專利名稱：含有防螨蟲劑的聚合物母粒、防螨蟲空氣過濾網的單絲及其制備工藝和用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含有防螨蟲劑的聚合物母粒、防螨蟲空氣過濾網的單絲及其制備 工藝和用途。
背景技術：
隨著社會生活水平的提高，人們對大量使用的空調器、空氣凈化機輸出的空氣質 量要求越來越高，同時由于現代醫學的發展，人們已經逐漸意識到螨蟲對人體健康的危害， 尤其是家居生活中的塵螨，是引起許多過敏性疾病的頭號大敵，特別是過敏體質的人群，受 到的危害更大。當人們打掃衛生，整理床鋪時，塵螨就在室內空氣中飄飄浮浮，并慢慢地撒 落到室內的角角落落。這就要求安裝在室內的空調器、空氣凈化機中的空氣過濾網不僅要 能夠過濾掉空氣中的灰塵，也要具備抑制螨蟲生長繁殖的作用和功能，從而降低生活環境 中塵螨的密度，營造一個健康舒適的生活環境。
發明內容
鑒于現有空氣過濾網的缺點，本行業仍需求性能改進的空氣過濾網，不僅要能夠 過濾掉空氣中的灰塵，還要具備抑制螨蟲生長繁殖的作用和功能，有益于人體健康。本發明的目的是提供一種環保的、并具有抑制螨蟲生長繁殖的作用的聚合物母 粒、及其空氣過濾網的單絲。本發明的第一方面涉及一種含有防螨蟲劑的聚合物母粒，包含⑴防螨蟲劑，( )聚合物，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；組分⑴與(ii)的重量比為10 90 30 70。本發明的第二方面涉及一種防螨蟲的空氣過濾網的單絲，它包含(1)含有所述防螨蟲劑的聚合物母粒，(2)聚合物材料，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；組分(1)與(2)的重量比為3 97 10 90。單絲直徑為0. 1-0. 8謹。在本發明的單絲的一個優選實施方式中，所述聚合物母粒所含的組分(ii)聚合 物與單絲所含的組分(2)聚合物的類型相同。在本發明的單絲的另一個優選實施方式中，所述聚合物母粒所含的組分(ii)聚 合物與單絲所含的組分(2)聚合物均是聚丙烯。本發明的第三方面涉及一種制備本發明單絲的方法，它依次包括如下步驟(a)將組分(i)防螨蟲劑，與組分(ii)聚合物，按照所選定的重量比例，進行混合、 攪拌、熔融擠出、造粒，制成含有防螨蟲劑的聚合物母粒；(b)將由步驟(a)得到的母粒，與組分(2)聚合物材料，按照所選定的重量比例，依次進行烘料、混合、攪拌，并由擠出機熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成直徑為 0. 1-0. 8mm 的單絲。本發明的第四方面涉及本發明單絲一種用途，它用于編織成空氣過濾器中的空氣 過濾網。在本發明單絲的用途的一個優選實施方式中，所述的空氣過濾器優選安裝在空調 器、空氣凈化器或空氣清新器中。
具體實施例方式本發明采用的防螨蟲劑是商購的，購自日本大阪的日本大阪化成株式會社。其中 的有效成分為脂肪烷基羧酸酯，可以有效地抑制螨蟲的生長繁殖，直至殺死螨蟲。將本發明的單絲編織成空氣過濾網，由此提升了空氣過濾網的功能，除了吸附塵 埃外，還增加了過濾網的抑制螨蟲的生長繁殖、直至殺死螨蟲的功能，大大改善了室內空氣 的質量，大大減少許多過敏性疾病的發生。在本發明的含有防螨蟲劑的聚合物母粒中，防螨蟲劑的含量與聚合物含量的重量 比例為10 90 30 70，該含量比例如果低于10 90，母粒的抑制螨蟲的生長繁殖、直 至殺死螨蟲的功能就不足，如果高于30 70，所使用的防螨蟲劑過多，增加了材料的脆性， 成本也增高。該含量比例優選15 85 25 75，再優選18 82 22 78。另外，還可以任選加入各種其它常規的添加劑，以利于聚合物母粒的加工或提高 母粒的性能。所述添加劑可以選自以下的一種或多種稀釋劑、熱穩定劑等等。這些添加劑 可以采用該行業內的常規的稀釋劑和熱穩定劑等。稀釋劑可以采用液體石蠟(也稱白油) 等，稀釋劑還具有提高混合分散效果的作用。熱穩定劑可以采用硬脂酸鋅(又稱十八酸鋅) 和硬脂酸鈣(又稱十八酸鈣)，其作用是提高樹脂基體的熱穩定性，同時還有潤滑的作用。這些添加劑的用量是本行業內的常規用量。例如，稀釋劑的用量可以為防螨蟲劑 的1-2重量％，熱穩定劑的用量可以是防螨蟲劑的1-1. 5重量％。