本發(fā)明屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚丙烯復合材料及其在制備親水柔韌無紡布中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚丙烯已經(jīng)成為我國高分子材料的主導產(chǎn)品之一。2016年，國內(nèi)聚丙烯產(chǎn)能已經(jīng)突破2000萬噸，產(chǎn)量達1768.8萬噸。聚丙烯的主要用途是生產(chǎn)編織制品、薄膜制品、注塑制品、紡織制品等，廣泛應(yīng)用于汽車、電子與家電、建筑管材、包裝、纖維等領(lǐng)域。其中，聚丙烯纖維料主要用于生產(chǎn)丙綸纖維，丙綸纖維按其用途大致可分為丙綸非織造布(又稱無紡布)、bcf地毯絲、煙用丙綸絲束等，其中生產(chǎn)量最大的為無紡布，占產(chǎn)品總量的70％以上。2016年，國內(nèi)無紡布的產(chǎn)量在300萬噸左右。無紡布的生產(chǎn)工藝目前以熔噴工藝和紡粘工藝為主流。其實，國內(nèi)超大型聚丙烯無紡布生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)完成了熔噴和紡粘工藝的復合，以生產(chǎn)多層無紡布為主。無紡布在建筑、醫(yī)療、環(huán)保、服裝、汽車、航空航天等行業(yè)廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用集中在高技術(shù)滲透和新型材料領(lǐng)域。其中，聚丙烯無紡布在醫(yī)療和美容等領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)更高的增長速率。近年來，隨著社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，人口流動加劇，各類傳染性疾病多次形成了公共衛(wèi)生事件，醫(yī)療防護級別上升引發(fā)公共衛(wèi)生需求激增，無紡布產(chǎn)業(yè)多次迎來了良好的發(fā)展機遇。另外，隨著醫(yī)療技術(shù)的進步，外傷治療和康復對敷料的需求激增。此外，隨著生活水平的提高，人們對個人美容予以高度關(guān)注，每年投入到面膜美容的消費均呈現(xiàn)兩位數(shù)以上的增長。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，聚丙烯無紡布顯示出優(yōu)異的使用性能，且成本低廉。

目前，應(yīng)用于醫(yī)用敷料和美容面膜基材的聚丙烯無紡布，大多是經(jīng)過親水改性或復合紡絲工藝制備的超細纖維材料。其親水改性工藝包括等離子體處理、熱接枝n-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)、紫外輻照接枝甲基丙烯酸、內(nèi)添加耐久親水助劑、pva改性、殼聚糖親水改性、絲素蛋白改性等，均在一定程度上提高了聚丙烯無紡布的親水性，改善了聚丙烯無紡布與人體皮膚接觸時的舒適感和貼合程度，有些產(chǎn)品還附加了對治療藥劑或美容成分的容納量。

不過，聚丙烯無紡布在醫(yī)用敷料和美容面膜基材的應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)即使經(jīng)過親水改性或復合紡絲改性的超細聚丙烯無紡布，仍然存在著親水性不強、親水性不穩(wěn)定，皮膚貼合性不好等缺陷。其主要問題是所采用的親水處理工藝沒有賦予聚丙烯無紡布相對持久的親水性，如添加小分子親水劑本身就與無極性的聚丙烯纖維親和性不佳而易于遷出；等離子或激光處理只是改性了聚丙烯纖維的表面基團，且改性效果并不穩(wěn)定；pet與pp混合紡絲，本身就存在相容性的問題，且pet的親水性也不是很理想。因此，如果需要獲得親水性穩(wěn)定且符合病患或美容需求的聚丙烯無紡布，需要選擇與聚丙烯相容性好、具有更好親水性能且又具有良好可紡性的高分子材料，輔以必要的紡絲助劑，與聚丙烯基材進行共混改性，制得親水柔韌無紡布專用聚丙烯復合材料，進而配合合適的紡絲工藝才能獲得性能優(yōu)異的親水柔韌無紡布。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種聚丙烯復合材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚丙烯復合材料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述聚丙烯復合材料在制備親水柔韌無紡布中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種聚丙烯復合材料，由以下質(zhì)量份的組分組成：

優(yōu)選地，所述均聚聚丙烯的熔體流動速率(230℃，2.16kg)為30～100g/10min。更優(yōu)選燕山石化的纖維級聚丙烯s2040，其熔體流動速率(230℃，2.16kg)在38g/10min左右。

