CN116396547A - 一种多孔塑料薄膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔塑料薄膜材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，包括如下重量份原料：35‑40份超高分子量聚乙烯、65‑75份高密度聚乙烯、13‑15份改性无机填料，0.3‑0.35份抗氧剂1010、1‑1.2份分散剂聚乙烯蜡。本发明通过硅烷偶联剂KH570对无机填料进行表面改性制得改性无机填料，作为超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯混合体系的填充粒子，采用共混挤出、双向拉伸制备多孔薄膜材料，提高无机填料与超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯的相容性，提高了无机填料的分散性，降低了无机填料在超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯的混合体系中的团聚现象，并有效防止在制造中或使用中发生该无机填料的脱落。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种多孔塑料薄膜材料及其制备方法。
背景技术
多孔塑料薄膜材料，指聚合物同填料混合后，通过流延、或吹塑等方法制得原膜，再经单向或双向的拉伸，使填料和聚合物发生界面分离，使薄膜材料产生空洞化，所述的聚合物一般是聚烯烃，尤其是聚乙烯或聚丙烯。多孔塑料薄膜材料，可用于超纯水的制造、药液的精制、水处理等的分离膜；用于服装、卫生材料等的防水透湿性膜；或用于电池等的电池隔板等各种领域。
但是由于无机填料与聚烯烃的相容性低，易产生分散不良的部分，进而出现在进行拉伸多孔化时产生针孔，或是在制造中或使用中发生该无机填料的脱落，对工序造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔塑料薄膜材料及其制备方法，以解决以下技术问题：提高多孔塑料薄膜材料的无机填料与聚烯烃的相容性，提高无机填料的分散性，提高抗针孔性能，防止无机填料脱落。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种多孔塑料薄膜材料，包括如下重量份原料：35-40份超高分子量聚乙烯、65-75份高密度聚乙烯、13-15份改性无机填料，0.3-0.35份抗氧剂1010、1-1.2份分散剂聚乙烯蜡。
作为本发明的进一步方案，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为100-3200万，高密度聚乙烯的平均分子量为4-30万。
作为本发明的进一步方案，所述改性无机填料包括如下步骤制备：将无机填料干燥后，加入混合溶液A，搅拌均匀后，100-120℃干燥4-5h，得改性无机填料。
作为本发明的进一步方案，所述无机填料为粒径为0.1-2μm的金属氧化物粉末。
作为本发明的进一步方案，所述混合溶液A由硅烷偶联剂KH570和无水乙醇按照质量比1-1.5:100-120混合制得。
作为本发明的进一步方案，所述无机填料与混合溶液A的质量比为40-80:1200-2000。
作为本发明的进一步方案，所述一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按配方称取原料，将超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、改性无机填料，抗氧剂1010、聚乙烯蜡混合均匀后输送至挤出机挤出，得预成型料坯；
步骤二、对预成型料坯进行双向拉伸，得一种多孔塑料薄膜材料。
作为本发明的进一步方案，所述双向拉伸的纵向(膜的传送方向)拉伸强度100-320MPa，横向(与膜的传送方向垂直的方向)拉伸强度为10-100MPa，纵向拉伸强度与横向拉伸强度之比为1.5-10。
作为本发明的进一步方案，所述双向拉伸的纵向拉伸倍率为3-8倍，横向拉伸倍率为1.1-3倍，纵向拉伸倍率与横向拉伸倍率之比为1.5-5。
本发明的有益效果：
本发明通过硅烷偶联剂KH570对无机填料进行表面改性制得改性无机填料，作为超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯混合体系的填充粒子，采用共混挤出、双向拉伸制备多孔薄膜材料，硅烷偶联剂中的硅烷氧基能与无机填料金属氧化物缩合，有机官能基与超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯反应而结合，通过使用硅烷偶联剂KH570，可在无机填料和有机物质超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯的界面之间架起“分子桥”，提高无机填料与超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯的相容性，提高了无机填料的分散性，降低了无机填料在超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯的混合体系中的团聚现象，并有效防止在制造中或使用中发生该无机填料的脱落，对工序造成污染。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
改性无机填料包括如下步骤制备：
将硅烷偶联剂KH570和无水乙醇按照质量比1:100混合制得混合溶液A；将40g粒径为0.1-2μm的氧化铝粉末干燥后，加入1200g混合溶液A，搅拌均匀后，100℃干燥4h，得改性无机填料。
实施例2
改性无机填料包括如下步骤制备：
将硅烷偶联剂KH570和无水乙醇按照质量比1.5:100-120混合制得混合溶液A；将80g粒径为0.1-2μm的氧化铝粉末干燥后，加入2000g混合溶液A，搅拌均匀后，120℃干燥5h，得改性无机填料。
实施例3
一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按配方称取原料，将350g粘均分子量为100万的超高分子量聚乙烯、650g平均分子量为4万的高密度聚乙烯、130g实施例1制得的改性无机填料，3g抗氧剂1010、10g聚乙烯蜡混合均匀后输送至挤出机挤出，得预成型料坯；