本發明的聚合物母粒還可以含有顏料，顏料可以是本行業內常規使用的顏料，例 如炭黑等。顏料的含量一般為0. 1 0. 5重量％，以聚合物母粒的總重量為基準。本發明的含有防螨蟲劑的母粒中所使用的聚合物可以選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯 乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種。優選聚丙烯。本發明的含有防螨蟲劑、并具有抑制螨蟲的生長繁殖、直至殺死螨蟲的功能的單 絲，包含本發明的含有防螨蟲劑的聚合物母粒和聚合物材料，所述聚合物母粒含量與聚合 物材料的含量的重量比例為3 97 10 90。優選4 96 9 91，再優選5 95 8 92。如果比例低于3 97，單絲的抑制螨蟲的生長繁殖、直至殺死螨蟲的功能就不足， 達不到所要求的性能；如果高于10 90，則會降低單絲的強度，成本也較高。所述單絲中 的聚合物材料選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種。對于空氣過濾器 中的空氣過濾網，優選采用聚丙烯。在本發明的聚合物單絲的一個優選實施方式中，單絲所包含的聚合物材料優選與 聚合物母粒中的聚合物類型相同，這樣，單絲中所包含的聚合物材料易與母粒中的聚合物 相容，有利于聚合物單絲的加工，而且單絲的性能更均一。在本發明的單絲的另一個優選實施方式中，單絲所包含的聚合物材料與聚合物母
4粒中的聚合物均為聚丙烯，因為，聚丙烯適于用作空氣過濾器中的空氣過濾網材料。本發明的含有防螨蟲劑，并具有抑制螨蟲的生長繁殖、直至殺死螨蟲的功能的單 絲的直徑沒有特別限制。其直徑可以根據實際需要進行選擇。其直徑一般為0. 1 0. 8mm。 當其用于空氣過濾器中的空氣過濾網時，其直徑優選為0. 1 0. 6mm,再優選為0. 1 0. 3mm,再優選為0. 18 0. 22mm,再優選為0. 15 0. 2mm。本發明的聚合物單絲還可以含有顏料，顏料可以是本行業內常規使用的顏料，例 如炭黑等。顏料的含量一般為0. 1 0. 5重量％，以聚合物單絲的總重量為基準。本發明的聚合物母粒，采用常規的制備方法獲得將防螨蟲劑和聚合物按照所要 求的比例，進行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，即制成本發明的母粒。本發明的聚合物單絲也采用常規的制備方法獲得將上述制得的母粒顆粒與聚合 物材料進行烘料，并按照所要求的比例，進行混合、攪拌，然后由擠出機熔融擠出、冷卻、牽 伸、定型、收卷，制成單絲。下面依次描述該方法的各步驟。(1)烘料將紡絲級的聚合物原料和防螨蟲聚合物母粒顆粒放入烘干機中烘干，烘料溫度沒 有特別限制。采用一般的烘料溫度即可。需要注意溫度不能過高，也不能過低，過高會使 聚合物原料軟化，粘結成塊；溫度過低，干燥作用不足。烘料溫度優選為50 75°C，更優選 為60 65°C。時間選擇2 3小時。(2)混合和攪拌將本發明的聚合物母粒與構成單絲的聚合物材料以所需要的重量比例，加入常規 攪拌機中進行混合，并充分攪拌。(3)熔融擠出將充分攪拌的配料放入擠出機中通過預熱、熔化、塑化、噴絲工序后熔融擠出單 絲，擠出溫度可以采用本行業內常規的范圍進行。擠出溫度優選150 250°C，當擠出溫度低于150°C時，擠出不順利，單絲的質量 和擠出產量受到影響；當擠出溫度高于250°C時，會使聚合物母粒中的防螨蟲劑有效成份 降解，造成防螨蟲功能下降。同時，當擠出溫度高于250°C時，也影響單絲的力學性能、強度寸。熔融擠出溫度優選175 225°C，更優選195 205°C。(4)冷卻將熔融擠出的單絲放入水槽中冷卻，冷卻溫度一般為10 40°C，當冷卻溫度低于 10°C時，會造成單絲結晶不均勻，力學性能差。當冷卻溫度高于40°C時，會造成結晶不足，單 絲較軟，力學性能和強度不足。冷卻溫度優選15 35°C，更優選20 30°C，最優選25°C。(5)牽伸將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度一般為90 105°C、牽伸倍數一 般為4. 5 6. 5倍。如果牽伸溫度低于90°C，單絲容易斷裂，如果高于105°C，聚合物會軟化，甚至局 部熔化，不利于牽伸。
