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

背景技術(shù)：

聚丙烯已經(jīng)成為我國(guó)高分子材料的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。2016年，國(guó)內(nèi)聚丙烯產(chǎn)能已經(jīng)突破2000萬(wàn)噸，產(chǎn)量達(dá)1768.8萬(wàn)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(chē)、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(chēng)無(wú)紡布)、bcf地毯絲、煙用丙綸絲束等，其中生產(chǎn)量最大的為無(wú)紡布，占產(chǎn)品總量的70％以上。2016年，國(guó)內(nèi)無(wú)紡布的產(chǎn)量在300萬(wàn)噸左右。無(wú)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(shí)，國(guó)內(nèi)超大型聚丙烯無(wú)紡布生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)完成了熔噴和紡粘工藝的復(fù)合，以生產(chǎn)多層無(wú)紡布為主。無(wú)紡布在建筑、醫(yī)療、環(huán)保、服裝、汽車(chē)、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(wú)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(zhǎng)速率。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人口流動(dòng)加劇，各類(lèi)傳染性疾病多次形成了公共衛(wèi)生事件，醫(yī)療防護(hù)級(jí)別上升引發(fā)公共衛(wèi)生需求激增，無(wú)紡布產(chǎn)業(yè)多次迎來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。另外，隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，外傷治療和康復(fù)對(duì)敷料的需求激增。此外，隨著生活水平的提高，人們對(duì)個(gè)人美容予以高度關(guān)注，每年投入到面膜美容的消費(fèi)均呈現(xiàn)兩位數(shù)以上的增長(zhǎng)。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，聚丙烯無(wú)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(wú)紡布，大多是經(jīng)過(guò)親水改性或復(fù)合紡絲工藝制備的超細(xì)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(wú)紡布的親水性，改善了聚丙烯無(wú)紡布與人體皮膚接觸時(shí)的舒適感和貼合程度，有些產(chǎn)品還附加了對(duì)治療藥劑或美容成分的容納量。

不過(guò)，聚丙烯無(wú)紡布在醫(yī)用敷料和美容面膜基材的應(yīng)用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)即使經(jīng)過(guò)親水改性或復(fù)合紡絲改性的超細(xì)聚丙烯無(wú)紡布，仍然存在著親水性不強(qiáng)、親水性不穩(wěn)定，皮膚貼合性不好等缺陷。其主要問(wèn)題是所采用的親水處理工藝沒(méi)有賦予聚丙烯無(wú)紡布相對(duì)持久的親水性，如添加小分子親水劑本身就與無(wú)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(tuán)，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(wèn)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(wú)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(jìn)行共混改性，制得親水柔韌無(wú)紡布專(zhuān)用聚丙烯復(fù)合材料，進(jìn)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(wú)紡布。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚丙烯復(fù)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(fù)合材料在制備親水柔韌無(wú)紡布中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種聚丙烯復(fù)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(dòng)速率(230℃，2.16kg)為30～100g/10min。更優(yōu)選燕山石化的纖維級(jí)聚丙烯s2040，其熔體流動(dòng)速率(230℃，2.16kg)在38g/10min左右。

優(yōu)選地，所述無(wú)規(guī)共聚聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(230℃，2.16kg)為8～50g/10min。更優(yōu)選燕山石化的b4808，其熔融流動(dòng)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(dòng)速率(230℃，2.16kg)為2.2～18g/10min。更優(yōu)選?？松梨诠镜膙istamaxx6202fl。

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(dòng)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(dòng)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。可選杜邦公司的surlyn樹(shù)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(rùn)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(fù)合材料的制備方法，包括以下制備步驟：

將均聚聚丙烯、無(wú)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(rùn)滑劑進(jìn)行預(yù)混合，然后加入到擠出機(jī)中熔融擠出造粒，得到所述聚丙烯復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述的預(yù)混合在高速混合機(jī)進(jìn)行，混合溫度為20～30℃，轉(zhuǎn)速為200～300轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)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(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)徑比28)中進(jìn)行，螺桿轉(zhuǎn)速100～300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速10～50轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。