優(yōu)選地，所述無規(guī)共聚聚丙烯的熔體流動速率(230℃，2.16kg)為8～50g/10min。更優(yōu)選燕山石化的b4808，其熔融流動速率(230℃，2.16kg)為10g/10min左右。

優(yōu)選地，所述丙烯基彈性體中乙烯含量為8.5～16％，熔體流動速率(230℃，2.16kg)為2.2～18g/10min。更優(yōu)選埃克森美孚公司的vistamaxx6202fl。

優(yōu)選地，所述乙烯-甲基丙烯酸共聚物中甲基丙烯酸含量為9～15wt％，密度為0.93～0.94g/cm³，熔體流動速率(190℃，2.16kg)為2.5～25g/10min。更優(yōu)選杜邦公司的nucrel925，其甲基丙烯酸含量為15wt％，熔體流動速率(190℃，2.16kg)為25g/10min。

優(yōu)選地，所述乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物中甲基丙烯酸的摩爾含量為3.6±0.5％，甲基丙烯酸的中和度為45％，中和成鹽的金屬離子為鈉、鉀、鎂或鋅離子，乙烯-甲基丙烯酸共聚物的密度為0.93～0.96g/cm³?？蛇x杜邦公司的surlyn樹脂，包括surlyn1601、surlyn8020、surlyn8920、surlyn9320、surlyn9950等，優(yōu)選surlyn8920(含甲基丙烯酸鈉鹽共聚單元)。

優(yōu)選地，所述親水潤滑劑為芥酸酰胺，純度為質(zhì)量百分含量99％以上。

上述聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下制備步驟：

將均聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、丙烯基彈性體、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物以及親水潤滑劑進行預混合，然后加入到擠出機中熔融擠出造粒，得到所述聚丙烯復合材料。

優(yōu)選地，所述的預混合在高速混合機進行，混合溫度為20～30℃，轉(zhuǎn)速為200～300轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為3～8分鐘。

優(yōu)選地，所述熔融擠出造粒在三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)中進行，螺桿轉(zhuǎn)速100～300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速10～50轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。

上述聚丙烯復合材料在制備親水柔韌無紡布中的應(yīng)用。

本發(fā)明的原理為：單純用纖維級均聚聚丙烯制作的無紡布，即使纖維纖度達到工藝極致，其吸水性和柔軟性也有限。在本發(fā)明中，加入無規(guī)共聚聚丙烯和丙烯基彈性體(實際也是乙烯-丙烯的無規(guī)共聚物)的目的，一方面是為了強化聚丙烯復合纖維的柔韌性，另一方面是為了增加親水性樹脂乙烯-甲基丙烯酸共聚物和親水強化劑乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物與基體樹脂均聚聚丙烯的相容性，因為這些樹脂都含有一定比例的乙烯鏈段。這些組分因相似相容而能夠在三螺桿擠出機混煉過程中實現(xiàn)充分的分散混合和良好的分布混合，從而最大限度地發(fā)揮各組分的功效。親水潤滑劑芥酸酰胺的加入，既有利于提高聚丙烯復合材料的親水性能，又有利于該復合材料可紡性的提高，能夠更好地制作性能穩(wěn)定、親水性、柔韌性優(yōu)良的聚丙烯無紡布，滿足醫(yī)用敷料和美容面膜等領(lǐng)域的需求。

附圖說明

圖1為實施例3中聚丙烯復合材料制備的親水柔韌無紡布的sem圖；

圖2為實施例3中聚丙烯復合材料制備的親水柔韌無紡布的光學照片圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

以下實施例中，均聚聚丙烯樹脂選用燕山石化的纖維級聚丙烯s2040，其熔體流動速率(230℃，2.16kg)在38g/10min左右；無規(guī)共聚聚丙烯選用燕山石化的b4808，其熔體流動速率(230℃，2.16kg)為10g/10min左右；丙烯基彈性體選用?？松梨诠镜膙istamaxx6202fl，其乙烯質(zhì)量百分含量為15.0％，熔體流動速率(230℃，2.16kg)在18g/10min左右；乙烯-甲基丙烯酸共聚物選用杜邦公司的nucrel925，其甲基丙烯酸含量為15wt％，熔體流動速率(190℃，2.16kg)在25g/10min左右；乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物的甲基丙烯酸的摩爾含量為3.6±0.5％，堿中和率占甲基丙烯酸的45摩爾％，密度為0.93～0.96g/cm³，選擇杜邦公司的surlyn8920(含甲基丙烯酸鈉鹽共聚單元)；親水潤滑劑為市售的芥酸酰胺，純度在99％以上。

