非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料、無紡布復合材料及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領域，具體涉及一種非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料、無紡 布復合材料及其應用。
【背景技術】
[0002] 很多居家、商業(yè)和工業(yè)場合，需要用到具有高摩擦系數(shù)的薄膜及復合物，如桌布、 蓋布、鞋套等。聚乙烯和聚丙烯因其價格低、生產(chǎn)工藝成熟，在民生、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè) 一直占有很高的使用比例。目前市場上的聚乙烯、聚丙烯薄膜本身摩擦系數(shù)很低，一般為 〇. 2-0. 3,不具有很好的防滑性能，應用受到很多限制。聚丙烯無紡布因其價格低、生產(chǎn)工藝 成熟、且為炭氫結構的非極性聚合物，具有吸水性低、耐化學藥品性能好、細菌病毒侵入難， 與人體皮膚無刺激、無毒性等優(yōu)點，因此醫(yī)療衛(wèi)生領域幾乎都使用聚丙烯無紡布。但聚丙烯 為非極性高分子，而且纖維表面光滑，單獨用無紡布制得的制品不具有高的摩擦系數(shù)，需要 在表面加上一層高摩擦系數(shù)的材料達到增加防滑性的作用，從而可應用于要求具有很好防 滑性的場合。
[0003] 現(xiàn)有市場上很多醫(yī)用材料（如醫(yī)用鞋套）的防滑是在無紡布表面涂上一層具有粘 性的水膠或熱熔膠，這些具有粘性的水膠及熱熔膠會與接觸面產(chǎn)生高的摩擦力來達到防滑 效果，摩擦系數(shù)一般在〇. 3-0. 8。常用的水膠及熱熔膠，如聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯、 丙烯酸酯、聚苯乙烯類、乙烯醋酸乙烯類、丙烯酸類等，這些水膠及熱熔膠皆為帶有極性的 化學物質(zhì)。涂布在非極性聚丙烯的織造物上，相互間的結合只有微弱的分子間范德華力，分 子間沒有互相纏繞，所以粘合強度低；為保證可進行容易上膠，必須要選用分子量小、分子 量分布寬的膠水，固化后膠本身強度差。這些缺點會造成材料與接觸面摩擦時容易掉膠。掉 膠即是防滑膠水層脫離無紡布，導致不防滑，同時膠粘性大，脫落的膠會粘于接觸面，造成 接觸面清潔困難；同時膠粘到接觸面，若沒有及時清理，使臟物和病毒聚集，對環(huán)境控制造 成困難；尤其對于要求無菌環(huán)境的手術室，可能造成手術感染的風險，存在很多隱患。水膠 的涂布過程中水膠要經(jīng)過潤濕、擴散、干燥固化等工序，工序復雜，同時水膠粘度隨環(huán)境和 時間變數(shù)大，加工不易，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性差，上膠機器清理清理保養(yǎng)困難。熱熔膠需要使用 較高溫度及壓力，膠水容易劣化，同樣也是有產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性差，上膠機器清理清理保養(yǎng)困 難等缺點。因此亟待開發(fā)一種非粘性高摩擦系數(shù)以及制作工藝簡單的材料解決上述問題。
[0004] 目前市場上也有防滑材料，通過在聚乙烯薄膜層添加高摩擦系數(shù)材料，如乙烯彈 性體來增加防滑性，但因聚乙烯和聚丙烯為不同的高分子，熱復合無法形成均勻的單相，分 子間沒有互相纏繞，兩種高分子的界面只靠微弱的范德華力結合，接合強度小。也有使用熱 熔膠貼合的復合面料，材料滅菌和使用過程，因溫度和壓力的變化，中間層的熱膠會滲漏到 無紡布的最外層，使材料折疊后的層與層互相粘接，手術時展開困難，同時漏出的膠粘結異 物，存在手術交叉感染的風險。
[0005] 目前市場上材料存在以上所述的種種缺陷，應用受到很多限制，因此亟待開發(fā)一 種不具有粘性并有高摩擦系數(shù)的材料，解決目前市場上的產(chǎn)品粘接異物、耐磨性差、防滑性 差、容易滑動、滑落等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種非粘性高摩擦系數(shù)高分子材 料。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料，
[0008] (a)所述非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料為等規(guī)聚丙烯高分子或/和其衍生物；