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牽伸溫度優選95 100°C、更優選97 98°C。如果牽伸倍數低于4. 5，單絲的力學性能和強度等不足，而且伸長率偏大。如果牽 伸倍數高于6. 5，單絲的力學性能和強度等偏大，但是伸長率偏小。牽伸倍數優選4. 8 6. 2，更優選5. 2 5. 8，最優選5. 5。(6)定型將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度優選90 105°C，回縮率優 選 0. 2 1. 0%。當定型溫度低于90°C時，定型不足，單絲在使用過程中容易變形；當定型溫度高 于105°C，單絲會軟化、甚至局部熔化，不利于定型。定型溫度優選95 100°C，更優選98°C如果定型中的回縮率大于1.0%，收縮率偏大，那么由該單絲制成的網的面積會縮 小，由此成本增高。回縮率優選0.4 0.8%，更優選0.6%。(7)收卷將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力一般為200cN 270cN，收卷速度一般 為110米/分鐘 150米/分鐘。如果收卷張力低于200cN，那么張力太小，絲的收卷困難。如果收卷張力高于 270cN，那么張力太大，絲會產生卷取變形。收卷張力優選220cN 250cN，更優選230cN 240cN。同樣，收卷速度低于110米/分鐘或高于150米/分鐘，會使單絲制成網后在使用 過程中變形。收卷速度優選120米/分鐘 140米/分鐘。制得單絲后，還可以進一步用常規的編織方法，將制得的單絲編織成空氣過濾網。本發明通過將防螨蟲劑應用并引入到空氣過濾產品領域，將防螨蟲劑摻入聚丙烯 等樹脂中，改進了現有的空氣過濾網單絲的功能，獲得了一種具有驅避螨蟲或抑制螨蟲生 長繁殖、直至殺死螨蟲的作用和功能的塑料單絲。用該類單絲編織成空氣過濾網，可裝入抗 菌防螨空調中進行空氣過濾，也可裝入空氣凈化機等產品中。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按中華人民共和國國家標準GB/T 24253-2009《紡織品防螨性能的評價》中規定的螨蟲驅避率來評價，并由國家權威檢測機構 按該國家標準中的驅避法進行檢測。其方法是將本發明的防螨空氣過濾網試樣和現有技術中的普通過濾網對照樣分 別放在培養皿內，在規定的條件下同時與活的螨蟲接觸，經過一定時間的培養后，對試樣培 養皿內和對照樣培養皿內存活的螨蟲數量進行計數，然后計算螨蟲驅避率，來評價防螨的 效果。防螨效果分三個等級，驅避率> 60%時，樣品具有防螨效果；驅避率> 80%時，樣品 具有較強的防螨效果；驅避率> 95%時，樣品具有極強的防螨效果。經測試，該過濾網也具有良好的力學性能，其斷裂強力> 400cN，斷裂伸長率18 25%。實施例以下實施例是對本發明的進一步說明，并不限制本發明的范圍。
實施例1采用購自日本大阪的日本大阪化成株式會社的防螨蟲劑，將其與聚丙烯按照重量 比例10 90，進行混合，制得聚合物母粒。按照重量比3 97，分別量取制得的聚合物母粒與紡絲級聚丙烯，再分別在65°C 溫度下烘料3小時，然后，將上述材料加入攪拌機中進行混合、并充分攪拌。將充分攪拌好的混合料放入擠出機中，在200°C下熔融擠出，然后，將熔融擠出的 單絲放入冷卻槽中冷卻，冷卻溫度為25°C。將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度為100°C，牽伸倍數為5. 5倍。將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度為100°C，回縮率為0. 6%。將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力為230cN，收卷速度為135米/分。制成的單絲直徑為0. 20mm。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按國家標準GB/T 24253-2009中的驅 避法進行檢測，結果為螨蟲驅避率為85%，表示該過濾網具有較強的防螨效果。其力學性能測試結果為斷裂強力為500cN，斷裂伸長率為20%。