阅读说明：本技术 一种聚丙烯防水透气膜 (Waterproof ventilated membrane of polypropylene ) 是由 刘建平 刘子赫 陈荣丰 宋霞 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种聚丙烯防水透气膜,通过以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料,同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得；在反应物中加入了改性剂,改性剂用于对聚丙烯进行改性处理,改性性是以4-氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇乙醚和(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇作为反应物,在温度为80-100℃的条件下,发生聚合反应而成；还加入了调节剂,调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,调节剂能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,大大提高了改性剂的改性作用。最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性,其透湿量较大,同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。(The invention discloses a polypropylene waterproof breathable film, which is prepared by taking polypropylene, calcium carbonate and bentonite as main raw materials and adding rosin glyceride and various auxiliaries for reaction; adding a modifier into the reactant, wherein the modifier is used for modifying polypropylene, and the modifier is prepared by taking 4-fluorophthalic anhydride, diethylene glycol ethyl ether and (1S, 2S) - (+) -2-amino-1- (4-nitrophenyl) -1, 3-propylene glycol as reactants and carrying out polymerization reaction at the temperature of 80-100 ℃; and a regulator is also added, the regulator is a mixture of 4, 4 '-diamino-2, 2' -dinitrodiphenylmethane, dimethylmaleic anhydride and 1, 2-epoxy-4-vinyl cyclohexane, and the regulator can ensure that the modifier is dispersed in the polypropylene more uniformly, so that the modification effect of the modifier is greatly improved. The finally prepared polypropylene waterproof breathable film has strong waterproof and breathable performance, large moisture permeability, and high tensile strength and elongation at break.)

一种聚丙烯防水透气膜

技术领域

本发明涉及一种薄膜，更具体的说是涉及一种聚丙烯防水透气膜。

背景技术

防水透气膜是一种新型的高分子防水材料，它能够有效阻止水通过，而允许气体通过。防水透气膜具有十分广泛的应用范围，主要被应用于建筑、电子、化工医疗设备以及食品包装等领域，其市场空间广阔，需求旺盛。但目前市场上的防水透气膜的力学性能很一般，特别是拉伸强度和断裂伸长率较差，已无法满足正常生产生活的需求，这大大限制了防水透气膜的发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚丙烯防水透气膜，该膜具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯70-80份；

碳酸钙10-15份

膨润土10-15份

松香甘油酯1-2份；

偶联剂2-3份；

调节剂1-2份；

改性剂1-2份；

增塑剂1-2份；

抗氧剂1-2份。

作为本发明的进一步改进，所述改性剂包括下列重量份物质组成：

4-氟邻苯二甲酸酐4份；

二乙二醇***5份

(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇1份。

作为本发明的进一步改进，所述改性剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一：根据设定的重量份配备原料，将4-氟邻苯二甲酸酐加入到装有丙酮的反应容器中搅拌混合，混合均匀后，形成混合液；

步骤二：将二乙二醇***和(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇依次加入到混合液中搅拌混合；混合均匀后，将混合液温度升高至80-100℃进行反应，反应时间为4-6h；反应结束后，旋转蒸发除去丙酮，制得改性剂。

作为本发明的进一步改进，所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

作为本发明的进一步改进，所述偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

作为本发明的进一步改进，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

作为本发明的进一步改进，所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯防水透气膜的制备方法包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在250-270℃下加热成熔融状态，所得熔体过滤后，经单层模头挤出成膜片，膜片经急冷后形成铸片；

S2、将步骤S1制得的铸片在140-150℃下预热后，于130-140℃下纵向拉伸4-5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在150-160℃下进行预热后，于140-150℃下进行横向拉伸4-6倍，并于110-130℃下进行热定型，再于50-60℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

作为本发明的进一步改进，所述S1中所得熔体经过300-500目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片。

