本发明涉及一种塑料防水膜的工业化生产方法。
背景技术：
随着经济的发展以及产业结构的调整，各行业对塑料薄膜的市场需求不断上升。用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜，用于包装以及用作覆膜层。塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大，特别是复合塑料软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，给人们生活带来了极大的便利。
近年来，各领域普遍使用防水透气膜，主要采用纳米级碳酸钙为原料，存在防水性能差、不耐酸性气体和液体等缺陷。
技术实现要素：
本发明设计开发了一种塑料防水膜的工业化生产方法，所制得的塑料防水膜的防水透气性能优异。
本发明提供的技术方案为：
一种塑料防水膜的工业化生产方法，包括以下步骤：
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯90～95份、填料70～74份和辅料6～7份进行混合，挤出造粒，温度设定为300～370℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90～100kg/h，之后将速度降低至50～70kg/h，再之后将速度恢复至90～100kg/h，再降低至50～70kg/h，最后再恢复至90～100kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380～400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，填料为膨润土，辅料为由高分子蜡、活性炭颗粒和碳纳米纤维管组成。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，所述步骤(1)中，温度设定为370℃。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，所述步骤(2)中，温度设定为380℃。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4。
本发明所述的塑料防水膜的工业化生产方法所制得的塑料防水膜的透气性比原有工艺提高了61％。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种塑料防水膜的工业化生产方法，包括以下步骤：
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯90～95份、填料70～74份和辅料6～7份进行混合，挤出造粒，温度设定为300～370℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90～100kg/h，之后将速度降低至50～70kg/h，再之后将速度恢复至90～100kg/h，再降低至50～70kg/h，最后再恢复至90～100kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380～400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到塑料膜，塑料膜的厚度为23S；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸，通常在双向或单向拉伸机上进行8倍的拉伸。
本发明中，在造粒阶段加入纳米级的活性炭颗粒，从而使拉伸的塑料防水膜能够保持良好的防水性，透气性良好。并且长度仅为60～80nm的碳纳米纤维管和活性炭颗粒进一步改善了塑料防水膜的微观结构，塑料防水膜的微观结构上形成孔状结构，从而保持良好的透气性，但这种纳米级别的孔并不会影响塑料防水膜的防水性。
本发明为了使辅料中的活性炭颗粒、碳纳米纤维管与其他成分均匀混合，在造粒过程中采用阶梯形的造粒速度，造粒速度反复变化更有利于各种成分的混合，进而使最终制得的塑料防水膜的性质均一稳定。而且先造出粒径较大的初级粒子，之后再对初级粒子造粒，得到粒径更小的塑料粒子，也有助于提高各组分之间混合的均匀性，保证最终的塑料防水膜的性质均一。
当采用一次性流延成膜时，塑料膜在形成过程中，容易导致活性炭颗粒与碳纳米纤维管的分布不均，或者塑料膜的各向异性。但是通过几次流延加工，使膜逐渐达到所须厚度，则可更精确地控制最终塑料膜的厚度均匀性，保证其具有良好的拉伸强度。本发明最终得到的塑料防水膜的可以将拉伸强度提高至0.6N/mm。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，填料为膨润土，辅料为由高分子蜡、活性炭颗粒和碳纳米纤维管组成。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，所述步骤(1)中，温度设定为370℃。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，所述步骤(2)中，温度设定为380℃。
优选的是，所述的塑料防水膜的工业化生产方法中，辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1400g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例一
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯90份、填料70份和辅料6份进行混合，挤出造粒，温度设定为300℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90kg/h，之后将速度降低至50kg/h，再之后将速度恢复至90kg/h，再降低至50kg/h，最后再恢复至90kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1438g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例二
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料74份和辅料7份进行混合，挤出造粒，温度设定为370℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为100kg/h，之后将速度降低至70kg/h，再之后将速度恢复至100kg/h，再降低至70kg/h，最后再恢复至100kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1439g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例三
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料74份和辅料7份进行混合，挤出造粒，温度设定为360℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为94kg/h，之后将速度降低至70kg/h，再之后将速度恢复至100kg/h，再降低至50kg/h，最后再恢复至100kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1438g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例四
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料70份和辅料6份进行混合，挤出造粒，温度设定为355℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90kg/h，之后将速度降低至70kg/h，再之后将速度恢复至90kg/h，再降低至50kg/h，最后再恢复至100kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1439g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例五
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料74份和辅料7份进行混合，挤出造粒，温度设定为300℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含粒径为20～40nm的活性炭颗粒和长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为95kg/h，之后将速度降低至56kg/h，再之后将速度恢复至96kg/h，再降低至54kg/h，最后再恢复至98kg/h；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为3808℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1438g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例六
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料74份和辅料7份进行混合，挤出造粒，温度设定为370℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为100kg/h，之后将速度降低至70kg/h，再之后将速度恢复至100kg/h，再降低至70kg/h，最后再恢复至100kg/h；辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1443g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例七
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料70份和辅料6份进行混合，挤出造粒，温度设定为300℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90kg/h，之后将速度降低至50kg/h，再之后将速度恢复至100kg/h，再降低至70kg/h，最后再恢复至100kg/h；辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1446g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例八
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯93份、填料73份和辅料6份进行混合，挤出造粒，温度设定为300℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为90kg/h，之后将速度降低至70kg/h，再之后将速度恢复至90kg/h，再降低至50kg/h，最后再恢复至100kg/h；辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1445g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例九
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯95份、填料74份和辅料7份进行混合，挤出造粒，温度设定为355℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为95kg/h，之后将速度降低至56kg/h，再之后将速度恢复至97kg/h，再降低至57kg/h，最后再恢复至90kg/h；辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为400℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1449g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
实施例十
步骤(1)将按重量份数计的聚乙烯94份、填料74份和辅料6份进行混合，挤出造粒，温度设定为370℃，得到塑料粒子，其中，辅料包含长度为60～80nm的碳纳米纤维管；造粒过程分为两个阶段，第一个阶段制得粒径为0.8～1cm的初级粒子，再对初级粒子进行第二个阶段的造粒，得到的塑料粒子的粒径为0.2～0.4mm，且在第二个阶段的造粒过程中，先将速度设定为100kg/h，之后将速度降低至68kg/h，再之后将速度恢复至98kg/h，再降低至65kg/h，最后再恢复至96kg/h；辅料包含粒径为30～40nm的活性炭颗粒，且辅料中活性炭颗粒、碳纳米纤维管和高分子蜡的质量比为1:1:4；
步骤(2)将塑料粒子进行挤出流延，温度设定为380℃，先得到厚度为40S的第一级膜，之后对第一级膜再进行第二次挤出流延，得到厚度为30S的第二级膜，再对第二级膜进行第三次挤出流延，得到厚度为23S的塑料膜；
步骤(3)对塑料膜进行拉伸。
本发明的塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1444g/m2d，耐水压达到3200mmH2O以上。
对比例
采用现有工艺制备塑料防水膜，塑料防水膜的透湿性能(23℃，RH85％)达到1201g/m2d。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。