將該網用作空調器中的防螨空氣過濾網。實施例2采用購自日本大阪的日本大阪化成株式會社的防螨蟲劑，將其與聚丙烯按照重量 比例30 70，進行混合，制得聚合物母粒。按照重量比10 90，分別量取制得的聚合物母粒與紡絲級聚丙烯，再分別在65°C 溫度下烘料3小時，然后，將上述材料加入攪拌機中進行混合、并充分攪拌。將充分攪拌好的混合料放入擠出機中，在230°C下熔融擠出，然后，將熔融擠出的 單絲放入冷卻槽中冷卻，冷卻溫度為20°C。將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度為100°C，牽伸倍數為5. 2倍。將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度為100°C，回縮率為0. 5%。將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力為220cN，收卷速度為130米/分鐘。制成的單絲直徑為0. 15mm。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按國家標準GB/T 24253-2009中的驅 避法進行檢測，結果為螨蟲驅避率為97%，表示該過濾網具有極強的防螨效果。其力學性能測試結果為斷裂強力450cN，斷裂伸長率15%。將該網用作空氣凈化機中的防螨空氣過濾網。實施例3采用購自日本大阪的日本大阪化成株式會社的防螨蟲劑，將其與聚丙烯按照重量 比例20 80，進行混合，同時混入黑色顏料，其含量是聚合物母粒的總重量的0.1重量％， 制得聚合物母粒。按照重量比6 94，分別量取上述制得的聚合物母粒與紡絲級聚丙烯，再分別在 60°C溫度下烘料3小時，然后，將上述材料加入攪拌機中進行混合、并充分攪拌。將充分攪拌好的混合料放入擠出機中，在210°C下熔融擠出，然后，將熔融擠出的 單絲放入冷卻槽中冷卻，冷卻溫度為22°C。將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度為102°C，牽伸倍數為5. 8倍。
將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度為102°C，回縮率為0. 6%。將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力為250cN，收卷速度為120米/分鐘。制成的單絲直徑為0. 10mm。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按國家標準GB/T 24253-2009中的驅 避法進行檢測，結果為螨蟲驅避率為90%，表示該過濾網具有較強的防螨效果。其力學性能測試結果為斷裂強力420cN，斷裂伸長率18%。將該網用作空調器中的防螨空氣過濾網。實施例4采用購自日本大阪的日本大阪化成株式會社的防螨蟲劑，將其與聚乙烯按照重量 比例18 82，進行混合，同時加入黑色顏料，其含量是聚合物母粒的總重量的0.2重量％， 制得聚合物母粒。按照重量比5 95，分別量取上述制得的聚合物母粒與紡絲級聚乙烯，再分別在 60°C溫度下烘料3小時，然后，將上述材料加入攪拌機中進行混合、并充分攪拌。將充分攪拌好的混合料放入擠出機中，在180°C下熔融擠出，然后，將熔融擠出的 單絲放入冷卻槽中冷卻，冷卻溫度為20°C。將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度為98°C，牽伸倍數為5. 6倍。將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度為100°C，回縮率為0. 5%。將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力為200cN，收卷速度為115米/分鐘。制成的單絲直徑為0. 5mm。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按國家標準GB/T 24253-2009中的驅 避法進行檢測，結果為螨蟲驅避率為87%，表示該過濾網具有較強的防螨效果。其力學性能測試結果為斷裂強力800cN，斷裂伸長率15%。