本发明的有益效果：通过以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料，同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得；聚丙烯是由丙烯进行加聚反应而成的聚合物，不含有任何亲水性(极性)基团，所以具有相对较好的疏水性；通过以碳酸钙和膨润土作为填料，能够增强防水透气膜的力学性能；而松香甘油酯一方面提高反应各组分之间的润滑性，另一方面提高防水透气膜的耐候性；作为本发明的创造性之一，在反应物中加入了改性剂，改性剂用于对聚丙烯进行改性处理，改性性是以4-氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇***和(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇作为反应物，在温度为80-100℃的条件下，发生聚合反应而成；改性剂中含有氟、硝基以及苯基这些官能团，一方面能够大大提高防水透气膜的力学性能，特别是拉伸强度和断裂伸长率，另一方面还能进一步提高防水透气膜的防水透气性能，从而使得防水透气膜具有较大的透湿量。为了提高使改性剂在聚丙烯中分散更加均匀，本发明中加入了调节剂，调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，在这些物质的共同作用下，能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀，大大提高了改性剂的改性作用。

此外本发明中还加入了偶联剂，偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，偶联剂起到偶联的作用，使得无机填料与聚丙烯以及各组件之间具有较好的相容性，进一步增加防水透气膜的防水透气性以及各种力学性能。

最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性，其透湿量较大，同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。

具体实施方式

实施例1

制备改性剂，包括以下步骤：

步骤一：将4g 4-氟邻苯二甲酸酐加入到装有30ml丙酮的反应容器中搅拌混合，混合均匀后，形成混合液；

步骤二：将5g二乙二醇***和1g(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇依次加入到混合液中搅拌混合；混合均匀后，将混合液温度升高至90℃进行反应，反应时间为5h；反应结束后，旋转蒸发除去丙酮，制得改性剂。

实施例2

一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯75份；

碳酸钙15份

膨润土10份

松香甘油酯3份；

偶联剂2份；

调节剂2份；

改性剂1份；

增塑剂1份；

抗氧剂1份。

所述改性剂由实施例1制得。

所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

所述聚丙烯防水透气膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在260℃下加热成熔融状态，所得熔体经过400目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片

S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后，于135℃下纵向拉伸4.5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后，于145℃下进行横向拉伸5倍，并于115℃下进行热定型，再于55℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

实施例3

一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯75份；

碳酸钙13份

膨润土12份

松香甘油酯3份；

偶联剂2份；

调节剂2份；

改性剂1份；

增塑剂1份；

抗氧剂1份。

所述改性剂由实施例1制得。

所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

所述聚丙烯防水透气膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在260℃下加热成熔融状态，所得熔体经过400目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片

S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后，于135℃下纵向拉伸4.5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后，于145℃下进行横向拉伸5倍，并于120℃下进行热定型，再于55℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

实施例4

一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯75份；

碳酸钙10份

膨润土15份

松香甘油酯3份；

偶联剂2份；

调节剂2份；

改性剂1份；

增塑剂1份；

抗氧剂1份。

所述改性剂由实施例1制得。

所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

所述聚丙烯防水透气膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在260℃下加热成熔融状态，所得熔体经过400目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片

S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后，于135℃下纵向拉伸4.5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后，于145℃下进行横向拉伸5倍，并于115℃下进行热定型，再于55℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

对比例1

一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯75份；

碳酸钙10份

膨润土15份

松香甘油酯3份；

偶联剂2份；

调节剂2份；

增塑剂1份；

抗氧剂1份。

所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

所述聚丙烯防水透气膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在260℃下加热成熔融状态，所得熔体经过400目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片

S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后，于135℃下纵向拉伸4.5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后，于145℃下进行横向拉伸5倍，并于115℃下进行热定型，再于55℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

对比例2

一种聚丙烯防水透气膜，包括下列重量份物质组成：

聚丙烯75份；

碳酸钙10份

膨润土15份

松香甘油酯3份；

4-氟邻苯二甲酸酐0.4份；

二乙二醇***0.5份

(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇0.1份；

偶联剂2份；

调节剂2份；

增塑剂1份；

抗氧剂1份。

所述调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，其质量比为1∶1∶1。

所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，其质量比为1∶2。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。

