本发明属于新材料领域，公开了一种高透气率复合透气膜的原料组成及其制备方法和由该原料制备的高透气率复合透气膜。
背景技术：
：常规的塑料薄膜是不透气的，通过单向或双向拉伸超微细无机粉体改性后的塑料薄膜形成无数互通的微孔（每平方米约有1010个孔径在0.1μm～5μm的微孔），从而对空气和水蒸汽具有良好的透过性，但因液体存在表面张力而对液体具有阻隔性，这种薄膜被称为透气微孔膜，简称透气膜。其原理是，超微细无机粉体改性的塑料薄膜在适当的外力拉伸作用下，聚合物基体与刚性无机粉体界面剥离，聚合物延展形成孔径在0.1μm～5μm的相互贯穿的微孔，聚合物由于蠕变和松弛而不能恢复初始状态，形成永久性的微孔。透气膜广泛应用在日常生活、医疗、特种工业防护、农业生产、工业包装领域中，仅2015年上述领域对透气膜的需求量就超过35万吨。现有的配方工艺生产的透气膜缺陷较多，比如：拉伸强度≤8MPa，不抗穿刺；有大量孔径≥30μm的微孔导致液体能渗透过；平均水汽透过率≤120000g/㎡•24h，制成的一次性用品在使用时让人感觉闷热；选用的无机粉体处理不当，致使透气膜表面有粉体脱落刺激皮肤等。发明人针对当前透气膜的不足，特别是在使用中水汽透过率不高的问题，提供一种全新的高透气率复合透气膜的原料方案和生产制备方案。技术实现要素：本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种高透气率复合透气膜的原料。高透气率复合透气膜至少由两层以上构成，其A层和B层采用的原料如下：A层原料为按份数比包括以下组分：超微细无机粉体母料：55-75份；加工流变母料：3-8份；聚烯烃树脂：55-85份；共聚烯烃树脂：2-5份；B层原料为按份数比包括以下组分：超微细无机粉体母料：75-90份；加工流变母料：0.5-1份；聚烯烃树脂：15-35份；共聚烯烃树脂：35-45份。具体的，上述A层和B层原料中的超微细无机粉体母料为按份数比包括以下组分，并由以下组分搅拌均匀后经过双螺杆挤出机或密炼机混炼后挤出造粒得到：聚烯烃树脂：12-22份；超微细无机粉体：90-100份；界面改性剂：5-10份；无机粉体分散剂：3-8份；加工润滑剂：3-5份；优选的，组成超微细无机粉体母料的聚烯烃树脂为熔指在5~10的低密度聚乙烯树脂（LDPE）、熔指在16~20的线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）、按重量比计LDPE树脂和LLDPE树脂1：1混合所得中的任意一种；超微细无机粉体为粒径大小在2μm~5μm之间的碳酸钙粉、硫酸钡粉、滑石粉、按重量比计碳酸钙和硫酸钡1︰1混合所得、按重量比计碳酸钙和滑石粉1︰1混合所得中的至少一种；界面改性剂为马来酸酐接枝乙烯/α烯烃共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）中的至少一种；无机粉体分散剂为按重量比计异丙醇铝和硬脂酸1：1混合所得、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、异丁基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸中的至少一种；加工润滑剂为低分子量聚乙烯、石蜡、白油中的至少一种。具体的，上述A层和B层原料中的加工流变母料为按份数比包括以下组分，并由以下组分混合均匀后经过双螺杆挤出机混炼后挤出造粒得到：聚烯烃树脂：80-90份；加工流变剂：8-12份；分散剂：5-8份；防老剂：0.5-1份优选的，组成加工流变母料的聚烯烃树脂为熔指在2~2.5的低密度聚乙烯树脂（LDPE）、熔指在1.5~4的线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）、按重量比计LDPE树脂和LLDPE树脂1：0.5混合所得中的任意一种；加工流变剂为分子量在1万~3万的有机硅树脂、含氟聚合物、二甲基硅油、低分子聚酰胺树脂中的至少一种；分散剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、十二烷基胺聚氧乙烯醚、杜邦EntiraSD100添加剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸单酐酯中的至少一种；防老剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚中的至少一种。