CN114148064A - 一种耐用pe篷布及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐用PE篷布及其生产工艺。耐用PE篷布和PE膜，所述PE膜的制备原料包括内层PE膜层物料和外层PE膜层物料，所述内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为（0.08‑0.14）:1；所述内层PE膜层物料由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE按质量比1:（0.2‑0.4）:（2.2‑3.6）混合而成。其生产工艺包括如下步骤：将内层PE膜层物料和外层PE膜层物料置于双层共挤吹膜机中；在PE编织布的正面和反面分别通过双层共挤流延法挤出PE膜。本申请提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性，使PE篷布在长时间露天使用中不会脱落。

Description

一种耐用PE篷布及其生产工艺
技术领域
本发明涉及篷布领域，尤其是涉及一种耐用PE篷布及其生产工艺。
背景技术
PE篷布一般在PE编织布双面涂PE膜生产得到，PE常采用高密度聚乙烯(HDPE)，由于高密度聚乙烯具有较高的硬度和拉伸强度，且高密度聚乙烯的蠕变性、电绝缘性、韧性、耐腐蚀性及耐寒性较好，使得PE篷布具有抗晒、抗冻、抗老化和抗腐蚀等优点。
由于高密度聚乙烯为无极性高聚物，分子链上没有支链，因此分子链排布规整，具有较高的密度，化学性质稳定，使得PE膜与PE编织布之间粘接不牢固，PE篷布在长时间露天使用中易起翘、脱落，不适合长期在露天环境下使用。
因此，本申请亟需研发一种PE膜与PE编织布之间粘接牢固，适合长期在露天环境下使用的PE蓬布。
发明内容
为了提高PE膜与PE编织布之间的粘结性，本申请提供一种耐用PE篷布及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种耐用PE篷布，采用如下技术方案实现：
一种耐用PE篷布，包括PE编织布和分别设置在PE编织布的正面和反面的PE膜，所述PE膜的制备原料包括内层PE膜层物料和外层PE膜层物料，所述内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为(0.08-0.14):1；所述内层PE膜层物料由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE按质量比1:(0.2-0.4):(2.2-3.6)混合而成。
通过采用上述技术方案，由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE混合的内层PE膜层物料可以提高PE膜与PE编织布之间的粘结性，使PE篷布在长时间露天使用中不会脱落。这可能是由于己二酸改性PE提高了PE的化学反应活性，从而提高了内层PE膜层物料的交联密度、和相容性；马来酸酐接枝聚乙烯在非极性聚乙烯的分子主链上引入了强极性的侧基，具有增进极性材料与非极性材料粘结性和相容性的作用，马来酸酐接枝聚乙烯和己二酸改性PE共同作用，从而提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性，PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下也放置24个月也无脱落现象，起翘情况也有明显改善。
优选的，所述内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为0.12:1。
本申请通过大量实验发现，当内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为0.12:1时，PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月和在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况均得到有效改善。
优选的，所述内层PE膜层物料由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE按质量比1:0.3:3混合而成。
当马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE的质量比为1:0.3:3时，可以降低内层PE膜层物料的成本，本申请通过大量实验发现该比例范围时还可以提高内层PE膜层物料的粘结性能，从而改善PE篷布在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况。
优选的，所述己二胺改性PE的制备原料包括己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷，所述己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷的质量比为(0.8-0.9):1:(0.09-0.15):(0.02-0.05)。
进一步优选的，所述己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷的质量比为0.85:1:0.12:0.04。
己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷制备的己二胺改性PE，可以提高聚乙烯的交联密度，这是由于己二胺含有双氨基、三氨基硅烷含有三氨基，氨基间的氢键作用进一步提高了PE的化学活性，从而提高了内层PE膜层物料的粘结性能和相容性。本申请通过大量实验发现，当己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷的质量比为0.85:1:0.12:0.04时，己二胺改性PE的活性较强，更利于己二胺改性PE与马来酸酐接枝聚乙烯间作用，提高内层PE膜层物料的相容性和粘结性能，进一步提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性。
优选的，所述丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯按质量比1:(1.2-1.5)混合而成。
进一步优选的，所述丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯按质量比1:1.4混合而成。
聚甲基丙烯酸甲酯含有较大的支链结构，可以提高己二胺改性PE的交联密度；甲基丙烯酸羟乙酯含有羟基，其羟基与己二胺、三氨基硅烷上的氨基间的氢键作用，可以进一步提高己二胺改性PE的反应活性。本申请通过大量实验发现，当丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯混合而成时，可以进一步提高内层PE膜层物料的相容性和粘结性，使PE篷布在长时间露天使用不易起翘。本申请通过大量实验发现，当聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为1:1.4时，PE篷布在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况得到明显改善。
