2％的質(zhì)量分數(shù)均勻溶解在甲苯中，再加入0.1％質(zhì)量分數(shù)的偶聯(lián)劑；
3)使用超聲波混合振蕩40分鐘；
4)將混合溶液置于水浴回流反應(yīng)裝置中，反應(yīng)200分鐘，溫度105℃；
5)用無水乙醇清洗抽濾干凈后烘干；
6)將改性后的納米二氧化硅與納米二氧化鈦混合物按4％的質(zhì)量百分比與聚丙烯切片混合，經(jīng)熔噴非織造成型設(shè)備制成聚丙烯熔噴無紡布；
7)經(jīng)電暈駐極工藝對無紡布進行駐極處理，得到納米改性熔噴非織造布材料。
對上述實施例制備的納米改性熔噴非織造布材料進行測試，各項參數(shù)如表1所示。
表1實施例產(chǎn)品性能測試結(jié)果
從表1的測試結(jié)果可以看到，本發(fā)明實施例制備的納米改性熔噴非織造布材料具有較高的強度和良好的綜合力學性能，且自帶殺菌除菌功能，實現(xiàn)了高強度和殺菌保潔的良性統(tǒng)一。
本發(fā)明將納米二氧化硅和納米二氧化鈦改性后與與聚丙烯切片混合制成聚丙烯熔噴無紡布，制成的產(chǎn)品無需后續(xù)整理即具有高強度和良好的力學性能，彌補了現(xiàn)有熔噴無紡布強度不夠、而復(fù)合無紡材料厚度和透氣性不佳的缺陷，同時本發(fā)明還具有抗菌、除臭、除醛等功能。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。