超高性能塑料薄膜及其制备方法和复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及超高性能塑料薄膜及其制备方法，所述薄膜为一层或多层结构，以重量百分含量计，所述薄膜中至少有任意一层结构采用如下配方：茂金属线性低密度聚乙烯0~100%、线性低密度聚乙烯0~100%、低密度聚乙烯0~80%、超低密度聚乙烯0~60%、高密度聚乙烯0~60%、添加剂0~30%。本发明还涉及由本发明的超高性能塑料薄膜与纤维材料复合制得的复合材料，该复合材料用于手术台布时具有现有手术台布数倍的性能，如拉伸强度、抗冲击强度和抗撕裂性能等。
【专利说明】超高性能塑料薄膜及其制备方法和复合材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及超高性能塑料薄膜及其制备方法，以及由该薄膜与纤维材料复合制得的复合材料。
【背景技术】
[0002]高分子材料，或称塑料或树脂，由于其优异的可塑性，可以根据用途被加工成各种产品，其中聚乙烯由于原材料易于获取，容易加工，价格低廉且无味无毒而得到广泛的应用。聚乙烯同时也是应用在如注塑件、挤出管材和吹塑制件，以及用流延和吹膜工艺制得的薄膜等领域主要的材料之一。 [0003]用聚乙烯制得的薄膜也被广泛应用于医用产品中，如手术台布、手术衣、病理标本袋、隔离材料、集液袋、梅氏套、指手套、医疗设备罩和手术铺巾等，其中手术台布是主要的产品之一。这些薄膜产品需要具有一定的强度以达到防止交叉感染的功能，随着医疗技术的发展以及各种新型传染病毒的出现(特别是禽流感、SARS和口蹄疫等高传染性疾病)，对产品的防止交叉感染的功能需求越来越高，而目前市面上现有的医用薄膜特别是手术台布的性能已无法满足新的需求，因此，亟待开发出一种新的具有更高性能的薄膜，确保在使用中不被破坏以降低交叉感染的可能性，例如在高强度的拉伸下不断裂，在高冲击力下不穿破和在强力撕扯下不裂开等。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供超高性能塑料薄膜及其制备方法。
[0005]本发明同时还提供复合材料及其制备方法。
[0006]为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]本发明的复合材料，是由超高性能塑料薄膜通过复合工艺与各种天然或非天然的纤维材料复合而制得。
[0008]所述天然纤维材料可以是纸类、棉布类或其他天然纤维；所述非天然纤维材料可以是各种类型的无纺布类，所述无纺布类可以为丙纶、涤纶或其他合成纤维。依据最终产品的用途及功能需求，纤维材料可具有不同的特性，如吸水性、疏水性、抗静电性能、防滑性能或耐磨性等。所述复合材料可用作手术台布或其他需要高强度材料的领域，用作手术台布的与薄膜复合的无纺布类、纸类或纺织品类等材料须具有亲水性，而其他用途的复合材料则可以具有亲水性或疏水性。
[0009]所述复合工艺可以是所述薄膜生产时在线直接热贴合，也可以是所述薄膜成型后通过胶水贴合，所述通过胶水贴合可以是机器上胶或喷胶，所述胶水可以是热熔胶、水溶胶、反应型胶水或其他粘合材料。
[0010]所述薄膜为一层或多层结构，以重量百分含量计，所述薄膜中至少有任意一层结构采用如下配方:茂金属线性低密度聚乙烯O~100%、线性低密度聚乙烯O~100%、低密度聚乙烯O~80%、超低密度聚乙烯O~60%、高密度聚乙烯O~60%、添加剂O~30%，其中，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min。上述熔融指数的测量均根据ASTM D1238的标准方法测试(190°C、2.16KG)。而本发明的超高性能塑料薄膜为多层结构时，其可以由低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃衍生物中的一种或几种的组合及添加剂混合制得。
[0011]优选地，以重量百分含量计，所述薄膜中至少有任意一层结构采用如下配方:茂金属线性低密度聚乙烯50~95%、线性低密度聚乙烯O~50%、低密度聚乙烯O~25%、超低密度聚乙烯O~25%、高密度聚乙烯O~25%、添加剂0.5~20%。
[0012]所述添加剂为色母粒、抗静电剂、抗氧剂、爽滑剂、开口剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂和填充剂中的一种或几种的组合。
[0013]优选地，所述薄膜为N层结构时，所述N层结构中有任意M层结构采用本发明的上述配方，其中，2≤M≤N，2≤N，M、N均为整数。
[0014]进一步优选地，所述薄膜为N层结构时，所述N层结构均采用本发明的上述配方。
[0015]针对不同的用途，本发明所述薄膜的多层结构中其任意层可以采用相应的配方以达到特殊的功能，如，其任意层可以采用提高柔软度的材料的配方以提高柔软度；或任意层可以采用提高薄膜与其他物质表面的贴合强度的材料的配方以达到贴合效果，但这些多层结构的薄膜都基于至少任意一层采用本发明的上述配方。
[0016]本发明所述薄膜为光面薄膜，或所述薄膜为表面具有花纹形状的薄膜。所述薄膜的厚度为0.005mm~1.000mm。
