CN107805329A - 一种薄膜组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄膜组合物及其制备方法。它包括聚烯烃树脂和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂和微粒填充物，所述微粒填充物为石墨烯粉末和纳米银粉末；将聚烯烃和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂、石墨烯粉末和纳米银粉末混合后加入双螺杆挤出机中进行共混改性，造成母粒；母粒加入吹塑机或拉伸流延设备进行制膜；薄膜经拉伸机构拉伸产生微孔，制成透气膜。本发明申请将石墨烯和纳米银作为微粒填充物均匀分散在膜中，代替了传统使用的碳酸钙，增加了透气膜的吸附性能和提高了透气性，并具有良好的抗菌性，在薄膜的生产、储存和销售的过程中可以抑制菌类微生物在薄膜中的滋生，保证产品质量。

Description

一种薄膜组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合材料的制备和应用技术领域，涉及一种石墨烯纳米银复合薄膜及其制备方法。
背景技术
透气广泛应用于医用品、卫生用品中，类产品要求具有良好的抗菌性和透气性，但是传统方法制备的透气膜透气量较低，且不具有抗菌性能。产品在使用过程中很容易滋生细菌，对皮肤对产生刺激作用。
本发明将石墨烯和纳米银混合制得透气膜，可广泛应用于医疗、卫生、建筑等领域，达到抗菌，高透气性的功能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种薄膜组合物，包括聚烯烃树脂和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂和微粒填充物，其特征在于，所述微粒填充物为石墨烯粉末和纳米银粉末。
进一步的，所述聚烯烃树脂为聚乙烯树脂(PE)、聚丙烯树脂(PP)、乙烯和丙烯共聚物、乙烯和丁烯共聚物中的一种或几种。
进一步的，所述分散剂为聚乙二醇型非离子表面活性剂。
本专利申请石墨烯和纳米银作为微粒填充物分布在膜中，代替了传统使用的碳酸钙，增加了透气膜的吸附性能和提高了透气性，并具有良好的抗菌性，在薄膜的生产、储存和销售的过程中可以抑制菌类微生物在薄膜中的滋生，保证产品质量。
为达到上述目的，本发明一种薄膜组合物及其制备方法，所述的方法包括下述步骤：
S1：将聚烯烃和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂、石墨烯粉末和纳米银粉末混合；
S2：混合后加入双螺杆挤出机中进行共混改性，造成母粒；
S3：将制得母粒加入吹塑机或拉伸流延设备进行制膜；
S4：将制得的膜经拉伸结构进行拉伸产生微孔，制成透气膜。
进一步的，所述步骤S1中，包括步骤：
S11：将20-40质量份数石墨烯粉末和5-10质量份数纳米银粉末加入高速混合机，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S12：向S11中得到的混合粉末中添加0.1-0.3质量份数分散剂和0.1-0.5质量份数抗氧剂，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S13：取35-55质量份数聚烯烃和/或聚酯类树脂进行混合，并采用磨粉机进行磨粉，聚乙烯粉末粒径10-30μm；
S14：将步骤S13中制得的粉末加入步骤S12中制得的混合粉末中，调温至80±5℃搅拌15-20min。
进一步的，所述步骤S11中，包括步骤：
S111：取20-40质量份数的石墨烯粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S112：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S113：取5-10重量份的纳米银粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S114：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S115：在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份的速度，将步骤S112中制得的石墨烯分散液加入步骤S114中制得的纳米银散液混合中，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S116：将S115中制得的混合分散液去除无水乙醇，得到石墨烯和纳米银混合饼；
S117：将S116中得到的混合饼置于烘箱中于90～135°条件下烘干0.5-2h，经粉碎制得混合均匀的石墨烯纳米银粉末。
进一步的，所述步骤S4还包括步骤：预热、拉伸、定型、冷却、制品。
本发明中将石墨烯和纳米银混合在石墨烯透气膜原料中，加入石墨烯粉末和纳米银粉末，制成膜后进行拉伸。薄膜经拉伸后会产生无数互通的微孔，其孔径非常微细，约0.01～10微米，只能透过粒径约为0.4nm的水蒸气分子，而对任何雨滴或水滴，因其粒径过大而无法通过。这样人体散发的水蒸气就能有效地通过孔径向外扩散，而水滴则无法向内渗透，从而达到防水透湿的效果。并且本专利申请石墨烯和纳米银作为微粒填充物分布在膜中，代替了传统使用的碳酸钙，增加了透气膜的吸附性能和提高了透气性，并具有良好的抗菌性，在薄膜的生产、储存和销售的过程中可以抑制菌类微生物在薄膜中的滋生，保证产品质量。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种薄膜组合物，包括35-45质量份数聚烯烃树脂和/或聚酯类树脂、0.1-0.3质量份数分散剂、0.1-0.5质量份数抗氧剂和35-60质量份数微粒填充物，所述微粒填充物为20-40质量份数石墨烯粉末和5-10质量份数纳米银粉末。
其中，石墨烯粉末的粒径为0.7-20μm
优选的聚烯烃树脂为聚乙烯树脂(PE)、聚丙烯树脂(PP)、乙烯和丙烯共聚物、乙烯和丁烯共聚物中的一种或几种；最优选的聚烯烃树脂为聚乙烯树脂(PE)。
优选的分散剂为聚乙二醇型非离子表面活性剂。
本实施例石墨烯和纳米银作为微粒填充物分布在膜中，代替了原本使用的碳酸钙，增加了膜透气膜的吸附性和透气性，并有非常好的抗菌性，在薄膜的生产、储存、销售的过程中可不使用防腐剂也不会变质。
实施例2
在实施例1的基础上，一种实施例1中薄膜组合物的制备方法，所述的方法包括下述步骤：
S1：将聚烯烃和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂、石墨烯粉末和纳米银粉末混合；
S2：混合后加入双螺杆挤出机中进行共混改性，造成母粒；
S3：将制得母粒加入吹塑机或拉伸流延设备进行制膜；
S4：将制得的膜经拉伸结构进行拉伸产生微孔，制成透气膜。
所述步骤S1中，包括步骤：
