一种透气膜的吹制方法

文档序号:598026 发布日期:2021-05-28 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种透气膜的吹制方法 (Blowing method of breathable film ) 是由 刘文艺 岳宇 蹇刚 岳净夫 李建平 于 2020-12-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种透气膜的吹制方法,其包括以下步骤,原料混料、吹膜成型、风环冷却、薄膜定型,得到成品透气膜。本发明通过改善风环冷却和薄膜定型的条件,以初步平衡透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性,并通过电晕处理进一步提高透气膜的抗静水压性能,在兼顾高效的基础上,实现了透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高。(The invention provides a method for blowing a breathable film, which comprises the following steps of mixing raw materials, blowing the film for forming, cooling an air ring, and shaping the film to obtain a finished breathable film. According to the invention, the hydrostatic pressure resistance, the air permeability and the moisture permeability of the breathable film are initially balanced by improving the conditions of air ring cooling and film shaping, the hydrostatic pressure resistance of the breathable film is further improved by corona treatment, and the hydrostatic pressure resistance, the air permeability and the moisture permeability of the breathable film are jointly improved on the basis of high efficiency.)

一种透气膜的吹制方法

技术领域

本发明涉及塑料薄膜的技术领域,尤其是涉及一种透气膜的吹制方法。

背景技术

塑料薄膜就其成型方式而言,主要分为挤出法和压延法两大类,而挤出法又分为挤出吹制和挤出流延两种。目前,国内市场传统聚乙烯微孔透气膜几乎采用流延法生产,传统聚乙烯微孔透气薄膜主要存在如下几个难以避免和解决的问题:

1)减量化是目前全球塑料行业发展方向,流延法生产的聚乙烯微孔透气膜在行业内最低平方克重极限为15gsm,如果需要定位精确印刷图案,最低平方克重的聚乙烯微孔透气膜由于易于发生拉伸变形所以无法用于正常卫生用品生产;

2)传统聚乙烯微孔透气膜的物理机械性能随着平方克重的减少,薄膜的拉伸、透气性能也随之降低,且传统聚乙烯微孔透气膜容易发生变形和被拉伸现象,导致透气膜生产过程中废品率高;

3)因流延法通常进行两次拉伸后成型,透气膜出现两次缩颈后,边料剔除多,生产消耗过高。

由于市场对功能性薄膜等的强劲需求以及共挤技术的发展,同时与挤出流延和压延法相比,挤出吹制设备投资少、占地面积小,且吹制得到的薄膜纵横向性能较均衡,近年来挤出吹制薄膜得到了迅猛发展。薄膜吹制法是通过挤出机把原料熔融挤成薄管,然后趁热用压缩空气将它吹胀,经冷却定型后即得薄膜制品的方法。

虽然吹制得到的透气膜解决了原先流延方法带来的拉伸、透气性能不佳的问题,但是对于卫生用品而言,在确保卫生用品的功能性基础上,即吸收液体后不渗漏的基础上,需要具有较高的舒适度。其中,吸收液体后不渗漏就要求透气膜的抗静水压性能高,舒适度高就要求透气膜具有较好的透气性和透湿性。现有的吹制得到的透气膜如果将抗静水压性能提高后,其透气性和透湿性会很难达到要求,如果将透气性和透湿性进行提升后,其抗静水压性能会很难达到要求,因此急需一种透气膜的吹制方法来解决如何实现透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高的问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种透气膜的吹制方法,其解决了现有技术中存在的如何实现透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高的问题。

根据本发明的实施例,一种透气膜的吹制方法,其包括以下步骤,S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和混合助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;S2吹膜成型,将所述S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;S3风环冷却,将所述S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;S4薄膜定型,将所述S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至70-90℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;S5电晕处理,将所述S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜。

