本發(fā)明屬于聚丙烯材料改性的，更具體地，涉及一種熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚丙烯纖維是一種質(zhì)輕的材料，這使得它在很多應(yīng)用場景中能夠減輕整體結(jié)構(gòu)的重量。聚丙烯纖維幾乎不吸水，這意味著它在潮濕的環(huán)境中不易受到水分的影響，能夠保持較好的物理性能。而且其導(dǎo)濕性好，能夠在一定程度上促進濕氣的散發(fā)，是重要的疏水性纖維，用于生產(chǎn)功能性紡織品，如運動紡織品。同時，聚丙烯纖維是一種高絕緣性的有機高分子材料，在使用過程中容易產(chǎn)生靜電。這是因為它的表面電阻很高，電荷難以傳導(dǎo)，在摩擦或分離過程中，電荷容易在其表面積聚，從而產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。例如，在紡織工業(yè)中，聚丙烯纖維制成的織物在穿著或加工過程中，由于人體活動或機器的摩擦，會產(chǎn)生靜電吸附，使織物緊貼皮膚或吸附灰塵，給使用者帶來不適感，也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。
2、聚丙烯纖維的抗靜電可以通過添加抗靜電劑來實現(xiàn)，抗靜電劑可以分為外涂型和內(nèi)加型。內(nèi)加型抗靜電劑則是在聚丙烯纖維的生產(chǎn)過程中，將抗靜電劑與聚丙烯樹脂混合，使抗靜電劑均勻地分布在纖維內(nèi)部。當(dāng)纖維表面產(chǎn)生靜電時，抗靜電劑可以遷移到表面，起到抗靜電的作用。外涂型抗靜電劑是將抗靜電劑溶液涂覆在聚丙烯纖維表面，它可以在纖維表面形成一層導(dǎo)電膜，使電荷能夠傳導(dǎo)出去。比如通過等離子體中的高能粒子可以轟擊聚丙烯纖維表面，使表面產(chǎn)生一些極性基團，如羥基、羧基等。這些極性基團能夠增加纖維表面的親水性，從而吸收環(huán)境中的水分，起到抗靜電的作用。也可以利用化學(xué)反應(yīng)在纖維表面引入抗靜電基團，例如通過接枝共聚反應(yīng)，將含有抗靜電基團(季銨鹽類、磺酸類)等的單體接枝到聚丙烯纖維表面，它們能夠降低纖維表面的電阻，有效地減少靜電的產(chǎn)生。但這些外涂型的抗靜電劑容易脫落而失去作用。例如在cn108276662a一種永久型抗靜電聚丙烯復(fù)合材料公開在聚丙烯與聚乙二醇(peg)等親水性聚合物共混，利用聚乙二醇具有良好的導(dǎo)電性和吸濕性能，能夠吸收環(huán)境中的水分，在纖維表面形成一層導(dǎo)電的水膜，從而將靜電傳導(dǎo)出去。但是，在干燥的環(huán)境下通過吸收環(huán)境中的水分來導(dǎo)電的作用并不理想。另外，聚丙烯纖維本身阻燃性差，在紡織以及儲存過程中需要嚴(yán)防火災(zāi)，因此需要提高聚丙烯的阻燃性來提高安全性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為克服現(xiàn)有聚丙烯纖維的抗靜電能力受限、阻燃性能差等問題，提供了一種熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法。
2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
3、一種熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，制備步驟包括：將聚乙烯醇、異氰酸酯和聚丙烯混合，干燥，然后將混合料在200～320℃熔融擠出紡絲，得到聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料。本發(fā)明利用聚乙烯醇分布在聚丙烯基體的表面以及聚乙烯醇受熱產(chǎn)生共軛鍵，提高聚丙烯的導(dǎo)電性能和抗靜電效果。同時，利用聚乙烯醇分解產(chǎn)生的二氧化碳，以及水與異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳進行微發(fā)泡，賦予其阻燃性能。
4、進一步地，聚乙烯醇的添加量為聚丙烯的1～60％，異氰酸酯的添加量為1～10％。
5、進一步地，所述聚乙烯醇為聚乙烯醇?xì)饽z微球。
6、進一步地，所述聚乙烯醇?xì)饽z微球的直徑為10μm～100μm，孔徑為10～200nm。
7、進一步地，所述異氰酸酯為為二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)、甲苯二異氰酸酯(tdi)、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)、萘-1,5-二異氰酸酯(ndi)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(papi)、氫化甲苯二異氰酸酯(htdi)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(hmdi)、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯(tmxdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、jq膠的一種或多種。