具体的，一种高透气率复合透气膜选用的聚烯烃树脂为熔指在1.0-2.0之间的低密度聚乙烯树脂（LDPE）、熔指在1.8-4.5之间的线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）、熔指小于2的高密度聚乙烯（HDPE）中的至少一种。具体的，一种高透气率复合透气膜选用的共聚烯烃树脂为VA含量在8%-20%且熔指在1~6之间的乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）树脂。本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种高透气率复合透气膜的加工工艺方法。一种高透气率复合透气膜的工艺流程为“原料→干燥投料→三层挤出→吹胀冷却→折叠牵引→冷拉伸→退火及表面处理→成品”，具体工艺参数如下：a、将上述A层或B层原料在塑料混合机中充分干燥和混合均匀，干燥温度在70℃-80℃，干燥时间至少30min；b、A层和B层原料通过三层共挤吹膜设备在加工温度145℃-165℃，吹胀比2.5~2.8，牵引比5.8~6.2下吹出厚度为80μm-150μm的膜胚；c、加热膜胚到65℃-85℃，再通过单向或双向冷拉伸，控制冷拉伸比为1.8-4.5，将冷拉伸得到的薄膜在65℃~85℃下恒温3~5min退火处理，并用电晕进行表面亲水抗静电处理，收卷后包装即得高透气率复合透气膜。本发明所要解决的第三个技术问题是由上述高透气率复合透气膜原料和加工工艺制备得到的高透气率复合透气膜。具体的，上述高透气率复合透气膜为“A|B|A”的三层复合结构，厚度为15μm~45μm，水气透过率为12000g/㎡•24h~15000g/㎡•24h，空气透气率为3500cm3/(cm2·KPa·24h)~5500cm3/(cm2·KPa·24h)，80℃热收缩率≤3%，25℃耐水静压为30mmHg~38mmHg，拉伸强度为9.5MPa~12MPa，透气微孔平均数量为1010个/m2~1012个/m2，透气微孔孔径为0.01μm~15μm。与现有技术相比，本发明高透气率复合透气膜的透气性高、安全卫生，长时间接触人体不会刺激皮肤，拉伸强度高、耐穿刺，在日常生活、医疗、特种工业防护、农业生产、工业包装领域具有更舒适的实际使用效果。具体实施方式以下结合具体实施例来对本发明作进一步阐述。实施例1①按照如下配方组分按比例投入110L密炼机中混炼24min后，再经长径比24:1的Φ210/Φ190单螺杆挤出，经磨面热切造粒，空气冷却后得到超微细无机粉体母料：LDPE1F7B树脂：15份；D97=4.6μm的超微细碳酸钙粉体：95份；能之光E625改性剂：6份；KH550分散剂：5份；燕山石化LP1000：4份；密炼温度1区温度2区温度3区温度4区温度机头温度主机转速切粒转速148℃135℃145℃150℃155℃150℃258r/min125r/min②按照如下配方组分投入200L高速搅拌机中搅拌5min后，再经长径比44:1的Φ72同向双螺杆挤出机挤出，拉条经水冷却后切粒，再经沸腾床80℃干燥5min得到加工流变母料：燕山石化LD362树脂：90份；EVONIKTegopren5885：8份；单硬脂酸甘油酯：5份；抗氧剂1010：0.5份1区温度2区温度3区温度4区温度5区温度6区温度7区温度8区温度9区温度10区温度机头温度主机转速145℃165℃170℃175℃175℃170℃165℃165℃160℃160℃165℃230r/min③按照如下配方组分投入SZG-350双锥回转真空干燥机中干燥混合30min，调节真空度为0.02MPa，得到高透气复合透气膜的外层（A层）原料：超微细无机粉体母料：60份；加工流变母料：6份；LDPELD100AC树脂：55份；EVAYG1001树脂：2份；④按照如下配方组分投入SZG-350双锥回转真空干燥机中干燥混合30min，调节真空度为0.02MPa，得到高透气复合透气膜的内芯层（B层）原料：超微细无机粉体母料：80份；加工流变母料：0.5份；LDPE2426H树脂：15份；EVA18J3树脂：35份。