通过采用上述技术方案,碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和混合助剂在熔融过程中会交联改性并形成熔融的树脂材料,以便吹膜形成管状薄膜;在风环冷却过程中,双风环薄膜冷却装置通过设置上风环和下风环使管状薄膜逐步降温,避免了原先管状薄膜因经过一个风环温度骤降而导致其变形的情况,进而保证管状薄膜的纵横向性能较为均衡;然后管状薄膜折叠并形成片状薄膜,在70-90℃下预热后再进行拉伸定型,能使得片状薄膜中的树脂材料均匀延展开,在保证片状薄膜拉伸性能的同时,能降低片状薄膜的单位克重,同时有利于碳酸钙无机填料在片状薄膜表面形成分布均匀、直径适宜的微孔,以初步平衡透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性;最后,极板利用高频率高电压在被处理的透气膜半成品表面电晕放电,而产生低温等离子,使得透气膜半成品表面产生游离基反应而使聚乙烯基材进一步发生交联,其中产生的离子体由电击渗透入上述微孔内并对透气膜半成品进行表面改性,在增加透气膜表面性能的同时,能进一步提高透气膜的抗静水压性能;综上所述,本发明的方法通过改善风环冷却和薄膜定型的条件,以初步平衡透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性,并通过电晕处理进一步提高透气膜的抗静水压性能,在兼顾高效的基础上,实现了透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高。

进一步的,所述S1中,包括以下步骤,S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,搅拌混匀,得到200.5份碳酸钙无机填料;S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌3-5min后,加入0.6份硬脂酸,调温至90-100℃,超声分散3-5h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,常温搅拌混匀,得到13.3份混合助剂;S14将双螺杆挤出机调温至120-130℃,再将S12的混合基材和7.3份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;S15将双螺杆挤出机调温至120-130℃,再将S15的母粒和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

首先,在碳酸钙无机填料中,聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油能促使超细重质碳酸钙和二氧化硅作为基本骨架分散在树脂材料内,同时在石墨烯表面沉积二氧化硅薄层,阻碍了石墨烯片层之间的ππ堆叠作用,实现了石墨烯的均匀分散;在此基础上,将石墨烯、纳米二氧化钛和纳米银作为微粒填充物均匀分散在树脂材料中,既降低超细重质碳酸钙的使用量,直接避免了超细重质碳酸钙量过大与聚乙烯基材之间的相容性问题,又提高了树脂材料的吸附性能、透气性和透湿性,并具有良好的抗菌性、以及除甲醛和抗紫外线老化的作用;其次,马来酸酐接枝低密度聚乙烯同聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉共混后,能改善聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉表面的极性、耐电晕性能、以及与硅烷偶联剂之间的接枝率,在此基础上形成的低密度聚乙烯体系混入上述比例的茂金属线性低密度聚乙烯,在控制成本、提高相容性的情况下,能有效提高树脂材料的拉伸性能,促使碳酸钙无机填料在片状薄膜表面形成分布均匀、直径适宜的微孔;然后,在超声条件下,能提高茂金属低密度聚乙烯的力学性能,并有利于硅烷偶联剂对聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉进行硅烷接枝,再利用硬脂酸对聚乙烯基材进行改性,有利于控制树脂材料各组分的交联反应,在确保其高度分散的同时,在加工过程中可有效减少树脂材料的熔体缺陷,避免在挤出过程中,聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油在高温下发生碳化而积聚在模头孔口处,进而避免引起挤出不稳定、产品不均匀等现象;最后,混合助剂主要起到调节树脂材料的粘度、增加树脂材料的加工稳定性和长效稳定性的作用,从而使树脂材料具有较佳柔韧性和耐寒性,进而提高树脂材料制备的透气膜的拉伸性能,将混合助剂分成两份并分别在制粒前后分批投入,能进一步提高树脂材料的塑性,使得制备得到的透气膜能具有较好的抗静水压性能。

优选的,所述S11中,搅拌温度为50-60℃,转速为600-800r/min,时间为10-20min。该搅拌条件下,超细重质碳酸钙钛酸钙、二氧化硅基底单晶单层石墨烯、纳米二氧化钛负载银离子和聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油能被充分混匀。

