CN115093598A - 一种可降解透气薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体为一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：步骤1、混合原料；步骤2、加热吹膜；步骤3、拉伸回火；步骤4、正面紫外接枝；步骤5、反面涂布。本发明的薄膜双面分别加工，通过正面紫外接枝改性处理赋予表面亲水，有利于促进生物降解，并通过反面涂敷防静电涂布液隔绝碳酸钙，阻碍薄膜分解，延长薄膜上架时间，提高薄膜使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体为一种可降解透气薄膜的制备方法。
背景技术
透气薄膜是一种以热塑性塑料为基体，填充高含量的无机粒子的复合材料，经压延或流延、吹塑等方法制成薄膜，然后进一步通过单轴或双轴拉伸得到孔径细小且相互贯通的微孔薄膜材料，该薄膜仅能让分子结构较小的水蒸气分子透过，而无法让使呈聚集状态的水滴渗透通过，因此具有透气防水的特点，从而达到防水透湿效果，主要用于医药包装以及食品包装等领域，具有广阔的市场空间。
公开号为CN111909434A的发明专利公开一种吹塑级透气膜专用料，由以下原料成分组成：重质碳酸钙，钛白粉，活化剂，分散剂，流动改性剂，加工助剂，抗老化剂，茂金属聚乙烯，线性聚乙烯。该发明采用添加重质碳酸钙，由于碳酸钙粉没有延伸性能，在拉伸之后薄膜表面会形成微孔，导致薄膜容易与外界的二氧化碳和水反应，产生微孔，直接影响到薄膜品质，最终导致薄膜使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解透气薄膜的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：将碳酸钙、聚乙烯、聚丙烯、增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于18～20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1：(2.5～3.0)倍拉伸，于60～70℃冷却，并于75～80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照10～20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至40～50℃的熟化室静置2～3h，取出，室温冷却。
可选的，所述原料按质量百分比计包括：10～30％碳酸钙、40～50％聚乙烯、20～30％聚丙烯、5～10％增塑剂。
可选的，所述碳酸钙为硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，或钛酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙，或铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙中任意一种。
可选的，所述聚乙烯为吹膜级线性低密度聚乙烯。
可选的，所述聚丙烯为吹膜级均聚聚丙烯。
可选的，所述增塑剂为BenzoflexTM45。
可选的，步骤1中，搅拌速度为90～120rpm，搅拌时间为30～90min。
可选的，步骤2中，吹膜机各段温度为：加料段70～86℃，熔融段215～225℃，均化段230～250℃；吹膜机的挤出量为400～500kg/h。
可选的，步骤3中，塑料薄膜拉幅机各段温度为：预热轮70～75℃，拉伸轮85～95℃。
可选的，步骤5中，防静电涂布液为聚噻吩抗静电涂布液，防静电涂布液涂布厚度为0.1mm。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：本发明的薄膜双面分别加工，通过正面紫外接枝改性处理赋予表面亲水，有利于促进生物降解，并通过反面涂敷防静电涂布液隔绝碳酸钙，阻碍薄膜分解，延长薄膜上架时间，提高薄膜使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：本发明提供了一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：按质量百分比计，将30％碳酸钙、40％聚乙烯、25％聚丙烯、5％增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1:3倍拉伸，于65℃冷却，并于80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至50℃的熟化室静置2h，取出，室温冷却。
实施例2：本发明提供了一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：按质量百分比计，将20％碳酸钙、50％聚乙烯、23％聚丙烯、7％增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1:3倍拉伸，于65℃冷却，并于80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至50℃的熟化室静置2h，取出，室温冷却。
实施例3：本发明提供了一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：按质量百分比计，将15％碳酸钙、47％聚乙烯、28％聚丙烯、10％增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1:3倍拉伸，于65℃冷却，并于80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至50℃的熟化室静置2h，取出，室温冷却。
