[发明专利]醋酸纤维素发泡多孔材料及其超临界二氧化碳辅助加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种醋酸纤维素材料，具体讲，涉及一种醋酸纤维素发泡多孔材料及其超临界二氧化碳辅助加工方法。

背景技术

醋酸纤维，是一种人造纤维，由纤维素用醋酐处理而制成，根据酯化度不同，产品包括一醋酸纤维素(MCA)、二醋酸纤维素(CA)和三醋酸纤维素(TCA)，其中二醋酸纤维素经抽丝后得到的丝束，是公认的最理想的过滤材料，是当今世界上生产香烟过滤嘴的主要原料。

二醋酸纤维素(CDA)广泛应用于烟用丝束纺织纤维、热塑性塑料和各种膜材料。目前CDA的纺丝方法主要有干法纺丝、二步湿法纺丝和一步湿法纺丝3种工艺路线，但无论是湿法纺丝还是干法纺丝在纺丝过程中都存在丙酮、二氯甲烷等有机试剂，对环境有一定的危害性；同时存在着纺丝速度慢、可纺性差等缺点。文献《二醋酸纤维素的增塑改性及熔融纺丝研究》(合成纤维工业，2011)中提出了一种熔融纺丝的方法，该方法需要在二醋酸纤维素中添加25％左右的增塑剂对二醋酸纤维素进行增速改性。

本发明提出一种利用超临界二氧化碳对醋酸纤维素进行挤出制备的方法。

发明内容

本发明的首要发明目的为提出一种醋酸纤维素发泡多孔材料；

本发明的第二发明目的在于提出该醋酸纤维素发泡多孔材料的超临界二氧化碳挤出加工方法。

为了完成本发明的目的，采用的技术方案为：

一种醋酸纤维素发泡多孔材料，包括：醋酸纤维素90～99.5重量份和助剂0.5～10重量份，并通过超临界二氧化碳流体辅助挤出加工方法制备而成，加入超临界二氧化碳0.5～5重量份。

本发明的第一优选技术方案为：醋酸纤维素选自一醋酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素。

本发明的第二优选技术方案为：所述的助剂选自柠檬酸酯类增塑剂、亚磷酸酯类热稳定剂、润滑剂、吸附剂中的至少一种。

本发明的第三优选技术方案为：柠檬酸酯类增塑剂为0.5～2重量份，优选0.75～1.75重量份。其中，柠檬酸酯类增塑剂选自：柠檬酸三乙酯TEC、乙酰柠檬酸三乙酯ATEC、柠檬酸三正丁酯TBC、乙酰柠檬酸三正丁酯AT-BC等。

本发明的第四优选技术方案为：亚磷酸酯类热稳定剂为0.05～0.2重量份，优选0.75～0.15重量份。

本发明的第五优选技术方案为：润滑剂为0.05～1重量份，优选0.1～0.5重量份；所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、硬脂酸或硬脂酸盐。

本发明的第五优选技术方案为：所述的吸附剂为1～5重量份，优选1～2.5重量份；所述吸附剂选自沸石或活性炭类物质。

本发明的第六优选技术方案为：一种醋酸纤维素发泡多孔材料，其组成为：

二醋酸纤维素90～95重量份；

柠檬酸酯类增塑剂0.75～1.75重量份；

亚磷酸酯类热稳定剂0.75～0.15重量份；

润滑剂0.1～0.5重量份；

吸附剂1～5重量份；

并在制备过程中加入超临界二氧化碳0.5～5重量份。

本发明还涉及醋酸纤维素发泡多孔材料的制备方法，所述的制备方法的步骤为：将醋酸纤维素放置于发泡专用挤出机，同时在注入口按比例注入发泡剂超临界二氧化碳，由发泡挤出机充分混合后，从口模挤出发泡并成型；所述的专用挤出机为带5个加热区的单螺杆或平行双螺杆挤出机，在挤出机的输出端带有5～8节的静态混合器；在螺杆元件上开有和螺纹方向平行的螺棱；在挤出机的计量段设置有液态二氧化碳的注入口。

本发明醋酸纤维素发泡多孔材料制备方法的第一优选技术方案为，按比例将醋酸纤维素、增塑剂、稳定剂、润滑剂、吸附剂放入高速搅拌机中混合3～5分钟，然后加入挤出机的料斗中进行挤出加工。

本发明醋酸纤维素发泡多孔材料制备方法的第二优选技术方案为，所述的专用挤出机的各段温度为：

第一温度区温度：160～200℃，优选165～180℃；

第二温度区温度：220～230℃，优选220～225℃；

第三温度区温度：230～250℃，优选235～245℃

第四温度区温度：230～250℃，优选235～245℃

机头温度：200～220℃，优选205～215℃，

模具温度：150～170℃，优选160～165℃。

下面对本发明的技术方案作进一步的解释和说明：