S11：将20-40质量份数石墨烯粉末和5-10质量份数纳米银粉末加入高速混合机，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S12：向S11中得到的混合粉末中添加0.1-0.3质量份数分散剂和0.1-0.5质量份数抗氧剂，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S13：取35-55质量份数聚烯烃和/或聚酯类树脂进行混合，并采用磨粉机进行磨粉，聚乙烯粉末粒径10-30μm；
S14：将步骤S13中制得的粉末加入步骤S12中制得的混合粉末中，调温至80±5℃搅拌15-20min。
加入分散剂的目的是为了对石墨烯/纳米银进行改性：石墨烯、纳米银为无机材料、材料表面具有羟基等亲水基团，呈极性。而聚烯烃/聚酯为非极性，两种材料极性不同，无法实现石墨烯、纳米银的均匀分散，会产生团聚，因此需要先对石墨烯、纳米银进行表面改性，即石墨烯、纳米银和改性剂在特定的温度条件下，在高速混合机内进行高速搅拌。使得改性剂呈熔融状态，在石墨烯粉末和纳米银粉末表面实现包覆，使得改性后的石墨烯和纳米银表明呈极性。
所述步骤S11中，包括步骤：
S111：取20-40质量份数的石墨烯粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S112：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S113：取5-10重量份的纳米银粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S114：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S115：在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份的速度，将步骤S112中制得的石墨烯分散液加入步骤S114中制得的纳米银散液混合中，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S116：将S115中制得的混合分散液去除无水乙醇，得到石墨烯和纳米银混合饼；
S117：将S116中得到的混合饼置于烘箱中于90～135°条件下烘干0.5-2h，经粉碎制得混合均匀的石墨烯纳米银粉末。
其中，所述分散液为PEG或钛酸酯，最优选的分散液为PEG。
所述步骤S4还包括步骤：预热、拉伸、定型、冷却、收卷。
本实施例中将石墨烯和纳米银混合在石墨烯透气膜原料中，加入石墨烯粉末和纳米银粉末，制成膜后进行拉伸。薄膜经拉伸后会产生无数互通的微孔，其孔径非常微细，约0.01～10微米，只能透过粒径约为0.4nm的水蒸气分子，而对任何雨滴或水滴，因其粒径过大而无法通过。这样人体散发的水蒸气就能有效地通过孔径向外扩散，而水滴则无法向内渗透，从而达到防水透湿的效果。并且石墨烯和纳米银分布在膜中，增加了膜透气膜的吸附性和透气性，并有非常好的抗菌性，在薄膜的生产、储存、销售的过程中可不使用防腐剂也不会变质。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种薄膜组合物，包括聚烯烃树脂和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂和微粒填充物，其特征在于，所述微粒填充物为石墨烯粉末和纳米银粉末。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜组合物，其特征在于，所述聚烯烃树脂为聚乙烯树脂(PE)、聚丙烯树脂(PP)、乙烯和丙烯共聚物、乙烯和丁烯共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜组合物，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇型非离子表面活性剂。
4.一种权利要求1所述的薄膜组合物的制备方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：
S1：将聚烯烃和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂、石墨烯粉末和纳米银粉末混合；
S2：混合后加入双螺杆挤出机中进行共混改性，造成母粒；
S3：将制得母粒加入吹塑机或拉伸流延设备进行制膜；
S4：将制得的膜经拉伸结构进行拉伸产生微孔，制成透气膜。
5.根据权利要求4所述的一种薄膜组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，包括步骤：
S11：将20-40质量份数石墨烯粉末和5-10质量份数纳米银粉末加入高速混合机，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S12：向S11中得到的混合粉末中添加0.1-0.3质量份数分散剂和0.1-0.5质量份数抗氧剂，调温至80±5℃搅拌15-20min；
S13：取35-55质量份数聚烯烃和/或聚酯类树脂进行混合，并采用磨粉机进行磨粉，聚乙烯粉末粒径10-30μm；
S14：将步骤S13中制得的粉末加入步骤S12中制得的混合粉末中，调温至80±5℃搅拌15-20min。
6.根据权利要求5所述的一种薄膜组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，包括步骤：
S111：取20-40质量份数的石墨烯粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S112：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S113：取5-10重量份的纳米银粉末，在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份，添加后调温至30℃～50℃，保持下旋搅拌，温度恒温5-10min；
S114：以0.1-1重量份/分钟的速度添加0.1-5重量份的分散液，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S115：在搅拌速度为500-1000转/分钟的搅拌状态下，以5-10重量份/分钟的速度添加无水乙醇90-120重量份的速度，将步骤S112中制得的石墨烯分散液加入步骤S114中制得的纳米银散液混合中，添加后调温至30℃～50℃，恒温保持搅拌10-15min；
S116：将S115中制得的混合分散液去除无水乙醇，得到石墨烯和纳米银混合饼；
S117：将S116中得到的混合饼置于烘箱中于90～135°条件下烘干0.5-2h，经粉碎制得混合均匀的石墨烯纳米银粉末。
7.根据权利要求4所述的一种薄膜组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S4还包括步骤：预热、拉伸、定型、冷却、收卷。
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