上述聚丙烯復(fù)合材料在制備親水柔韌無(wú)紡布中的應(yīng)用。

本發(fā)明的原理為：?jiǎn)渭冇美w維級(jí)均聚聚丙烯制作的無(wú)紡布，即使纖維纖度達(dá)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(wú)規(guī)共聚聚丙烯和丙烯基彈性體(實(shí)際也是乙烯-丙烯的無(wú)規(guī)共聚物)的目的，一方面是為了強(qiáng)化聚丙烯復(fù)合纖維的柔韌性，另一方面是為了增加親水性樹(shù)脂乙烯-甲基丙烯酸共聚物和親水強(qiáng)化劑乙烯-甲基丙烯酸鹽共聚物與基體樹(shù)脂均聚聚丙烯的相容性，因?yàn)檫@些樹(shù)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(jī)混煉過(guò)程中實(shí)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(rùn)滑劑芥酸酰胺的加入，既有利于提高聚丙烯復(fù)合材料的親水性能，又有利于該復(fù)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?xún)?yōu)良的聚丙烯無(wú)紡布，滿(mǎn)足醫(yī)用敷料和美容面膜等領(lǐng)域的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例3中聚丙烯復(fù)合材料制備的親水柔韌無(wú)紡布的sem圖；

圖2為實(shí)施例3中聚丙烯復(fù)合材料制備的親水柔韌無(wú)紡布的光學(xué)照片圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

以下實(shí)施例中，均聚聚丙烯樹(shù)脂選用燕山石化的纖維級(jí)聚丙烯s2040，其熔體流動(dòng)速率(230℃，2.16kg)在38g/10min左右；無(wú)規(guī)共聚聚丙烯選用燕山石化的b4808，其熔體流動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(rùn)滑劑為市售的芥酸酰胺，純度在99％以上。

實(shí)施例1

按照以下配比稱(chēng)取各原料：聚丙烯s2040為62質(zhì)量份，無(wú)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(wú)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(jī)進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度為20℃，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為3分鐘。然后，將此預(yù)混合好的物料從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復(fù)合材料。

將干燥后的聚丙烯復(fù)合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機(jī)制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無(wú)紡布。測(cè)試所得親水柔韌無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例2

按照以下配比稱(chēng)取各原料：聚丙烯s2040為56.5質(zhì)量份，無(wú)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(wú)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(jī)進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為5分鐘。然后，將此預(yù)混合好的物料從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復(fù)合材料。

將干燥后的聚丙烯復(fù)合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機(jī)制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無(wú)紡布。測(cè)試所得親水柔韌無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

實(shí)施例3

按照以下配比稱(chēng)取各原料：聚丙烯s2040為48質(zhì)量份，無(wú)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(wú)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(jī)進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為3.5分鐘。然后，將此預(yù)混合好的物料從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。即得到聚丙烯復(fù)合材料。

將干燥后的聚丙烯復(fù)合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機(jī)制備克重在80g/m²左右的親水柔韌無(wú)紡布。測(cè)試所得親水柔韌無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。本實(shí)施例所得親水柔韌無(wú)紡布的sem圖和光學(xué)照片圖分別如圖1和圖2所示。

對(duì)比例1

將均聚聚丙烯s2040從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)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(jī)制備克重在80g/m²左右的無(wú)紡布。測(cè)試聚丙烯無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)比例2

按照以下配比稱(chēng)取各原料：聚丙烯s2040為65質(zhì)量份，無(wú)規(guī)共聚聚丙烯b4808為35質(zhì)量份。將聚丙烯s2040、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯b4808加入高速混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為3.5分鐘。然后，將此預(yù)混合好的物料從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。即得聚丙烯復(fù)合材料。

將干燥后的聚丙烯復(fù)合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機(jī)制備克重在80g/m²左右的復(fù)合聚丙烯無(wú)紡布。測(cè)試所得復(fù)合聚丙烯無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)比例3

按照以下配比稱(chēng)取各原料：聚丙烯s2040為65質(zhì)量份，無(wú)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(wú)規(guī)共聚聚丙烯b4808、丙烯基彈性體vistamaxx6202fl加入高速混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合，混合溫度為25℃，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為3.5分鐘。然后，將此預(yù)混合好的物料從喂料機(jī)加入三螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑35.2mm，長(zhǎng)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(jī)轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機(jī)各段溫度160～200℃。即得聚丙烯復(fù)合材料。

將干燥后的聚丙烯復(fù)合材料粒料在200～250℃下用熔噴法紡絲機(jī)制備克重在80g/m²左右的復(fù)合聚丙烯無(wú)紡布。測(cè)試所得復(fù)合聚丙烯無(wú)紡布的各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1實(shí)施例及對(duì)比例所得聚丙烯材料及無(wú)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(fù)合材料制備的無(wú)紡布具有優(yōu)良的親水性和柔韌性，能夠滿(mǎn)足醫(yī)用敷料和美容面膜等領(lǐng)域的需求。

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