优选的,所述S13中,常温搅拌转速为500-1000r/min,时间为3-5min。该搅拌条件下,碳酸钙无机填料和聚乙烯基材能被充分混匀。

优选的,所述S15中,预先对所述母粒进行如下处理,将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在14-15kPa下升温至190-200℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使所述活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至700-800℃,保温60-90min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到处理后的母粒。PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物生成的活化蒸汽能对母粒表面进行活化,使得母粒表面具有优良的成膜、分散、吸附性能,在便于母粒储存转移的同时,便于母粒再次熔融后的均匀分散和相容。

进一步的,所述S2中,吹膜机的熔融段温度为160-180℃,模头温度为180-190℃,吹胀比为2.0-4.0;螺杆的长径比为(25-35):1,螺杆起步转速为15-25r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min。该条件下获得的管状薄膜的厚度较为均匀,且便于后续的拉伸操作。

进一步的,所述S3中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为4-6m/s,下层风环的空气温度为140-160℃,上层风环的空气温度为220-240℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m。风环的出风口通常是位于其内侧表面上的,在上述的空气速度和空气温度下,管状薄膜能避免聚乙烯的分子链接触取向结构,进而避免管状薄膜收缩变形;具体表现为,在管状薄膜通过下层风环时,管状薄膜会从250℃以上冷却至140-160℃,其冷却温差适宜,能使得管状薄膜在冷霜线处冷却塑化,然后管状薄膜会通过上层风环,此时管状薄膜被上层风环预热至200℃以上,以便于后续管状薄膜折叠为片状薄膜,有利于提高透气膜的生产效率。

进一步的,所述S4中,拉伸温度为90-105℃,定型温度为105-115℃。在该温度下,有利于碳酸钙无机填料在片状薄膜表面形成分布均匀、直径适宜的微孔,以初步平衡透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性。

进一步的,所述S5中,极板的轰击强度为8.5-9.0W·min/m。在上述轰击强度下,极板之间的空气量能处于一种相对稳定状态,并激活较多的氧分子,使得含氧官能团驻极到透气膜表面,实现了透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高。

相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:通过改善风环冷却和薄膜定型的条件,以初步平衡透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性,并通过电晕处理进一步提高透气膜的抗静水压性能,在兼顾高效的基础上,实现了透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例

实施例1:本发明公开了一种透气膜的吹制方法,包括以下步骤,

S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;

S2吹膜成型,将S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;其中,吹膜机的熔融段温度为160℃,模头温度为180℃,吹胀比为2.0,螺杆的长径比为25:1,螺杆起步转速为15r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min;

S3风环冷却,将S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;其中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为4m/s,下层风环的空气温度为140℃,上层风环的空气温度为220℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m;

S4薄膜定型,将S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至90℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;其中,拉伸温度为105℃,热定型温度为115℃;

S5电晕处理,将S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜;其中,极板的轰击强度为8.5W·min/m。

另外,S1的具体步骤为,

S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,调温至50℃,600r/min,恒温搅拌10min,得到200.5份碳酸钙无机填料;

S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌3min后,加入0.6份硬脂酸,调温至90℃,超声分散3h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;

S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,500r/min,常温搅拌3min,得到13.3份混合助剂;

S14将双螺杆挤出机调温至120℃,再将S12的碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材和7.3份混合助剂混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;

S15将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在14kPa下升温至190℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至700℃,保温60min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到树脂半成品;

S16将双螺杆挤出机调温至120℃,再将S15的树脂半成品和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

实施例2:本发明公开了一种透气膜的吹制方法,包括以下步骤,

S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;

S2吹膜成型,将S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;其中,吹膜机的熔融段温度为165℃,模头温度为185℃,吹胀比为2.0,螺杆的长径比为35:1,螺杆起步转速为20r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min;

S3风环冷却,将S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;其中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为5m/s,下层风环的空气温度为150℃,上层风环的空气温度为230℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m;

S4薄膜定型,将S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至85℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;其中,拉伸温度为100℃,热定型温度为110℃;

S5电晕处理,将S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜;其中,极板的轰击强度为8.6W·min/m。

另外,S1的具体步骤为,

S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,调温至55℃,650r/min,恒温搅拌15min,得到200.5份碳酸钙无机填料;

