專利名稱：一種生物基無紡布及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物基無紡布的制備方法，屬于紡織和高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無紡布(英文名:Non Woven)又稱不織布，是一種不需要紡紗織布而形成的織物，只是將紡織短纖維或者長絲進行定向或隨機撐列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用機械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成。簡單的講就是:它不是由一根一根的紗線交織、編結(jié)在一起的，而是將纖維直接通過物理的方法粘合在一起的。非織造布突破了傳統(tǒng)的紡織原理，并具有工藝流程短、生產(chǎn)速度快，產(chǎn)量高、成本低、用途廣、原料來源多等特點。被廣泛的應(yīng)用于服裝里料，醫(yī)療輔料、工業(yè)濾襯、保溫包裝及一次性日用制品等諸多領(lǐng)域。然而，由于無紡布的成本低廉和廣泛應(yīng)用，致其回收困難、回收成本偏高。因此人們對無紡布產(chǎn)品通常采取用后即棄的處理方式。但目前市場上大多數(shù)無紡布多是用聚丙烯原料制成，如果對廢棄無紡布不采用焚燒處理，則勢必形成廢渣廢水形式的重要污染源；如果采用焚燒方式來處理廢棄無紡布，則又會形成嚴重的空氣污染。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生物基無紡布及其制備方法，該生物基無紡布在具有良好的彈性、機械強度和布料的柔韌性能的同時與傳統(tǒng)聚丙烯無紡布相比具有更好的環(huán)境友好性，可在多個領(lǐng)域推廣使用。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種生物基無紡布，所述生物基無紡布各組分按質(zhì)量份數(shù)計的配比為:
聚丙烯30 60 ;
淀粉25 55 ;
增塑劑5 10 ;
聚丙烯流動助劑0.5 2 ;
填料0.5 5。優(yōu)選地，其中所述聚丙烯為紡粘聚丙烯專用料(紡粘級)，其熔體流動速率為30 45g/10min (190°C, 2.16kg)。優(yōu)選地,其中所述淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉或豌豆淀粉中的一種或幾種。優(yōu)選地，其中所述增塑劑為丙三醇、山梨醇、乙烯基乙二醇、二乙基乙二醇、甲酰胺或乙醇胺中的一種或幾種。 優(yōu)選地，其中所述聚丙烯流動助劑為硅酮粉或分子量介于50(Γ3000之間的聚乙烯中的一種。優(yōu)選地，其中所述硅酮粉為白色粉末或白色顆粒。優(yōu)選地，其中所述填料為3000目以下的滑石粉、高嶺土、云母、碳酸鈣或硫酸鋇粉末中的一種或幾種。所述生物基無紡布的制備方法，包括以下步驟:
1)將原料混合均勻:按照上述比例將淀粉、聚丙烯、增塑劑、聚丙烯流動助劑和填料依次加入到高速混合機中，并使之混合均勻；
2)在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng):將步驟I)得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉，經(jīng)擠出后冷卻、造粒、干燥；
3)將步驟2)得到的粒料經(jīng)過紡粘非織布設(shè)備二次加工，即可得到生物基無紡布。優(yōu)選地，其中所述雙螺桿擠出機的溫度設(shè)定為90 210°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=150r.mirf1。優(yōu)選地，其中所述紡粘非織布設(shè)備的參數(shù)設(shè)定為:螺桿溫度T1=ISOL T2=185°C、T3=185°C、T4= 190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度 T5=30°C，光輥溫度 T6=125°C，花輥溫度 T7=130°C。本發(fā)明具有以下增益效果:
本發(fā)明所采用的熱塑性淀粉填充聚丙烯，使熱塑性淀粉均勻地分散在聚丙烯基體中，隨著淀粉的生物降級，聚丙烯改性材料崩解成碎片，提高了聚丙烯材料的環(huán)境友好性能；
本發(fā)明所使用的增塑劑，使淀粉具有熱塑性，從而提高了淀粉的可加工性能和與聚丙烯基體樹脂的相容性；
本發(fā)明所使用的聚丙烯流動助劑，有效地提高了聚丙烯/熱塑性淀粉樹脂的熔體流動速率，從而提高了材料的可紡性； 本發(fā)明制備方法不采用任何有機溶劑，制備過程環(huán)保而且不產(chǎn)生任何二次污染，且工藝簡單、實施容易。
具體實施例方式以下將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1:
將30質(zhì)量份的聚丙烯(PP3155，?？松梨诠?，熔體流動速率MFR:36g/10min)、55質(zhì)量份的玉米淀粉、10質(zhì)量份的丙三醇、0.5質(zhì)量份的硅酮粉(白色顆?；虬咨勰?，寧波市鄞州云龍曼得爾塑料制品廠)和4.5質(zhì)量份的滑石粉(3500目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為i\=9(rc，T2=165°C，T3=190°C，T4=180°C，T5=170°C，T6=165°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 V、Τ2=185 V、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度1'6=1251:，花輥溫)加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。實施例2:
將60質(zhì)量份的聚丙烯(PP3155E，?？松梨诠荆垠w流動速率MFR:38 g/10min)、25質(zhì)量份的木薯淀粉、10質(zhì)量份的甲酰胺、2質(zhì)量份的硅酮粉(白色顆?；虬咨勰?，寧波市鄞州云龍曼得爾塑料制品廠)和3質(zhì)量份的碳酸鈣(3500目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為I\=95°C，T2=170°C，T3=195°C，T4=185°C，T5=175°C，T6=170°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 V、Τ2=185 V、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度1'6=1251:，花輥溫)加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。實施例3:
將40質(zhì)量份的聚丙烯(PPH10080，英國石油公司，熔體流動速率MFR:35g /10min)、50質(zhì)量份的小麥淀粉、5質(zhì)量份的山梨醇、0.5質(zhì)量份的硅酮粉(白色顆?；虬咨勰?，寧波市鄞州云龍曼得爾塑料制品廠)和4.5質(zhì)量份的云母(3000目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為！\=901:，T2=165°C，T3=190°C，T4=180°C，T5=170°C，T6=165°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 V、Τ2=185 V、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度1'6=1251:，花輥溫)加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。實施例4:
將50質(zhì)量份的聚丙烯(YS835，中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，熔體流動速率MFR:38g /lOmin)、40質(zhì)量份的豌豆淀粉、8質(zhì)量份的乙烯基乙二醇、1.5質(zhì)量份的低分子量聚乙烯(分子量介于50(Γ3000之間)和0.5質(zhì)量份的高嶺土(3000目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠 出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為 T1=KKTC, T2=175°C, T3=200°C , T4=190°C, T5= 180°C, T6=175°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 °C、T2=185 °C、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度1'6=1251:，花輥溫)加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。實施例5:
將47質(zhì)量份的聚丙烯(Y3700，中國石化揚子石油化工有限公司，熔體流動速率MFR:42 g /lOmin)、30質(zhì)量份的馬鈴薯淀粉、7質(zhì)量份的丙三醇、I質(zhì)量份的娃酮粉(白色顆粒或白色粉末，寧波市鄞州云龍曼得爾塑料制品廠)和5質(zhì)量份的硫酸鋇(3500目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為！\=901:，T2=165°C，T3=190°C, T4=180°C, T5=170°C, T6=165°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 °C、T2=185 °C、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度T6=125°C，花輥溫度T7=130°C )加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。實施例6:
將50質(zhì)量份的聚丙烯(PP3155，埃克森美孚公司，熔體流動速率MFR:36g/10min)、37質(zhì)量份的玉米淀粉、8質(zhì)量份的丙三醇、I質(zhì)量份的硅酮粉(白色顆粒或白色粉末，寧波市鄞州云龍曼得爾塑料制品廠)和4質(zhì)量份的滑石粉(4000目)在高速混合機中混合均勻；然后將混合物在雙螺桿擠出機中混煉，其中，雙螺桿擠出機各段溫度設(shè)定為!\=1051:，T2=1800C，T3=205°C，T4=195°C，T5=185°C，T6=180°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 r=150r.mirT1 ;之后擠出、冷卻、造粒、在80°C條件下真空干燥4h備用。以上粒料在通過紡粘非織造布設(shè)備(其中，螺桿溫度 \=180 °C、T2=185 °C、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度1'6=1251:，花輥溫)加工制造非織造布后即得到生物基無紡布。其各項性能指標均滿足FZ/T64004-93標準所述要求。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制，本發(fā)明的專利保護范 圍以權(quán)利要求書的內(nèi)容為準。
權(quán)利要求
1.一種生物基無紡布，其特征在于，所述生物基無紡布的各組分按質(zhì)量份數(shù)計的配比為: 聚丙烯30 60 ;淀粉25 55 ;增塑劑5 10 ; 聚丙烯流動助劑0.5 2 ;填料0.5 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基無紡布，其特征在于，所述聚丙烯為紡粘聚丙烯專用料，其在190°C，2.16kg時的熔體流動速率為30 45g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基無紡布，其特征在于，所述淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉或豌豆淀粉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基無紡布，其特征在于，所述增塑劑為丙三醇、山梨醇、乙烯基乙二醇、二乙基乙二醇、甲酰胺或乙醇胺中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基無紡布，其特征在于，所述聚丙烯流動助劑為硅酮粉或分子量介于500 3000之間的聚乙烯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物基無紡布，其特征在于，所述硅酮粉為白色粉末或白色顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基無紡布，其特征在于，所述填料為3000目以下的滑石粉、高嶺土、云母、碳酸鈣或硫酸鋇粉末中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的生物基無紡布的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)將原料混合均勻:按照上述比例將淀粉、聚丙烯、增塑劑、聚丙烯流動助劑和填料依次加入到高速混合機中，并使之混合均勻； 2)在雙螺桿擠出機內(nèi)反應(yīng):將步驟I)得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉，經(jīng)擠出后冷卻、造粒、干燥； 3)將步驟2)得到的粒料經(jīng)過紡粘非織布設(shè)備二次加工，即可得到生物基無紡布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物基無紡布的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機的溫度設(shè)定為90 210°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=150r.min—1。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物基無紡布的制備方法，其特征在于，所述紡粘非織布設(shè)備的參數(shù)設(shè)定為:螺桿溫度！\=1801:、T2=185°C、T3=185°C、T4=190°C，側(cè)吹風(fēng)溫度T5=30°C，光輥溫度T6=125°C，花輥溫度T7=130°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物基無紡布及其制備方法，所述生物基無紡布各組分按質(zhì)量份數(shù)計的配比為聚丙烯30～60；淀粉25～55；增塑劑5～10；聚丙烯流動助劑0.5～2；填料0.5～5。其制備方法為先將聚丙烯、淀粉、增塑劑、聚丙烯流動助劑、填料按照特定的生產(chǎn)工藝制成所需的生物基材料，在通過紡粘工藝二次加工后得到生物基無紡布。本發(fā)明采用熱塑性淀粉與聚丙烯樹脂共混體系，使熱塑性淀粉均勻地分散在聚丙烯基體中；使用增塑劑，使得淀粉具有熱塑性，從而提高了淀粉的可加工型及其與聚丙烯樹脂的相容性；使用聚丙烯流動助劑，提高了聚丙烯/熱塑性淀粉樹脂的熔體流動速率，從而提高了材料的可紡性。
文檔編號C08K5/17GK103147227SQ20131006760
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者危偉, 金國軸, 蓋付亮, 王淑敏, 張立斌 申請人:武漢華麗生物材料有限公司