优选的，所述三氨基硅烷为3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和/或3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷。
进一步优选的，所述三氨基硅烷为3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。
3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷均含有多个氨基和可水解的甲氧基，这种双重反应活性提高了己二胺改性PE的结合、粘接和相容程度，提高了内层PE膜层物料的粘结性能和耐水性，进而改善了PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下的起翘情况。3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷含三个甲氧基，3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷的交联密度比3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷的交联密度大，加上3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷的耐水性较好，更利于提高空气相对湿度80％下PE膜与PE编织布之间的粘结性。
优选的，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
优选的，所述马来酸酐接枝聚乙烯为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
马来酸酐接枝高密度聚乙烯与外层PE膜层物料中的高密度聚乙烯的密度接近，提高了两者的相容性，从而有利于提高内层PE膜层物料与外层PE膜层物料之间的粘结性，从而改善了PE篷布的起翘情况。
优选的，所述外层PE膜层物料由高密度聚乙烯、增强聚乙烯树脂和有机硅防水剂按质量比1:(0.6-0.8):(0.03-0.05)混合而成。
进一步优选的，所述外层PE膜层物料由高密度聚乙烯、增强聚乙烯树脂和有机硅防水剂按质量比1:0.7:0.04混合而成。
当高密度聚乙烯、增强聚乙烯树脂和有机硅防水剂的质量比为1:0.7:0.04时，可以降低外层PE膜层物料的成本，本申请通过大量实验发现该比例范围时还可以提高外层PE膜层物料的防水性，从而改善PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况。
优选的，所述有机硅防水剂含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油。
含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油的有机硅防水剂不仅耐水性好，可以在PE膜表层一定深度内形成一层防水膜，使PE篷布在在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月不会起翘；含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油的有机硅防水剂，还能提高外层PE膜层物料与内层PE膜层物料之间的粘结性，这可能是由于羟基硅油和氨基硅油含有羟基和氨基的原因，有利于促进有机硅防水剂与内层PE膜层物料中的己二胺改性PE的相容性，PE篷布使在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月不会起翘。
第二方面，本申请提供一种耐用PE篷布的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种耐用PE篷布的生产工艺，包括如下步骤：
将内层PE膜层物料和外层PE膜层物料分别置于双层共挤吹膜机中的里层和外层；
在PE编织布的正面和反面分别通过双层共挤流延法挤出PE膜，切边，经热风拼接后得耐用PE篷布。
通过采用上述技术方案，耐用PE篷布的生产工艺操作简单，易于工业化大规模生产。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE混合的内层PE膜层物料可以提高PE膜与PE编织布之间的粘结性，使PE篷布在长时间露天使用中不会脱落。己二酸改性PE提高了PE的化学反应活性，从而提高了内层PE膜层物料的交联密度、和相容性；马来酸酐接枝聚乙烯在非极性聚乙烯的分子主链上引入了强极性的侧基，具有增进极性材料与非极性材料粘结性和相容性的作用，马来酸酐接枝聚乙烯和己二酸改性PE共同作用，从而提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性。
2、本申请采用己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷制备的己二胺改性PE，己二胺含有双氨基、三氨基硅烷含有三氨基，氨基间的氢键作用进一步提高了PE的化学活性，可以提高聚乙烯的交联密度，从而提高了内层PE膜层物料的粘结性能和相容性。
3、当丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯混合而成时，聚甲基丙烯酸甲酯含有较大的支链结构，可以提高己二胺改性PE的交联密度；甲基丙烯酸羟乙酯含有羟基，其羟基与己二胺、三氨基硅烷上的氨基间的氢键作用，可以进一步提高己二胺改性PE的反应活性，两者共同作用可以进一步提高内层PE膜层物料的相容性和粘结性，使PE篷布在长时间露天使用不易起翘。
4、3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷均含有多个氨基和可水解的甲氧基，这种双重反应活性提高了己二胺改性PE的结合、粘接和相容程度，提高了内层PE膜层物料的粘结性能和耐水性，进而改善了PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下的起翘情况。
具体实施方式
以下结合制备例、实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
本申请除己二胺改性PE外，实施例其余的原料以及制备例、对比例中的原料均可通过市售获得；
其中，PE编织布购买自潍坊彤辉塑编有限公司；
马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，牌号NF642，购买自日本三井；
马来酸酐接枝高密度聚乙烯，牌号40E529，购买自美国杜邦；