步骤二、对预成型料坯进行双向拉伸，得一种多孔塑料薄膜材料。(步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸强度为150MPa，横向拉伸强度为100MPa；步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸倍率为4.5倍，横向拉伸倍率为3倍。)
实施例4
一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按配方称取原料，将400g粘均分子量为1500万的超高分子量聚乙烯、750g平均分子量为30万的高密度聚乙烯、150g实施例2制得的改性无机填料，3.5g抗氧剂1010、12g聚乙烯蜡混合均匀后输送至挤出机挤出，得预成型料坯；
步骤二、对预成型料坯进行双向拉伸，得一种多孔塑料薄膜材料。(步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸强度100MPa，横向拉伸强度为10MPa；步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸倍率为5.5倍，横向拉伸倍率为1.1倍。)
实施例5
一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一、按配方称取原料，将375g粘均分子量为800万的超高分子量聚乙烯、700g平均分子量为17万的高密度聚乙烯、140g实施例1制得的改性无机填料，3.3g抗氧剂1010、6.5g份聚乙烯蜡混合均匀后输送至挤出机挤出，得预成型料坯；
步骤二、对预成型料坯进行双向拉伸，得一种多孔塑料薄膜材料。(步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸强度320MPa，横向拉伸强度为60MPa；步骤二所述双向拉伸的纵向拉伸倍率为8倍，横向拉伸倍率为2.5倍。)
对比例1
一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下制备步骤：
本对比例与实施例3相比仅将“130g实施例1制得的改性无机填料”替换为“130g粒径为0.1-2μm的氧化铝粉末”，其余步骤与参数均相同。
对实施例3-5和对比例1制得的一种多孔塑料薄膜材料进行抗针孔性能测试：
将1％次甲基蓝染料，99％甲醇混合并用毛刷涂在薄膜材料，静置30mi n，在针孔位置渗透出蓝色的点，切取20cm×20cm面积的试样，计算针孔点的数量，测试结果如表1所示：
表1
| 测试项 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 |
| 针孔数/个 | 2 | 3 | 1 | 31 |
由表1可以看出，实施例3-5制得的一种多孔塑料薄膜材料相对于对比例1制得的一种多孔塑料薄膜材料具有更好的抗针孔性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (9)
1.一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，包括如下重量份原料：35-40份超高分子量聚乙烯、65-75份高密度聚乙烯、13-15份改性无机填料，0.3-0.35份抗氧剂1010、1-1.2份聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1所述的一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为100-3200万，高密度聚乙烯的平均分子量为4-30万。
3.根据权利要求1所述的一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，所述改性无机填料包括如下步骤制备：将无机填料干燥后，加入混合溶液A，搅拌均匀后，100-120℃干燥4-5h，得改性无机填料。
4.根据权利要求3所述的一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，所述无机填料为粒径为0.1-2μm的金属氧化物粉末。
5.根据权利要求3所述的一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，所述混合溶液A由硅烷偶联剂KH570和无水乙醇按照质量比1-1.5:100-120混合制得。
6.根据权利要求3所述的一种多孔塑料薄膜材料，其特征在于，所述无机填料与混合溶液A的质量比为40-80:1200-2000。
7.根据权利要求1所述的一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
步骤一、按配方称取原料，将超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、改性无机填料，抗氧剂1010、聚乙烯蜡混合均匀后输送至挤出机挤出，得预成型料坯；
步骤二、对预成型料坯进行双向拉伸，得一种多孔塑料薄膜材料。
8.根据权利要求7所述的一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸的纵向拉伸强度100-320MPa，横向拉伸强度为10-100MPa，纵向拉伸强度与横向拉伸强度之比为1.5-10。
9.根据权利要求7所述的一种多孔塑料薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸的纵向拉伸倍率为3-8倍，横向拉伸倍率为1.1-3倍，纵向拉伸倍率与横向拉伸倍率之比为1.5-5。
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2023
- 2023-04-10 CN CN202310374711.4A patent/CN116396547A/zh active Pending
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