[0009] (b)所述等規(guī)聚丙烯高分子或/和其衍生物的流速參量為5~15,，優(yōu)選為5. 5~ 8 ;所述流速參量的計算公式為（MI5K<rMI2.16K(；V(5-2. 16)，式中MI5kg、MI2.16kg分別為按照 ASTM D1238標準（熱塑性塑料熔體流動速率的標準測試方法）在190°C條件下按照測試載 荷分別為5kg、2. 16kg時測定的熔融指數(shù)，即這兩個載荷的熔融指數(shù)增量和載荷增量的比 值，代表材料對剪切力的敏感性。
[0010] 優(yōu)選的，非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料，（a)包含等規(guī)聚丙烯結構或/和等規(guī)聚丙 烯衍生物結構（這里的聚丙烯衍生物結構是指其接枝或嵌段有乙基、丁基、已基和辛基等 常見基團的聚丙烯結構），具體指它的結構通式或其組分的結構通式中包含規(guī)聚丙烯或/ 和等規(guī)聚丙烯衍生物結構嵌段，這種化學結構嵌段可以是無規(guī)則的，也可以是規(guī)格排布的； (b)所述非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料的流速參量或其組分的流速參量為5~15。
[0011] 優(yōu)選地，非粘性高摩擦系數(shù)材料，（a)它包含等規(guī)共聚聚丙烯彈性體或/和等規(guī)均 聚聚丙烯；(b)所述等規(guī)共聚聚丙烯彈性體結構通式中含有質(zhì)量百分比為5~30%的聚乙 稀結構；
[0012] (C)所述等規(guī)均聚聚丙烯的熔融指數(shù)為1~15g/10min，即按照ASTM D1238標準 在190°C條件下按照測試載荷為2. 16KG時測定的熔融指數(shù)為l-15g/10min。
[0013] 優(yōu)選地，所述等規(guī)聚丙烯高分子及其衍生物的的熔融指數(shù)為0. 5~20g/10min， 即按照ASTM D1238標準在190 °C條件下按照測試載荷為2. 16KG時測定的熔融指數(shù)為 0. 5-20g/10min，優(yōu)選為l-15g/10min。所述非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料的密度為0. 7~ 1. lg/cm3,優(yōu)選為 0. 8-1. 05g/cm3,其測定標準參考 ASTM D1505。
[0014] 進一步優(yōu)選的，所述非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料的原料配方中包含以下質(zhì)量分 數(shù)的組分：等規(guī)共聚聚丙烯彈性體20~90%;等規(guī)均聚聚丙烯10~80%，爽滑劑、開口劑、 抗靜電劑、色母、阻燃劑、抗菌劑、填充劑均為〇~10%，具體可以根據(jù)實際需要進行添加， 需要注意的是當將多種添加劑（例如爽滑劑、抗靜電劑、抗菌劑和阻燃劑）組合使用時能夠 取得一定的意想不到的效果：提高高分子材料的韌性以及與其它物質(zhì)的粘結力?；蛘呋旌?比例為等規(guī)共聚聚丙烯彈性體10~99. 5%，聚乙烯0~90%，爽滑劑、開口劑、抗靜電劑、 色母、阻燃劑、抗菌劑、填充劑均為0~10%，優(yōu)選為0. 5~10%。
[0015] 采用如上比例的高分子材料，經(jīng)熔融混合，經(jīng)吹膜或流延制得的薄膜；或在線和聚 丙稀無紡布熱復合，經(jīng)冷卻固化制得無紡布復合材料，所述聚丙稀無紡布可選用經(jīng)電暈處 理無紡布提高接著性。所述薄膜可為單層、雙層或雙層以上的共擠或復合多層膜，所述薄膜 可單面或雙面防滑。所述在線復合方式包括在線淋膜，在線涂布等；所述無紡布復合材料， 可為單面或雙面的全面復合，局部復合，條狀、點狀、圓圈狀或其他形狀的部分復合。因本發(fā) 明中包含等規(guī)聚丙烯結構或/和等規(guī)聚丙烯衍生物結構，使其具有優(yōu)秀的機械性能；同時 特定流速參量和熔融指數(shù)的材料，產(chǎn)生了意想不到的效果：所制得的材料具有高的防滑性 能且不具有粘性。而且無紡布復合材料一邊為含等規(guī)聚丙烯結構或/和等規(guī)聚丙烯衍生物 結構的高分子材料材料，另一邊為聚丙烯，兩種相同材質(zhì)表層經(jīng)加熱熔融分子間互相擴散 和互相滲透，分子與分子互相纏繞形成均勻的單相結構，固化后具有很強的接合強度，不需 要使用膠水。它的COF(摩擦系數(shù)）可達到0. 3~1. 8。