⑤将外层（A层）原料和内芯层（B层）原料分别用真空吸料机吸入三层共挤挤出机组的A、B挤出机的料斗中，进行三层共挤吹膜得到厚度为60μm的膜胚；外层挤出机（A挤出机）参数如下：长径比直径1区温度2区温度3区温度4区温度熔体泵温度机颈温度主机转速30：1Φ90145℃150℃155℃155℃160℃155℃35r/min内芯层挤出机（B挤出机）参数如下：长径比直径1区温度2区温度3区温度4区温度5区温度熔体泵温度机颈温度主机转速36：1Φ65135℃155℃160℃160℃160℃160℃160℃22r/min吹膜参数如下：模芯直径1段温度2段温度3段温度吹胀比牵引比膜胚厚度冷却风量Φ600165℃160℃150℃2.655.960μm62%⑥将膜胚通过牵引辊引入红外加热拉伸区，拉伸取向，制得具有微孔的薄膜，再加热退火处理，包装得到高透气率复合透气膜：拉伸温度拉伸比退火温度退火时间72℃1.980℃5min本实施例所得高透气率复合透气膜性能如下：结构为“A|B|A”的三层复合结构，厚度为35μm，水气透过率为12300g/㎡•24h，空气透气率为3700cm3/(cm2·KPa·24h)，热收缩率1.2%，25℃耐水静压为35mmHg，拉伸强度为10.8MPa，显微镜测量透气微孔平均数量为2.7×1011个/m2，显微镜测量透气微孔最大孔径为8.6μm。实施例2①按照如下配方组分按比例投入90L密炼机中混炼23min后，再经长径比26:1的Φ160/Φ145单螺杆挤出，经磨面热切造粒，空气冷却后得到超微细无机粉体母料：LLDPE7144树脂：16份；D97=2.5μm的滑石粉：92份；能之光N408改性剂：8份；异丙醇铝和硬脂酸1：1混合：5份；75#石蜡：3份；密炼温度1区温度2区温度3区温度4区温度机头温度主机转速切粒转速142℃130℃135℃135℃135℃140℃230r/min110r/min②按照如下配方组分投入200L高速搅拌机中搅拌5min后，再经长径比40:1的Φ65同向双螺杆挤出机挤出，拉条经水冷却后切粒，再经沸腾床80℃干燥5min得到加工流变母料：7042树脂：85份；Lanpoly2800：10份；EntiraSD100：8份；抗氧剂1024：0.6份1区温度2区温度3区温度4区温度5区温度6区温度7区温度8区温度9区温度10区温度机头温度主机转速145℃165℃170℃180℃175℃170℃170℃165℃165℃160℃165℃200r/min③按照如下配方组分投入SZG-350双锥回转真空干燥机中干燥混合30min，调节真空度为0.02MPa，得到高透气复合透气膜的外层（A层）原料：超微细无机粉体母料：70份；加工流变母料：5份；7001树脂：60份；EVA18J3树脂：2份；④按照如下配方组分投入SZG-350双锥回转真空干燥机中干燥混合30min，调节真空度为0.02MPa，得到高透气复合透气膜的内芯层（B层）原料：超微细无机粉体母料：90份；加工流变母料：0.5份；7042树脂：15份；EVA2520树脂：42份。⑤将外层（A层）原料和内芯层（B层）原料分别用真空吸料机吸入双机挤出三层共挤挤出机组的A、B挤出机的料斗中，进行三层共挤吹膜得到厚度为80μm的膜胚；外层挤出机（A挤出机）参数如下：长径比直径1区温度2区温度3区温度4区温度熔体泵温度机颈温度主机转速30：1Φ90150℃155℃155℃160℃160℃155℃45r/min内芯层挤出机（B挤出机）参数如下：长径比直径1区温度2区温度3区温度4区温度5区温度熔体泵温度机颈温度主机转速36：1Φ65135℃155℃160℃160℃160℃160℃160℃28r/min吹膜参数如下：模芯直径1段温度2段温度3段温度吹胀比牵引比膜胚厚度冷却风量Φ600165℃160℃155℃2.556.080μm85%⑥将膜胚通过牵引辊引入红外加热拉伸区，拉伸取向，制得具有微孔的薄膜，再加热退火处理，包装得到高透气率复合透气膜：拉伸温度拉伸比退火温度退火时间75℃2.882℃5min本实施例所得高透气率复合透气膜性能如下：结构为“A|B|A”的三层复合结构，厚度为30μm，水气透过率为14700g/㎡•24h，空气透气率为3900cm3/(cm2·KPa·24h)，热收缩率1.5%，25℃耐水静压为30mmHg，拉伸强度为11.2MPa，显微镜测量透气微孔平均数量为7.2×1010个/m2，显微镜测量透气微孔最大孔径为11.8μm。上述实施例中所用的三层共挤设备为德国W@HVAREXⅡ3型机组上减少合并一台外层挤出机，增加内层挤出机长径比为36:1后得到；但是实际制备时，并不局限于该型号、该类型的设备，其他类似结构的三层共挤吹膜设备和三层共挤流延设备同样适用于本发明。现将实施例1和实施例2制备得到的高透气率复合透气膜和现有的透气膜进行透气性能的比较，见下表1：表1从上表1可以看出，本发明复合透气膜在透气率、针孔缺陷、拉伸强度、光泽度、抗液体静压、热收缩率等几个方面都明显优于现有的透气膜。所以，本发明方法制备的高透气率复合透气膜，在日常生活、医疗、特种工业防护、农业生产、工业包装领域具有更舒适的使用效果。当前第1页1 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