實施例1

按照以下配比稱取各原料：聚丙烯s2040為62質(zhì)量份，無規(guī)共聚聚丙烯b4808為24質(zhì)量份，vistamaxx6202fl為8質(zhì)量份，surlyn8920為1質(zhì)量份，nucrel925為5質(zhì)量份，不加芥酸酰胺。將聚丙烯s2040、無規(guī)共聚聚丙烯b4808、丙烯基彈性體vistamaxx6202fl、乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物surlyn8920、乙烯-甲基丙烯酸共聚物nucrel925依次加入高速混合機進行預混合，混合溫度為20℃，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為3分鐘。然后，將此預混合好的物料從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復合材料。

將干燥后的聚丙烯復合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無紡布。測試所得親水柔韌無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。

實施例2

按照以下配比稱取各原料：聚丙烯s2040為56.5質(zhì)量份，無規(guī)共聚聚丙烯b4808為20質(zhì)量份，vistamaxx6202fl為10質(zhì)量份，surlyn8920為3質(zhì)量份，nucrel925為10質(zhì)量份，芥酸酰胺為0.5質(zhì)量份。將聚丙烯s2040、無規(guī)共聚聚丙烯b4808、丙烯基彈性體vistamaxx6202fl、乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物surlyn8920、乙烯-甲基丙烯酸共聚物nucrel925、芥酸酰胺依次加入高速混合機進行預混合，混合溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為5分鐘。然后，將此預混合好的物料從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復合材料。

將干燥后的聚丙烯復合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無紡布。測試所得親水柔韌無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。

實施例3

按照以下配比稱取各原料：聚丙烯s2040為48質(zhì)量份，無規(guī)共聚聚丙烯b4808為23質(zhì)量份，vistamaxx6202fl為15質(zhì)量份，surlyn8920為5質(zhì)量份，nucrel925為8質(zhì)量份，芥酸酰胺為1質(zhì)量份。將聚丙烯s2040、無規(guī)共聚聚丙烯b4808、丙烯基彈性體vistamaxx6202fl、乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物surlyn8920、乙烯-甲基丙烯酸共聚物nucrel925、芥酸酰胺依次加入高速混合機進行預混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為3.5分鐘。然后，將此預混合好的物料從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復合材料。

將干燥后的聚丙烯復合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無紡布。測試所得親水柔韌無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。本實施例所得親水柔韌無紡布的sem圖和光學照片圖分別如圖1和圖2所示。

對比例1

將均聚聚丙烯s2040從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯材料。

將干燥后的聚丙烯粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的無紡布。測試聚丙烯無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。

對比例2

按照以下配比稱取各原料：聚丙烯s2040為65質(zhì)量份，無規(guī)共聚聚丙烯b4808為35質(zhì)量份。將聚丙烯s2040、無規(guī)共聚聚丙烯b4808加入高速混合機進行預混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為3.5分鐘。然后，將此預混合好的物料從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得聚丙烯復合材料。

將干燥后的聚丙烯復合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的復合聚丙烯無紡布。測試所得復合聚丙烯無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。

對比例3

按照以下配比稱取各原料：聚丙烯s2040為65質(zhì)量份，無規(guī)共聚聚丙烯b4808為25質(zhì)量份，vistamaxx6202fl為10質(zhì)量份。將聚丙烯s2040、無規(guī)共聚聚丙烯b4808、丙烯基彈性體vistamaxx6202fl加入高速混合機進行預混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時間為3.5分鐘。然后，將此預混合好的物料從喂料機加入三螺桿擠出機(螺桿直徑35.2mm，長徑比28)，熔融擠出造粒，工藝條件設(shè)定為：螺桿轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機各段溫度160～200℃。即得聚丙烯復合材料。

將干燥后的聚丙烯復合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機制備克重在80g/m²左右的復合聚丙烯無紡布。測試所得復合聚丙烯無紡布的各項性能，測試結(jié)果見表1。

表1實施例及對比例所得聚丙烯材料及無紡布性能

由表1結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明的聚丙烯復合材料制備的無紡布具有優(yōu)良的親水性和柔韌性，能夠滿足醫(yī)用敷料和美容面膜等領(lǐng)域的需求。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。