[0016] 本發(fā)明還涉及無紡布復合材料在醫(yī)用鞋套中的應用。該醫(yī)用鞋套包括鞋套本體 (克重為20-100g Sm)和設置于所述鞋套本體底部的防滑部（防滑部為條狀非粘性高摩擦 系數(shù)高分子材料）。防滑部條數(shù)為1~10,優(yōu)選為1~6 ;防滑部寬度為0. 1~15cm，優(yōu)選 為0. 5-5cm;防滑部間隔為0~15cm，優(yōu)選為0. 5-5cm;防滑部厚度為0. 01~0. 5_，優(yōu)選為 0.05-0. 1_。所述后道工藝包括車縫、熱封合、超聲波、高周波等。所述醫(yī)用鞋套的防滑部 為具有高的摩擦系數(shù)的材料，防滑性好，耐磨性高，工藝簡單、成本低，可解決傳統(tǒng)上膠醫(yī)用 鞋套耐磨性差、防滑性差、容易掉膠、膠粘接異物、工序復雜、成本高等缺點，傳統(tǒng)上膠醫(yī)用 鞋套因夏季運輸途中不耐高溫互相粘結，本發(fā)明的防滑部還具有耐高溫不發(fā)粘的特性。
[0017] 本發(fā)明所公開的非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料及其制得的薄膜和復合材料可用 于家用、農(nóng)業(yè)用、工業(yè)用及醫(yī)用等領域。除應用于本發(fā)明所公開的醫(yī)用鞋套，還可用于手術 鋪巾、手術臺布、美容鋪巾、車用防滑墊、馬桶墊、堆高包裝袋、貨架陳列臺面等。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所公開的非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料制得的單層薄膜材料；
[0019]圖2為本發(fā)明所公開的非粘性高摩擦系數(shù)高分子材料制得的雙層薄膜材料；
[0020] 圖3為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)條狀復合材料剖面圖；
[0021]圖4為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)條狀復合材料平面圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)全面復合材料剖面圖；
[0023]圖6為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)全面復合材料平面圖；
[0024]圖7為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)局部復合材料剖面圖；
[0025]圖8為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)局部復合材料平面圖；
[0026] 圖9為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)材料的流延制備方法；
[0027]圖10為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)材料的吹膜制備方法；
[0028] 圖11為本發(fā)明所公開的醫(yī)用鞋套。
【具體實施方式】
[0029]下面將對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行詳細說明：
[0030] 本發(fā)明提供了一種非粘性高摩擦系數(shù)材料，如圖1到圖8,該材料具有非粘性的高 摩擦系數(shù)，制作工藝簡單、成本低，不使用膠水，可解決現(xiàn)有材料粘接異物、高溫發(fā)粘、耐磨 性差、防滑性差、容易滑落等缺點。
[0031] 實施例1
[0032] 參考圖1為本發(fā)明所公開的非粘性的高摩擦系數(shù)單層薄膜材料，101為含等規(guī)聚 丙烯高分子及衍生物薄膜，組成為：重量比為60%的等規(guī)共聚聚丙烯彈性體，38%聚乙烯， 2%抗靜電劑；厚度為30um。本實例中等規(guī)共聚聚丙烯彈性體的流速參量為6.0。根據(jù)ASTM D1894,測得COF為1. 25,與市場現(xiàn)有材料及和其他實施例比較如表1。
[0033] 本實施例采用流延擠出工藝，參見圖9,操作步驟如下：
[0034] (1)按配比在稱料區(qū)103稱取原料，
[0035] (2)將稱好的原料吸入高速混合機104中，
[0036] (3)將混合后的原料吸入擠出機料斗105中，
[0037] (4)原料在擠出機106中熔融混合經(jīng)模頭107,擠出熔簾108,模頭溫度控制為 150-250 〇C,
[0038] (5)恪簾流延至鋼棍110上和橡膠棍109之間，壓合壓力為2. 0-6. Okgf/cm2經(jīng)冷 卻固化制得薄膜111，薄膜經(jīng)展平輥112,收卷裝置113,制得材料。
[0