CN114106449B

CN114106449B - 一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法

Info

Publication number: CN114106449B
Application number: CN202111585176.4A
Authority: CN
Inventors: 熊翠军; 张艳华; 李德水; 姜欣家; 孙艳美; 马海霞
Original assignee: Zhuzhou Blue Sea Packaging Co ltd
Current assignee: Zhuzhou Blue Sea Packaging Co ltd
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2041-12-22
Also published as: CN114106449A

Abstract

本发明公开了透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，所述方法将沙林树脂和碱性物混合，在高温下溶解于水中，使碱性物质均匀分散在沙林树脂溶液中，然后将沙林树脂溶液涂布流延，干燥成膜，得到透气型水溶性沙林树脂薄膜。本发明通过碱性物质在沙林树脂均匀分散，利用碱性物质在沙林树脂的界面处发生相分离，相分离产生的空隙可以为气体分子的扩散传递提供更多的通道，从而提高沙林树脂的透气性，解决了沙林树脂薄膜在医用防护中透气性差的问题，提高了医护人员穿着防护服的舒适性。

Description

一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法

技术领域

本发明涉及水溶性沙林树脂薄膜技术领域，更具体地，涉及一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法。

背景技术

在卫生防护用品中，为保证医护人员的生命安全，医用防护材料需要具备优良的阻菌性，大多数防护服材料不透气、不透湿，医护人员在长时间穿着该医护服的舒适性不好。在202011194675.6一种医疗防护服用高透气防静电薄膜及其制备方法公开的一种医疗防护服用高透气静电薄膜，所述薄膜由依次层列的电晕层、芯层以及接触层通过三层共挤和单向拉伸制得，该薄膜均由碳酸钙、茂金属线性低密度聚乙烯、茂金属中密度聚乙烯、抗静电剂和含氟加工助剂组成，其利用低密度聚乙烯的延展性和碳酸钙的无延展性，将两者混合后，碳酸钙粉末被聚乙烯包裹，在拉伸过程中产生毛细小孔，从而满足产品的高透气需求。

沙林树脂是杜邦利用独特的生产工艺聚合而成，是乙烯-(甲基)丙烯酸锌盐、钠盐、锂盐等离子键聚合体，具有优异的低温抗冲击韧性、透明、清澈、光泽柔、出色的抗磨损以及防刮擦性能和出色的抗化学药品性能，广泛的应用在化妆品领域，比如香水瓶盖，霜、膏容器等；消费品领域，如各种手柄，玩具，冰桶，地板等；运动器材领域，如高尔夫球壳，冲浪板，滑雪板表层，滑雪靴，滑冰靴，雪曲棍球头盔，鞋后跟内衬，牛仔竞技保护背心等；以及户外安全照明，玻璃制品表面涂层等范围内。并且，沙林树脂薄膜还具有良好的防水以及阻菌等性能，其薄膜制品具有良好的防护能力，可用作一次性医用防护材料。但是，在保证防护效果的前提下，沙林树脂薄膜的透气性能差，医护人员的穿着舒适感较差。因此，改性水溶性沙林树脂薄膜的透气性能，实现其透气性能的调控，对其应用在一次性防护服上具有较大的现实意义。而沙林树脂为离子键聚合体，不具备良好的延展性，因此无法通过添加碳酸钙等填料共挤出以及拉伸提高其透气性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有沙林树脂的薄膜制品的透气性差，无法应用至医用防护穿着材料的不足，提供一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，制备步骤包括：

S1.按一定质量比称量沙林树脂和碱性物；

S2.将沙林树脂和碱性物混合均匀，加水，升温搅拌，溶解后过滤制得水溶性沙林树脂溶液；

S3.将S2中的水溶性沙林树脂溶液涂布流延，干燥成膜，得到透气型水溶性沙林树脂薄膜。

本发明利用沙林树脂的溶解性，在其溶液中加入同样具有溶解性的碱物质，在混合溶液中，碱物质能够均匀的分布在沙林树脂中，然后流延干燥。在流延干燥过程中，当溶液中的水分不断的被烘干，碱性物质逐渐析出，沙林树脂逐渐成膜，而碱性物质和有机物沙林树脂不相容，析出的碱性物质微粒与沙林树脂薄膜出现相分离的情况，从而产生毛细微孔，从而提高了沙林树脂的透气性。