乙丙共聚物，牌号T612A，购买自山东摩尔化工有限公司；
线性低密度聚乙烯，牌号BG-22B02，购买自伊朗石化；
聚丙烯酸乙酯，货号181889-50G，购买自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；
聚甲基丙烯酸甲酯，牌号FILA72，购买自日本旭化成；
3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷，牌号SCA-A30M 3，购买自南京能德新材料技术有限公司；
3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷，牌号SCA-A30T，购买自南京能德新材料技术有限公司；
二乙氨基甲基三乙氧基硅烷，CAS号15180-47-9，购买自北京百灵威科技有限公司；
高密度聚乙烯，牌号BG-HD62N07，购买自伊朗石化；
增强聚乙烯树脂，牌号ELITE 5400G，购买自加拿大陶氏；
有机硅防水剂100，含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油，购买自佛山市盈智有机硅材料有限公司；
有机硅防水剂XLD-819，含有聚甲基三乙氧基硅烷，购买自济南兴隆达化工有限公司。
制备例
制备例1-9提供了一种己二胺改性PE，以下以制备例1为例进行说明。
制备例1提供的己二胺改性PE，其制备步骤为：
将0.8kg己二胺、1kg线性低密度聚乙烯、0.09kg甲基丙烯酸羟乙酯和0.02kg 3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，在60℃反应1h，得己二胺改性PE。
制备例2-3，与制备例1不同之处在于，己二胺改性PE的制备原料的质量不同，具体见表1。
表1制备例1-3己二胺改性PE的制备原料的质量/kg
Figure BDA0003353331570000051
Figure BDA0003353331570000061
制备例4-8，与制备例3不同之处在于，丙烯酸酯组成不同，具体见表2。
表2制备例3-8丙烯酸酯组成
Figure BDA0003353331570000062
制备例9，与制备例7不同之处在于，3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷等质量替换为3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷。
制备对比例
制备对比例1，与制备例1不同的是，3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷等质量替换为二乙氨基甲基三乙氧基硅烷。
实施例
实施例1-19提供了一种耐用PE篷布，以下以实施例1为例进行说明。
实施例1提供的耐用PE篷布，耐用PE篷布包括PE编织布和分别设置在PE编织布的正面和反面的PE膜，PE膜的厚度为4mm；
耐用PE篷布的制备步骤为：
S1、制备内层PE膜层物料：将马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、乙丙共聚物和制备例1制备的己二胺改性PE按质量比1:0.2:2.2混合均匀，得内层PE膜层物料；
S2、制备外层PE膜层物料：将高密度聚乙烯、增强聚乙烯树脂和有机硅防水剂XLD-819按质量比1:0.6:0.03混合均匀，得外层PE膜层物料；
S3、将内层PE膜层物料和外层PE膜层物料按质量比0.08:1分别置于双层共挤吹膜机中的里层和外层；
S4、在PE编织布的正面和反面分别通过双层共挤流延法挤出PE膜，切边，经热风拼接后得耐用PE篷布。
实施例2-3，与实施例1不同之处在于，内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比不同，具体见表3。
表3实施例1-3内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比
Figure BDA0003353331570000071
实施例4-5，与实施例3不同之处在于，内层PE膜层物料的组成不同，具体见表4。
表4实施例3-5内层PE膜层物料的组成
Figure BDA0003353331570000072
实施例6-7，与实施例5不同之处在于，外层PE膜层物料的组成不同，具体见表5。
表5实施例5-7外层PE膜层物料的组成
Figure BDA0003353331570000073
实施例8-17，与实施例7不同之处在于，己二胺改性PE的来源不同，具体见表6。
表6实施例7-己二胺改性PE的来源
Figure BDA0003353331570000074
Figure BDA0003353331570000081
实施例17，与实施例15不同之处在于，马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯等质量替换为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
实施例18，与实施例17不同之处在于，有机硅防水剂XLD-819等质量替换为有机硅防水剂100。
实施例19，与实施例1不同之处在于，有机硅防水剂XLD-819等质量替换为增强聚乙烯树脂。
对比例
对比例1，与实施例1不同之处在于，马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯等质量替换为己二胺改性PE。
对比例2，与实施例1不同之处在于，己二胺改性PE等质量替换为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯。
对比例3，与实施例1不同之处在于，己二胺改性PE等质量替换为线性低密度聚乙烯。
对比例4，与实施例1不同之处在于，内层PE膜层物料等质量替换为外层PE膜层物料。
性能检测试验
针对本申请实施例1-19和对比例1-4提供的耐用PE篷布，进行如下的性能检测。
1、将实施例1-19和对比例1-4所述耐用PE篷布分别在露天环境A(空气相对湿度20％，温差20℃)放置6个月、24个月，采用目测法观察6个月、24个月后耐用PE篷布是否出现起翘、脱落现象以及出现起翘、脱落程度，“*”越多表示起翘、脱落程度越严重，测试结果见表7。
2、将实施例1-19和对比例1-4所述耐用PE篷布分别在露天环境B(空气相对湿度80％，温差20℃)放置6个月、24个月，采用目测法观察6个月、24个月后耐用PE篷布是否出现起翘、脱落现象，“*”越多表示起翘、脱落程度越严重，测试结果见表7。
表7实验测试数据
Figure BDA0003353331570000082
Figure BDA0003353331570000091
以下针对表7的测试数据，详细说明本申请。
对比实施例1与对比例4的实验数据可以知道，本申请采用由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE混合的内层PE膜层物料，提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性，使PE篷布在长时间露天使用中不会脱落。