实施例4：本发明提供了一种可降解透气薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：按质量百分比计，将10％碳酸钙、50％聚乙烯、30％聚丙烯、10％增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1:3倍拉伸，于65℃冷却，并于80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至50℃的熟化室静置2h，取出，室温冷却。
实施例1～4中，碳酸钙为硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，或钛酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙，或铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙中任意一种。聚乙烯为吹膜级线性低密度聚乙烯。聚丙烯为吹膜级均聚聚丙烯。增塑剂为BenzoflexTM45。步骤1中，搅拌速度为90～120rpm，搅拌时间为30～90min。步骤2中，吹膜机各段温度为：加料段70～86℃，熔融段215～225℃，均化段230～250℃；吹膜机的挤出量为400～500kg/h。步骤3中，塑料薄膜拉幅机各段温度为：预热轮70～75℃，拉伸轮85～95℃。步骤5中，防静电涂布液为聚噻吩抗静电涂布液，防静电涂布液涂布厚度为0.1mm。
经步骤3后，薄膜被拉伸，聚烯树脂变形而碳酸钙不发生形变，聚烯树脂和碳酸钙之间产生空隙，产生透气效果。含碳酸钙薄膜在填埋后碳酸钙与二氧化碳和水反应，生成溶于水的碳酸氢钙而离开薄膜并留下的微孔，微孔增大薄膜接触周围空气和微生物的面积，从而有利于进一步降解。本发明通过正面紫外接枝改性处理赋予表面氧化基团，导致薄膜正面亲水性增加，进而导致微生物有效附着在薄膜表面，从而促进生物降解，并通过反面涂敷防静电涂布液隔绝碳酸钙，阻碍薄膜分解，延长薄膜上架时间，提高薄膜使用寿命。
试验例
试验目的：测试本发明制备的可降解透气薄膜的水蒸气透过量。
试验材料：实施例1～4制备的可降解透气薄膜。
试验方法：取定量的人工尿液4个样本，每个样本20g，装在测试容器中用实施例1～4制备的可降解透气薄膜封口，放在恒温恒湿箱中，设置固定的时间6h、加热温度50℃、相对湿度65％。实验结束后测量样本，测量质量，水蒸气散发的量就是测试数据。按式(1)计算试样的水蒸气透过量。
式(1)
式中：WVT：试样的水蒸气透过量，单位为g/(m·24h)；Δt：时间段内的透湿杯质量变化量，单位为g；A：试样透过水蒸气的面积，单位为m2；T：质量变化量稳定后的两次间隔时间差值，单位为h。
试验结果：每组实施例进行3次试验，结果以3次试验的平均值来表征，见表1。
表1实施例1～4的水蒸气透过量试验结果
| 1 | 2 | 3 | 平均值 | |
| 实施例1 | 10209 | 10220 | 10232 | 10220 |
| 实施例2 | 10244 | 10499 | 10380 | 10374 |
| 实施例3 | 10200 | 9950 | 10238 | 10129 |
| 实施例4 | 9985 | 9841 | 10181 | 10002 |
经试验表明，实施例2制备的可降解透气薄膜的平均水蒸气透过量最大，因此选择实施例2制备的可降解透气薄膜为最佳透气薄膜。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤1、混合原料：将碳酸钙、聚乙烯、聚丙烯、增塑剂投入反应釜中，开启搅拌，超声波脱气，得到混合物；
步骤2、加热吹膜：将混合物投入吹膜机的料筒中，吹膜，于18～20℃冷却，得到初膜；
步骤3、拉伸回火：使用塑料薄膜拉幅机将初膜按1：(2.5～3.0)倍拉伸，于60～70℃冷却，并于75～80℃回火，得到成膜；
步骤4、正面紫外接枝：在成膜的正面涂覆丙烯酸和二苯甲酮，转移至紫外辐射装置内，辐照10～20min，取出，清洗，晾干；
步骤5、反面涂布：使用干式复合机在成膜的反面涂敷防静电涂布液，转移至40～50℃的熟化室静置2～3h，取出，室温冷却。
2.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，所述原料按质量百分比计包括：10～30％碳酸钙、40～50％聚乙烯、20～30％聚丙烯、5～10％增塑剂。
3.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙为硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，或钛酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙，或铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯为吹膜级线性低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯为吹膜级均聚聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为BenzoflexTM45。
7.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，搅拌速度为90～120rpm，搅拌时间为30～90min。
8.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，吹膜机各段温度为：加料段70～86℃，熔融段215～225℃，均化段230～250℃；吹膜机的挤出量为400～500kg/h。
9.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，塑料薄膜拉幅机各段温度为：预热轮70～75℃，拉伸轮85～95℃。
10.根据权利要求1所述的一种可降解透气薄膜的制备方法，其特征在于，步骤5中，防静电涂布液为聚噻吩抗静电涂布液，防静电涂布液涂布厚度为0.1mm。
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