进一步地，所述沙林树脂具有高温水溶性，可溶解于85～100℃的热水中。

进一步地，所述沙林树脂可以选自杜邦公司市售的沙林树脂-ESX340、Surlyn8945、Surlyn HPD 3001的任一一种或多种。

进一步地，所述碱性物包括氢氧化钾或氢氧化钠的一种或多种。

进一步地，所述碱性物的质量为沙林树脂的2～10％。优选地，所述碱性物的质量为沙林树脂的4～6％。过量的碱性物质分布在沙林树脂溶液中，碱物质的分布更密集，同时其聚集的概率增加，析出后微孔数量的增多以及微孔的孔径增大，大分子物质或是其他小分子物质通过的几率增大，不仅降低了沙林树脂薄膜的力学强度，也降低了其本身具有的防护能力。

进一步地，所述升温搅拌的温度为85～100℃。

进一步地，所述水溶性沙林树脂溶液的固含量为2～20％。优选地，所述水溶性沙林树脂溶液的固含量为10～15％。

进一步地，所述涂布流延的厚度为15～35mm。

进一步地，所述涂布流延采用膜上成膜的方法，膜上成膜的方法采用的底膜为PET膜或聚四氟乙烯板。

进一步地，所述干燥成膜的温度为80～95℃，时间为15～60min。

进一步地，所述沙林树脂薄膜中还可以添加高温的可溶性聚乙烯醇与沙林树脂共混改性，降低碱物质对力学性能的消极影响。

进一步地，所述方法制备的透气型水溶性沙林树脂薄膜应用于医用防护领域。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明创造性的采用碱性物质如氢氧化钾或氢氧化钠等与沙林树脂不相容的特点，利用碱物质和沙林树脂均可溶于水的特点，使碱物质能够均匀的分布在沙林树脂溶液中，避免了不溶性填料在流延过程中的沉降导致微孔的不连通。当水分蒸发，碱性物质逐渐从溶液中析出时，碱性物质在沙林树脂的界面处发生相分离，相分离产生的空隙可以为气体分子的扩散传递提供更多的通道，提高沙林树脂薄膜的透气性，从而提高了医护人员穿着防护服的舒适性。

本发明所述方法解决了沙林树脂不具备延展性无法制备微孔的问题，提高了沙林树脂薄膜的透气性，本发明所述方法制备步骤简单，可用于批量化生产，推进了沙林树脂在医护防护材料中的应用。

附图说明

图1是4％KOH含量的Surlyn薄膜SEM电镜图；

图2是10％KOH含量的Surlyn薄膜SEM电镜图；

图3是纯Surlyn薄膜SEM电镜图；

图4是不同KOH含量的Surlyn薄膜透气量示意图；

图5是不同KOH含量的Surlyn薄膜红外光谱图；(不同含量是指KOH含量为沙林树脂的0％、2％、4％)

图6是不同KOH含量的KOH/Surlyn薄膜的XRD曲线；(不同含量是指KOH含量为沙林树脂的0％、2％、4％)

图7是不同KOH含量的水溶性沙林树脂薄膜的力学性能。(不同含量是指KOH含量为沙林树脂的2％、4％、6％、8％、10％)

具体实施方式

下面结合实施例进一步解释和阐明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。若未特别指明，实施例中所用的方法和设备为本领常规方法和设备，所用原料均为常规市售原料。

实施例1

本实施例提供一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，步骤包括：

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的2％。

S2.将沙林树脂和氢氧化钾混合均匀，加水，升温至98℃搅拌，溶解后过滤制得固含量为15％的水溶性沙林树脂溶液。

S3.将S2中的水溶性沙林树脂溶液涂布流延至PET膜上，在80～95℃干燥成膜，干燥完成后将水溶性沙林树脂薄膜从PET膜上剥离，切边收卷得到透气型水溶性沙林树脂薄膜。