对比实施例1与对比例3的实验数据可以知道，本申请采用己二酸改性PE提高了PE的化学反应活性，从而提高了内层PE膜层物料的交联密度、相容性、内聚强度及力学强度，从而提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性，使PE篷布在长时间露天使用中不会脱落。
对比实施例1与对比例1-2的实验数据可以知道，马来酸酐接枝聚乙烯和己二酸改性PE共同作用，从而提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性，PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下也放置24个月也无脱落现象，起翘情况也有明显改善。
对比实施例1与实施例16的实验数据可以知道，己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷制备的己二胺改性PE，三氨基硅烷含有三氨基，氨基间的氢键作用进一步提高了PE的化学活性，从而提高了内层PE膜层物料的粘结性能和相容性，改善了PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况。
对比实施例1与实施例19的实验数据可以知道，有机硅防水剂的加入改善了PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况。
对比实施例1-3的实验数据可以知道，当内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为0.12:1时，PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月和在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况均得到有效改善。
对比实施例7-9的实验数据可以知道，当己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷的质量比为0.85:1:0.12:0.04时，提高内层PE膜层物料的相容性和粘结性能，进一步提高了PE膜与PE编织布之间的粘结性。
对比实施例9-11、14的实验数据可以知道，当丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯混合而成时，可以进一步提高内层PE膜层物料的相容性和粘结性，使PE篷布在长时间露天使用不易起翘。
对比实施例11-13的实验数据可以知道，当聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为1:1.4时，PE篷布在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下放置24个月下的起翘情况得到明显改善。
对比实施例13与实施例15的实验数据可以知道，3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷对应的PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下长时间放置不易起翘。
对比实施例15与实施例17的实验数据可以知道，马来酸酐接枝高密度聚乙烯对应的PE篷布在空气相对湿度20％、温差20℃的露天环境下长时间放置不易起翘。
对比实施例17与实施例18的实验数据可以知道，含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油的有机硅防水剂使PE篷布在长时间露天使用中不会起翘，这可能是由于含有羟基和氨基，有利于促进有机硅防水剂与内层PE膜层物料中的己二胺改性PE的相容性，提高外层PE膜层物料与内层PE膜层物料之间的粘结性；且含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油的有机硅防水剂的耐水性好，可以在PE膜表层一定深度内形成一层防水膜，使PE篷布在空气相对湿度80％、温差20℃的露天环境下放置24个月不会起翘。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种耐用PE篷布，包括PE编织布和分别设置在PE编织布的正面和反面的PE膜，其特征在于，所述PE膜的制备原料包括内层PE膜层物料和外层PE膜层物料，所述内层PE膜层物料和外层PE膜层物料的质量比为（0.08-0.14）:1；所述内层PE膜层物料由马来酸酐接枝聚乙烯、乙丙共聚物和己二胺改性PE按质量比1:（0.2-0.4）:（2.2-3.6）混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述己二胺改性PE的制备原料包括己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷，所述己二胺、聚乙烯、丙烯酸酯和三氨基硅烷的质量比为（0.8-0.9）:1:（0.09-0.15）:（0.02-0.05）。
3.根据权利要求2所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述丙烯酸酯由聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯按质量比1:（1.2-1.5）混合而成。
4.根据权利要求2所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述三氨基硅烷为3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和/或3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷。
5.根据权利要求2所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乙烯为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述外层PE膜层物料由高密度聚乙烯、增强聚乙烯树脂和有机硅防水剂按质量比1:（0.6-0.8）:（0.03-0.05）混合而成。
8.根据权利要求7所述的一种耐用PE篷布，其特征在于，所述有机硅防水剂含有含氢硅油、羟基硅油和氨基硅油。
9.权利要求1-8中任一项所述耐用PE篷布的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将内层PE膜层物料和外层PE膜层物料分别置于双层共挤吹膜机中的里层和外层；
在PE编织布的正面和反面分别通过双层共挤流延法挤出PE膜，切边，经热风拼接后得耐用PE篷布。
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