S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌4min后,加入0.6份硬脂酸,调温至95℃,超声分散5h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;

S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,600r/min,常温搅拌4min,得到13.3份混合助剂;

S14将双螺杆挤出机调温至125℃,再将S12的碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材和7.3份混合助剂混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;

S15将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在15kPa下升温至200℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至750℃,保温70min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到树脂半成品;

S16将双螺杆挤出机调温至125℃,再将S15的树脂半成品和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

实施例3:本发明公开了一种透气膜的吹制方法,包括以下步骤,

S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;

S2吹膜成型,将S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;其中,吹膜机的熔融段温度为170℃,模头温度为190℃,吹胀比为3.0,螺杆的长径比为30:1,螺杆起步转速为25r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min;

S3风环冷却,将S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;其中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为5m/s,下层风环的空气温度为160℃,上层风环的空气温度为240℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m;

S4薄膜定型,将S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至80℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;其中,拉伸温度为95℃,热定型温度为105℃;

S5电晕处理,将S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜;其中,极板的轰击强度为8.7W·min/m。

另外,S1的具体步骤为,

S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,调温至60℃,700r/min,恒温搅拌20min,得到200.5份碳酸钙无机填料;

S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌5min后,加入0.6份硬脂酸,调温至100℃,超声分散4h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;

S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,750r/min,常温搅拌5min,得到13.3份混合助剂;

S14将双螺杆挤出机调温至130℃,再将S12的碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材和7.3份混合助剂混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;

S15将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在14kPa下升温至195℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至800℃,保温75min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到树脂半成品;

S16将双螺杆挤出机调温至130℃,再将S15的树脂半成品和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

实施例4:本发明公开了一种透气膜的吹制方法,包括以下步骤,

S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;

S2吹膜成型,将S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;其中,吹膜机的熔融段温度为175℃,模头温度为185℃,吹胀比为3.0,螺杆的长径比为25:1,螺杆起步转速为18r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min;

S3风环冷却,将S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;其中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为6m/s,下层风环的空气温度为150℃,上层风环的空气温度为230℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m;

S4薄膜定型,将S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至75℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;其中,拉伸温度为90℃,热定型温度为110℃;

S5电晕处理,将S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜;其中,极板的轰击强度为8.8W·min/m。

另外,S1的具体步骤为,

S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,调温至60℃,750r/min,恒温搅拌15min,得到200.5份碳酸钙无机填料;

S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌4min后,加入0.6份硬脂酸,调温至90℃,超声分散3h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;

S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,900r/min,常温搅拌3min,得到13.3份混合助剂;

S14将双螺杆挤出机调温至120℃,再将S12的碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材和7.3份混合助剂混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;

S15将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在15kPa下升温至195℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至700℃,保温80min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到树脂半成品;

S16将双螺杆挤出机调温至125℃,再将S15的树脂半成品和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

实施例5:本发明公开了一种透气膜的吹制方法,包括以下步骤,

S1原料混料,按照重量份称取各原料,将碳酸钙无机填料、聚乙烯基材和助剂混匀、熔融挤出,得到树脂材料;

S2吹膜成型,将S1制得的树脂材料在单螺杆吹膜机上吹膜成型,得到管状薄膜;其中,吹膜机的熔融段温度为180℃,模头温度为185℃,吹胀比为4.0,螺杆的长径比为35:1,螺杆起步转速为22r/min,随后根据薄膜收卷速度逐渐加快螺杆速度,螺杆的最大转速为80r/min;

S3风环冷却,将S2的管状薄膜穿设过双风环薄膜冷却装置,并通过引入管状薄膜内空间的气体介质使管状薄膜膨胀并冷却;其中,双风环薄膜冷却装置的空气速度为6m/s,下层风环的空气温度为160℃,上层风环的空气温度为240℃,以使管状薄膜冷霜线距离吹膜机模头3m;

S4薄膜定型,将S3的管状薄膜依次由人字板夹拢和过渡辊折叠过渡,然后将薄膜预热至70℃,进行拉伸和热定型处理,得到透气膜半成品;其中,拉伸温度为100℃,热定型温度为110℃;