实施例2

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的4％。

实施例3

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的6％。

实施例4

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的8％。

实施例5

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的10％。

实施例6

S1.分别称量Surlyn8945和氢氧化钠，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的4％。

实施例7

S1.分别称量Surlyn HPD 3001和氢氧化钾，其中氢氧化钾占水溶性沙林树脂质量比的4％。

实施例8

S2.将沙林树脂和氢氧化钾混合均匀，加水，升温至98℃搅拌，溶解后过滤制得固含量为6％的水溶性沙林树脂溶液。

实施例9

S1.分别称量沙林树脂-ESX340和氢氧化钾，其中氢氧化钠占水溶性沙林树脂质量比的4％。

实施例10

本实施例在实施例2提供制备透气型水溶性沙林树脂薄膜的基础上，添加在85～100℃的热水溶解的聚乙烯醇与含有氢氧化钾的水溶性沙林树脂溶液混合均匀，并流延干燥成膜

实验例

(1)扫描电镜检测

分别对纯Surlyn薄膜、4％KOH含量的Surlyn薄膜和10％KOH含量的Surlyn薄膜的表面进行电镜扫描。扫描结果如图1～3所示，由图3所示的纯Surlyn薄膜电镜图看出沙林树脂的表面平整光滑无微孔，图1所示的4％KOH含量的Surlyn薄膜表面光滑平整，分布有微小的白色的KOH颗粒，KOH与沙林树脂存在相分离，可以形成微孔。图2所示的10％KOH含量的Surlyn薄膜上分布有白色的KOH颗粒，由于KOH的分布更密集，其聚集的概率增加，并且存在了体积较大的KOH块状，微孔的孔径也会有所增大，透气性更强。

(2)透气性能检测

根据实施例1～5制备的透气型水溶性沙林树脂薄膜与纯沙林树脂制备的薄膜根据GB/T 1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法，采用BTY-B1透气测试仪进行透气量检测，检测结果如下表1所示：

表1

由表1和图4可知，在KOH的添加量在0～10％的范围内，随着沙林树脂中KOH含量的增加，KOH晶体的体积增加，相分离的空隙也增大，引起薄膜的透气性能大幅增加。

(3)拉伸性能检测

根据实施例1～5制备的透气型水溶性沙林树脂薄膜与纯沙林树脂制备的薄膜根据GB/T 13022-1991塑料薄膜拉伸性能试验方法，对制备的沙林树脂薄膜进行拉伸性能检测，检测结果如下表2所示：

表2

	拉伸强度(MPa)	断裂伸长率(％)
			实施例1	7.02	11.9
实施例2	6.72	10.8
			实施例3	6.3	5.21
实施例4	6.1	4.34
			实施例5	5.65	2.75
纯Surlyn	8.32	11.13

由上表2和图7可知，虽然在KOH的添加量在0～10％的范围内，随着沙林树脂中KOH含量的增加，薄膜的透气性能提高。但是，沙林树脂薄膜的拉伸强度和断裂伸长率也会随KOH的含量的增加而降低。因此过高的KOH含量对透气性能的提高会降低沙林树脂薄膜的防护效果以及力学强度。而添加了可溶性的聚乙烯醇与沙林树脂共混改性，则可以降低沙林树脂薄膜拉伸性能的降低程度。

(3)红外光谱和XRD检测

将实施例1制备的4％KOH含量的Surlyn薄膜和、实施例2制备10％KOH含量的Surlyn薄膜及纯Surlyn薄膜进行红外光谱和XRD检测，检测结果如附图5和图6所示，三者的特征峰一致。

本发明进一步在沙林树脂-ESX340中添加20％含量的KOH，在其溶液中，因碱含量过高，导致了溶液变色，可能导致了树脂体系的不稳定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，制备步骤包括：

S1.按一定质量比称量沙林树脂和碱性物；

S3.将S2中的水溶性沙林树脂溶液涂布流延，干燥成膜，得到透气型水溶性沙林树脂薄膜；

所述碱性物包括氢氧化钾或氢氧化钠，碱性物的质量为沙林树脂的2～10％；

所述沙林树脂具有高温水溶性，可溶解于85～100℃的热水中；

S2中所述升温搅拌的温度为85～100℃。

2.根据权利要求1中所述透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述水溶性沙林树脂溶液的固含量为2～20％。

3.根据权利要求1中所述透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述涂布流延的厚度为15～35mm。

4.根据权利要求1中所述透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述干燥成膜的温度为80～95℃，时间为15～60min。

5.根据权利要求1中所述透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述水溶性沙林树脂溶液还添加高温可溶型聚乙烯醇。

6.根据权利要求1～5中任一所述透气型水溶性沙林树脂薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法制备的透气型水溶性沙林树脂薄膜应用于医用防护领域。