所述聚丙烯防水透气膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：根据设定的重量份配备原料，将各组分物料混合挤出制成粒料，将粒料加入至双螺杆挤出机中，在260℃下加热成熔融状态，所得熔体经过400目过滤网过滤后，经单层模头挤出成膜片，利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片

S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后，于135℃下纵向拉伸4.5倍，得到厚膜；

S3：将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后，于135℃下进行横向拉伸5倍，并于115℃下进行热定型，再于55℃下快速冷却定型；

S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。

性能检测

对实施例2-4和对比例1-2制得的试样进行各项性能检测

接触角大小测试

将待测样品粘贴在载玻片上，每个样品各取5个不同位置，将去离子水滴于薄膜表面5s后保存图片，计算其度数，取平均值；

试样	接触角/°
		实施例2	98.2
实施例3	102.7
		实施例4	96.5
对比例1	69.4
		对比例2	75.6

由上表可知，本发明制成的聚丙烯防水透气膜的接触角大于90°，从而说明了本发明的防水透气膜具有较强的疏水性能，防水性能较强。

用透湿量测试仪对试样进行透湿量检查，性能如下：

试样	透湿量(g/m2*24h)
		实施例2	3900
实施例3	4300
		实施例4	3200
对比例1	1500
		对比例2	1800

由上表可知，说明了本发明制成的聚丙烯防水透气膜具有较强的透气性能。

力学性能测试

按照GB/T1040-2006，将膜制成标准的哑铃样条，以100mm/min的速度拉伸，测定试样的拉伸强度(横向拉伸强度和纵向拉伸强度)和断裂伸长率。

试样	纵向拉伸强度/MPa	横向拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％
				实施例2	128.9	135.7	35.6
实施例3	124.6	130.1	32.3
				实施例4	119.6	121.3	29.4
对比例1	45.8	50.4	9.3
				对比例2	57.6	62.5	12.6

由上表可知，本发明制得的聚丙烯防水透气膜具有较强的力学性能，其拉伸强度和断裂伸长率都较大，完全能够满足人们日常生产生活的需求。

本发明的一种聚丙烯防水透气膜，是以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料，同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得；聚丙烯是由丙烯进行加聚反应而成的聚合物，不含有任何亲水性(极性)基团，所以具有相对较好的疏水性；通过以碳酸钙和膨润土作为填料，能够增强防水透气膜的力学性能；而松香甘油酯一方面提高反应各组分之间的润滑性，另一方面提高防水透气膜的耐候性；作为本发明的创造性之一，在反应物中加入了改性剂，改性剂用于对聚丙烯进行改性处理，改性性是以4-氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇***和(1S，2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1，3-丙二醇作为反应物，在温度为80-100℃的条件下，发生聚合反应而成；改性剂中含有氟、硝基以及苯基这些官能团，一方面能够大大提高防水透气膜的力学性能，特别是拉伸强度和断裂伸长率，另一方面还能进一步提高防水透气膜的防水透气性能，从而使得防水透气膜具有较大的透湿量。

但如果仅仅是将改性剂与聚丙烯之间进行简单的共混，其改性效果较差，无法达到理想的改性效果，这是因为改性剂在聚丙烯的分散性较差，为了提高使改性剂在聚丙烯中分散更加均匀，本发明中加入了调节剂，调节剂为4，4’-二氨基-2，2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1，2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物，在这些物质的共同作用下，能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀，大大提高了改性剂的改性作用。

此外本发明中还加入了偶联剂，偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物，偶联剂起到偶联的作用，使得无机填料与聚丙烯以及各组件之间具有较好的相容性，进一步增加防水透气膜的防水透气性以及各种力学性能。

最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性，其透湿量较大，同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率，能够满足日常生产生活的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。