將該網用作空氣清新器中的防螨空氣過濾網。實施例5采用購自日本大阪的日本大阪化成株式會社的防螨蟲劑，將其與聚酯按照重量比 例12 88，進行混合，制得聚合物母粒。按照重量比5 95，分別量取制得的聚合物母粒與紡絲級聚乙烯，再分別在65°C 溫度下烘料3小時，然后，將上述材料加入攪拌機中進行混合、并充分攪拌。將充分攪拌好的混合料放入擠出機中，在200°C下熔融擠出，然后，將熔融擠出的 單絲放入冷卻槽中冷卻，冷卻溫度為25°C。將冷卻后的單絲放入牽伸機進行牽伸，牽伸溫度為100°C，牽伸倍數為5. 5倍。將牽伸過的單絲放入定型機中進行熱定型，定型溫度為100°C，回縮率為0.6%。將定型過的單絲在收卷機上卷取，收卷張力為230cN，收卷速度為135米/分。制成的單絲直徑為0. 20mm。將單絲編織成防螨空氣過濾網，其防螨效果按國家標準GB/T 24253-2009中的驅 避法進行檢測，結果為螨蟲驅避率為85%，表示該過濾網具有較強的防螨效果。其力學性能測試結果為斷裂強力為500cN，斷裂伸長率為20%。將該網用作空調器中的防螨空氣過濾網。
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權利要求
一種含有防螨蟲劑的聚合物母粒，包含(i)防螨蟲劑，(ii)聚合物，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；組分(i)與(ii)的重量比為10∶90～30∶70。
2.一種防螨蟲的空氣過濾網的單絲，它包含(1)權利要求1所述的含有防螨蟲劑的聚合物母粒，(2)聚合物材料，選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；組分(1)與⑵的重量比為3 97 10 90 ；所述單絲直徑為0. 1-0. 8mm。
3.根據權利要求2所述的單絲，其中所述聚合物母粒中包含的組分(ii)聚合物與所述 單絲所含的組分(2)聚合物的類型相同。
4.根據權利要求2所述的單絲，其中所述聚合物母粒中包含的組分(ii)聚合物與所述 單絲所含的組分(2)聚合物均是聚丙烯。
5.一種制備權利要求2所述單絲的方法，它依次包括如下步驟(a)將組分(i)防螨蟲劑與組分(ii)聚合物，按照所選定的重量比例，進行混合、攪拌、 熔融擠出、造粒，制成權利要求1所述的含有防螨蟲劑的聚合物母粒，所述組分(ii)聚合物 選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺中的至少一種；(b)將由步驟(a)得到的權利要求1所述的母粒，與組分(2)聚合物材料，按照所選定 的重量比例，依次進行烘料、混合、攪拌，并由擠出機熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成 直徑為0. 1-0. 8mm的單絲，所述組分(2)聚合物選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰 胺中的至少一種。
6.根據權利要求2所述的單絲的用途，它用于編織成空氣過濾器中的空氣過濾網。
7.根據權利要求6所述的單絲的用途，其中所述的空氣過濾器安裝在空調器、空氣凈 化機或空氣清新器中。
全文摘要
本發明涉及一種含有防螨蟲劑的聚合物母粒及其空氣過濾網單絲。所述母粒包含(i)防螨蟲劑；和(ii)聚合物，組分(i)與(ii)的重量比為10∶90～30∶70。所述單絲包含(1)含防螨蟲劑的母粒；和(2)聚合物材料，組分(1)與(2)的重量比為3∶97～10∶90；所述單絲直徑為0.1-0.8mm。所述單絲的制備方法依次包括將防螨蟲劑與聚合物按照所要求的比例進行混合、攪拌、熔融擠出、造粒，制成含有防螨蟲劑的母粒；將制得的母粒與聚合物材料按照所要求的比例，依次進行烘料、混合、攪拌、熔融擠出、冷卻、牽伸、定型、收卷，制成單絲。本發明的單絲用于編織成空氣過濾器中的防螨空氣過濾網，該空氣過濾網具有一定的防螨效果。
文檔編號D01F1/10GK101979433SQ20101051746
公開日2011年2月23日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者丁伯英, 丁宏廣, 史锃瑛, 黃祿英 申請人:丁宏廣