[0017]一种上述薄膜的制备方法，所述制备方法为:按配方，将制备所述薄膜的原料混合后，送入挤出机通过T型模头流延出，然后经冷却，牵引，收卷。
[0018]另一种上述薄膜的制备方法，所述制备方法为:按配方，将制备所述薄膜的原料混合后，送入挤出机通过环形模头流出，冷却后成为筒状薄膜，所述筒状薄膜由人形夹板和牵引辊牵引后，经过单剖或双剖或不剖处理，最后由收卷装置收卷。
[0019]由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0020]本发明的薄膜具有较高的拉伸强度、抗冲击强度和抗撕裂强度性能，拉伸强度可达国家吹塑包装用薄膜标准GB/T4456-2008的3倍以上，落镖冲击可达国家吹塑包装用薄膜标准GB/T4456-2008的8倍以上。
[0021]本发明的薄膜应用于手术台布时，具有现有手术台布数倍的拉伸强度、抗冲击强度和抗撕裂强度，拉伸强度是现有手术台布的2倍以上，落镖冲击是现有手术台布的4倍以上，抗撕裂强度是现有手术台布的I倍以上。
[0022]本发明的薄膜的性能大幅超越了市面上现有薄膜的性能，除应用于手术台布外，也可用于工业和民用包装薄膜、医用薄膜和其他所有需要高强度的塑料薄膜领域。
[0023]本发明的薄膜具有超高的性能，在无需超高性能的薄膜应用上，可以在大幅减少材料用量的同时保持性能不变，具有极高的经济效益。
[0024]本发明的薄膜，可以与天然或非天然的纤维材料通过各种复合工艺制得各种复合材料，同样具有现有同类复合产品数倍的拉伸强度、抗冲击强度和抗撕裂强度。
[0025]说明书附图
[0026]图1为本发明薄膜采用的流延工艺示意图；
[0027]图2为本发明薄膜采用的吹膜工艺示意图；
[0028]图3为本发明复合材料采用的流延淋膜热贴合工艺示意图；
[0029]图4为本发明复合材料采用的胶贴合工艺示意图；
[0030]图5为本发明复合材料的示意图。
【具体实施方式】
[0031]本发明的超高性能塑料薄膜401，其为一层或多层结构，以重量百分含量计，薄膜401中至少有任意一层结构采用如下配方:茂金属线性低密度聚乙烯O~100%、线性低密度聚乙烯O~100%、低密度聚乙烯O~80%、超低密度聚乙烯O~60%、高密度聚乙烯O~60%、添加剂O~30%，其中，茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min，低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min，超低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，高密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min。
[0032]本发明涉及制备薄膜的两种方法，一种为流延工艺，另一种为吹膜工艺。
[0033]本发明涉及的薄膜采用的流延工艺(如图1所示)，其具体步骤为:`[0034]( I)将按照薄膜配方配好的原料吸入混合机101中，进行搅拌混合；
[0035](2)混合后的粒子原料吸入挤出机进料斗201 ；
[0036](3)原料经进料斗201后进入挤出机202内部，挤出机202对原料进行熔融塑化，挤出机各段温度设定为:挤出机一段温度:140~180°C ;挤出机二段温度:190~230°C ；挤出机三段温度:225~265°C ;挤出机四段温度:250~290°C ;挤出机五段温度:250~290°C，接头换网处温度为250~290°C ；
[0037](4)熔融的物料由挤出机202进入T型模头203，T型模头203共13个区，各区温度设定均为250~290°C ；
[0038](5)由T型模头203出来的物料在重力的作用下流到压花冷却辊301上，物料经压花和冷却之后成为薄膜401，薄膜401经牵引辊302牵引和拉伸；
[0039](6)薄膜401由收卷装置303收卷，薄膜401的收卷速度依产品规格而定，优选为50 ~150m/mino
[0040]本发明涉及的薄膜采用的吹膜工艺(如图2所示)，其具体步骤为:
[0041](I)将按照薄膜配方配好的原料吸入混合机101中，进行搅拌混合；
[0042](2)混合后的粒子原料吸入挤出机进料斗201 ；
[0043](3)原料经进料斗201后进入挤出机202内部，挤出机202对原料进行熔融塑化，挤出机各段温度设定为:挤出机一段温度:140~180°C;挤出机二段温度:160~200°C;挤出机三段温度:170~210°C ；
[0044](4)熔融的物料由挤出机202进入环型模头204，环型模头温度设定为170~210。。；
[0045](5)物料由环型模头挤出成为筒状薄膜401，筒状薄膜401经由压花冷却辊301压花和冷却，然后由牵引辊302牵引和拉伸；
[0046](6)筒状薄膜401由收卷装置303收卷，同时收卷时可根据需要对筒状薄膜401进行单剖、双剖或者不剖处理，薄膜401的收卷速度依产品规格而定，优选为20~150m/min。