8、進一步地，所述熔融擠出紡絲各段溫度為：螺桿一區(qū)200～220℃，螺桿二區(qū)210～240℃，螺桿三區(qū)220～240℃，螺桿四區(qū)220～250℃，螺桿五區(qū)240～320℃，螺桿六區(qū)210～230℃。
9、進一步地，所述混合料中還加入接枝劑、穩(wěn)泡劑的一種或多種。
10、進一步地，所述穩(wěn)泡劑為卵磷脂、脂肪酰胺、脂肪酸乙酸酰胺、n-烷基亞氨二乙酸鈉鹽、聚丙烯酸類、烷基甜菜堿磺酸。
11、進一步地，所述接枝劑為馬來酸酐、馬來酸二丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸β-羥乙酯、不飽和硅烷中的一種或多種。
12、進一步地，聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料纖維編織成無紡布，可以應(yīng)用于包裝或電池隔膜。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：
14、本發(fā)明中添加的pva氣凝膠微球會因表面張力的原因，被排斥在聚丙烯纖維的表面，從而提高聚丙烯纖維的抗靜電能力，其內(nèi)部聚乙烯醇受熱共軛產(chǎn)生的共軛鍵進一步賦予聚丙烯纖維導(dǎo)電性能。同時，利用聚乙烯醇?xì)饽z微球在聚丙烯熔融部分降解產(chǎn)生水分子和二氧化碳，內(nèi)部產(chǎn)生的微發(fā)泡結(jié)構(gòu)能讓pva分布更均勻，和基體容和更好，同時使pva相互接觸幾率更高。在表面的微孔提高了聚丙烯纖維對水的吸附能力，能夠進一步地提高抗靜電效果。另外，異氰酸酯和水反應(yīng)產(chǎn)生的胺物質(zhì)是含有極性端氨基，亦會排布于聚丙烯纖維表面，來提高抗靜電性能。本發(fā)明添加的異氰酸酯與水分子進一步反應(yīng)產(chǎn)生更多的二氧化碳，對聚丙烯進行微發(fā)泡，泡孔內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w可以作為阻燃?xì)怏w提高聚丙烯纖維的阻燃性能。
1.一種熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，制備步驟包括：將聚乙烯醇、異氰酸酯和聚丙烯混合，干燥，然后將混合料在200～320℃熔融擠出紡絲，得到聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，聚乙烯醇的添加量為聚丙烯的1～60％，異氰酸酯的添加量為1～10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇為聚乙烯醇凝膠微球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇凝膠微球的直徑為10μm～100μm，所述微球的孔徑為10～200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述異氰酸酯為為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、jq膠的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述熔融擠出紡絲各段溫度為：螺桿一區(qū)200～220℃，螺桿二區(qū)210～240℃，螺桿三區(qū)220～240℃，螺桿四區(qū)220～250℃，螺桿五區(qū)240～320℃，螺桿六區(qū)210～230℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述混合料中還加入接枝劑、穩(wěn)泡劑的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述穩(wěn)泡劑為卵磷脂、脂肪酰胺、脂肪酸乙酸酰胺、n-烷基亞氨二乙酸鈉鹽、聚丙烯酸類、烷基甜菜堿磺酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，所述接枝劑為馬來酸酐、馬來酸二丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸β-羥乙酯、不飽和硅烷中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融紡絲聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料制備方法，其特征在于，聚丙烯-聚乙烯醇復(fù)合材料應(yīng)用于包裝或電池隔膜。