本发明涉及薄膜材料制备,具体是一种高韧性抗拉聚烯烃膜及其制备工艺。
背景技术:
1、聚烯烃是由乙烯、丙烯等有机材料单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂,由于其原料丰富,价格低廉,容易加工成型,综合性能优良等特点,可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等产品,尤其是在包装行业中的需求量十分巨大。由聚烯烃材料制备而成的聚烯烃膜包装袋具有很大的市场前景,由于具有良好的可塑性和柔韧性,可以根据不同的需要折叠和安置;由于良好的防潮性和气密性,可以保护包装物品不受潮和氧化;由于重量轻,易于携带,对于小型物品的包装比较方便;另外聚烯烃膜包装袋表面平整,易于印刷图案和文字,外观美观,可以增加包装物品的审美价值。虽然聚烯烃膜包装袋具有诸多的优点,但是由于强度低、可承受压力小、韧性、抗冲击能力差和疏水性强等问题也限制了其发展。
2、为了克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种高韧性抗拉聚烯烃膜及其制备工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高韧性抗拉聚烯烃膜及其制备工艺,以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,包括以下步骤:
4、步骤一:将聚烯烃、聚酯型热塑性弹性体、复合稳定剂和相容剂混合,充分搅拌,制备得到聚烯烃混合料;
5、步骤二:将聚烯烃混合料进行挤出吹塑,制备得到聚烯烃薄膜;
6、步骤三:将聚烯烃薄膜进行打磨,再清洗、烘干;后将聚烯烃薄膜浸泡在混合液体中;然后在氯气和紫外灯环境下,聚烯烃薄膜发生氯化原位接枝反应;反应结束后用丙酮清洗产物并烘干,制备得到预处理膜;
7、步骤四:将改性剂加入溶剂环己烷中充分搅拌得到混合液,再将预处理膜浸入混合液中进行反应,反应结束后经清洗、干燥制备得到成品。
8、较为优化地,步骤一中,充分搅拌时,转速为2000-2500r/min,时间为20-40min。
9、较为优化地,步骤一中,聚烯烃混合料各组分含量为:以质量份数计,80-90份聚烯烃、10-20份聚酯型热塑性弹性体、0.5-1.5份复合稳定剂、5-8份相容剂。
10、较为优化地,步骤一中,所述聚烯烃为聚乙烯和聚丙烯的混合物,质量比为1:1.5-2.5,复合稳定剂为十二烷基羟基苯氧基甲基酮与三苯基磷酸酯按质量比为1:1组成的混合物;所述相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
11、较为优化地,步骤二中,挤出吹塑的工艺参数为:挤出温度:165-175℃,挤出速度:30-150m/min,吹气压力:0.3-0.6mpa。
12、较为优化地,步骤三中,混合液体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸,其质量比为:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸缩水甘油酯:丙烯酸-2-羟乙基酯:丙烯酸=2:3-5:2:1。
13、较为优化地,步骤三中,清洗时,先用去离子水清洗3-7min,再用乙醇洗涤4-8min;烘干温度为60-80℃;浸泡时间为100-200min;氯气流量为3-6mmol/min,反应温度为85-95℃,反应时间为3.5-4.5h。
14、较为优化地,步骤四中,改性剂为聚乙二醇、聚谷氨酸和聚丙氨酸的混合物,其质量比为:聚乙二醇:聚谷氨酸:聚丙氨酸=0.5-1.5:2:2。
15、较为优化地,步骤四中,反应条件:反应温度为20-26℃,反应时间为20-26h;清洗条件:清洗温度为50-70℃,清洗时间为20-26h;干燥条件:干燥温度为20-26℃,干燥时间为24-48h。
16、本发明的有益效果:
17、本发明通过将聚烯烃、聚酯型热塑性弹性体、复合稳定剂和相容剂混合并加工成型制备得到聚烯烃薄膜,然后在聚烯烃薄膜表面进行表面接枝聚合来提升聚烯烃薄膜的韧性和强度,并通过改性剂对聚烯烃薄膜表面改性,提升薄膜的亲水性,增强薄膜的抗生物污染能力。
18、本发明的特点在于所述聚烯烃为聚乙烯和聚丙烯的混合物,质量比为1:1.5-2.5,在该配比下将两种聚合物共混,制备得到的聚烯烃薄膜具有良好的韧性和强度。步骤三中,在聚烯烃薄膜接枝单体发生氯化原位接枝反应,本发明控制氯气流量为3-6mmol/min来发生接枝聚合聚合反应,在该范围内发生接枝聚合反应能保证接枝率达到最优。另外混合液反应单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸,其质量比为:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸缩水甘油酯:丙烯酸-2-羟乙基酯:丙烯酸=2:3-5:2:1;将几种均含有双键的单体进行物理共混,然后接枝聚合至聚烯烃薄膜表面,在该范围内发生接枝聚合反应能保证接枝率达到最优,并且获得较为复杂的聚合支链结构从而提升聚烯烃薄膜的韧性。
19、由于聚烯烃均是线性结构的高分子材料,所有单体按照相同的排列顺序,柔韧性较差;所以本发明通过在聚烯烃薄膜表面发生接枝聚合反应,使得较多更为复杂的支链结构接枝到薄膜表面,由于支链的存在,使得相对分子链会变得松散,分子间空间隙变大,相互之间的束缚力变弱,从而显著提升聚烯烃薄膜的韧性。此外,本发明利用聚烯烃的溶胀性质,通过溶剂环己烷使得聚烯烃发生适度溶胀行为,然后加入改性剂聚乙二醇、聚谷氨酸和聚丙氨酸的混合物对聚烯烃薄膜改性,提升聚烯烃薄膜表面的亲水性,有效改善了聚烯烃膜的低表面能和疏水性,提升聚烯烃材料的使用率。
1.一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤一中,充分搅拌时,转速为2000-2500r/min,时间为20-40min。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤一中,聚烯烃混合料各组分含量为:以质量份数计,80-90份聚烯烃、10-20份聚酯型热塑性弹性体、0.5-1.5份复合稳定剂、5-8份相容剂。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤一中,聚烯烃为聚乙烯和聚丙烯的混合物,质量比为1:1.5-2.5;复合稳定剂为十二烷基羟基苯氧基甲基酮与三苯基磷酸酯按质量比为1:1组成的混合物;相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤二中,挤出吹塑的工艺参数为:挤出温度:165-175℃,挤出速度:30-150m/min,吹气压力:0.3-0.6mpa。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤三中,混合液体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟基乙酯和丙烯酸,其质量比为:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸缩水甘油酯:丙烯酸-2-羟乙基酯:丙烯酸=2:3-5:2:1。
7.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤三中,清洗时,先用去离子水清洗3-7min,再用乙醇洗涤4-8min;烘干温度为60-80℃;浸泡时间为100-200min;氯气流量为3-6mmol/min,反应温度为85-95℃,反应时间为3.5-4.5h。
8.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤四中,改性剂为聚乙二醇、聚谷氨酸和聚丙氨酸的混合物,其质量比为:聚乙二醇:聚谷氨酸:聚丙氨酸=0.5-1.5:2:2。
9.根据权利要求1所述的一种高韧性抗拉聚烯烃膜的制备工艺,其特征在于:步骤四中,反应条件:反应温度为20-26℃,反应时间为20-26h;清洗条件:清洗温度为50-70℃,清洗时间为20-26h;干燥条件:干燥温度为20-26℃,干燥时间为24-48h。
10.一种高韧性抗拉聚烯烃膜,其特征在于,根据权利要求1-9中任一项所述制备方法制备得到。