[0047]本发明的复合材料由上述薄膜通过复合工艺与天然或非天然的纤维材料复合而制得。所述复合工艺为薄膜生产时在线直接热贴合或薄膜成型后通过胶水贴合。如图5所示，复合材料601包括薄膜401和贴合在薄膜401上的纤维材料501，薄膜401为两层结构。
[0048]本发明涉及的复合材料采用的流延淋膜热贴合工艺(如图3所示)，其具体步骤为:
[0049]( I)将按照薄膜配方配好的原料吸入混合机101中，进行搅拌混合；
[0050](2)混合后的粒子原料吸入挤出机进料斗201 ；
[0051](3)原料经进料斗201后进入挤出机202内部，挤出机对原料进行熔融塑化；
[0052](4)熔融的原料由挤出机202进入T型模头203 ；
[0053](5)由T型模头203出来的原料在重力的作用下流到压花冷却辊301上，无纺布纤维材料501从熔融的薄膜401的一侧被牵引至与熔融的薄膜401在压力下实现贴合后成为复合材料601，复合材料601经压花和冷却之后经牵引辊302牵引和拉伸；
[0054](6)复合材料601被牵引至收卷装置303收卷。
[0055]本发明涉及的复合材料采用线上胶贴合的工艺(如图4所示)，其具体步骤为:
[0056](I)将已经制得的薄膜401牵引至热熔胶机的喷枪701下方的辊上，由喷枪701将热熔胶喷到薄膜401上；
[0057](2)纤维材料501由喷枪701的另一侧被牵引至喷枪701下方的辊上，并与已经喷完胶的薄膜401复合成为复合材料601 ；
[0058](3)复合材料601被牵引至收卷装置进行收卷。
[0059]下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的超高性能塑料薄膜。
[0060]实施例1
[0061]本实施例中的超高性能塑料薄膜为单层结构,制备时选取单层挤出流延工艺,制备的薄膜厚度为0.097mm。
[0062]薄膜的配方重量组成如下:9.52%的超低密度聚乙烯、85.72%的茂金属线性低密度聚乙烯、3.33%的色母，1.43%的其他添加剂。
[0063]由上述配方制得的塑料薄膜，其性能与市面上现有手术台布性能对比如下:
[0064]
【权利要求】
1.超高性能塑料薄膜，所述薄膜为一层或多层结构，其特征在于，以重量百分含量计，所述薄膜中至少有任意一层结构采用如下配方:茂金属线性低密度聚乙烯0-ιοο%、线性低密度聚乙烯0~100%、低密度聚乙烯0~80%、超低密度聚乙烯0~60%、高密度聚乙烯0~60%、添加剂0-30%，其中，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5lg/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指数范围为0.5~8g/10min。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，以重量百分含量计，所述薄膜中至少有任意一层结构采用如下配方:茂金属线性低密度聚乙烯50、5%、线性低密度聚乙烯0-50%、低密度聚乙烯0~25%、超低密度聚乙烯0~25%、高密度聚乙烯0~25%、添加剂0.5~20%。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜的厚度为0.005mnTl.000mm。
4.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜为光面薄膜，或所述薄膜为表面具有花纹形状的薄膜。
5.如权利要求1~4中任一项权利要求所述薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法为:按配方，将制备所述薄膜的原料混合后，送入挤出机通过T型模头流延出，然后经冷却，牵引，收卷。
6.如权利要求1~4中任一项权利要求所述薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法为:按配方，将制备所述薄膜的原料混合后，送入挤出机通过环形模头流出，冷却后成为筒状薄膜，所述筒状薄膜由人形夹板和牵引辊牵引后，经过单剖或双剖或不剖处理，最后由收卷装置收卷。
7.一种复合材料,其特征在于,所述复合材料为权利要求1~4中任一项权利要求所述薄膜通过复合工艺与天然或非天然的纤维材料复合而制得。`
8.根据权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述天然纤维材料为纸类或棉类。
9.根据权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述非天然纤维材料为无纺布类。
10.根据权利要求7所述复合材料，其特征在于，所述复合工艺为所述薄膜生产时在线直接热贴合或所述薄膜成型后通过胶水贴合。
【文档编号】B32B27/12GK103724791SQ201410001402
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】苏昭铭, 傅炳荣, 王欢, 安淑英, 李耿裕 申请人:苏州艾兴无纺布制品有限公司