S5电晕处理,将S4得到的透气膜半成品通过带有高压电的极板之间,并通过高压电轰击薄膜半成品的外侧表面,然后切边、收卷,得到成品透气膜;其中,极板的轰击强度为9.0W·min/m。

另外,S1的具体步骤为,

S11依次将120份超细重质碳酸钙钛酸钙、50份二氧化硅基底单晶单层石墨烯、30份纳米二氧化钛负载银离子和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,调温至50℃,800r/min,恒温搅拌20min,得到200.5份碳酸钙无机填料;

S12在搅拌状态下,依次向S11的碳酸钙无机填料内加入20份茂金属线性低密度聚乙烯、60份马来酸酐接枝低密度聚乙烯、20份聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯层压粉和0.6份硅烷偶联剂,继续搅拌3min后,加入0.6份硬脂酸,调温至100℃,超声分散4h,得到300.5份碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材;

S13依次将3份苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙基己酯/月桂醇丙烯酸酯共聚物、3份聚己内酯、0.4份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份三(壬基苯酚)亚磷酸酯、0.2份双十三醇硫代二丙酸酯、2份胶体二硫化钼、4份二异硬脂醇二聚亚油酸酯和0.5份聚氧乙烯醚-40氢化蓖麻油加入搅拌机中,1000r/min,常温搅拌5min,得到13.3份混合助剂;

S14将双螺杆挤出机调温至130℃,再将S12的碳酸钙无机填料和聚乙烯基材的混合基材和7.3份混合助剂混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却切粒,得到母粒;

S15将PVP/VA/丙酸乙烯酯共聚物溶于水中,并在14kPa下升温至200℃,生成活化蒸汽,然后以氮气为载体,使活化蒸汽与S14的母粒接触,并调温至800℃,保温90min,接着停止加入活化蒸汽,并降温至室温,得到树脂半成品;

S16将双螺杆挤出机调温至125℃,再将S15的树脂半成品和6份混合助剂混合后投入双螺杆挤出机中熔融挤出,得到树脂材料。

性能检测试验

将依据上述实施例制备得到的透气膜进行克重、厚度、拉伸性能、水蒸气透过率和抗静水压检测,检测结果如表1所示。其中,克重的检测方法参见GB/T 31729-2015,厚度的检测方法参见GB/T 6672-2001,拉伸性能的检测方法参见GB/T 1040.1-2018,水蒸气透过率的检测方法参见GB/T 30412-2013,抗静水压的检测方法参见ISO 811-1981。

表1

检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
厚度(μm) 2.3 3.2 2.2 3.1 2.1
克重(g/cm<sup>3</sup>) 12.3 11.5 11.8 11.7 12.0
幅宽(mm) 3200.0 3200.0 3200.0 3200.0 3200.0
拉伸倍率(%) 4000.0 4000.0 4000.0 4000.0 4000.0
生产速度(m/min) 195.0 195.0 215.0 215.0 230.0
产量(kg/h) 438.0 442.0 503.6 467.6 483.9
电耗(kw/T) 504.0 501.0 447.0 458.0 475.0
10%定伸(N) 7.5 5.1 7.3 7.2 6.9
2.3 1.7 2.1 2.2 2.0
纵向拉力(N) 15.0 11.9 15.1 16.9 15.9
纵向延伸率(%) 49.2 56.9 50.1 48.3 43.0
横向拉力(N) 1.3 1.3 1.9 1.8 2.0
横向延伸率(%) 121.3 140.0 107.0 106.6 128.4
水蒸气透过率(g/(cm<sup>3</sup>·24h)) 3745 3260.0 2763.0 2621.0 3399.0
静水压(mbar) 9325 8382.0 8993.0 8712.0 9841.0

由表1可以看出,采用本发明的方法制备得到的透气膜,其兼具了厚度小、克重低和拉伸性能好的优点,在此基础上,透气膜的水蒸气透过率和抗静水压较为均衡,实现了透气膜的抗静水压性能、透气性和透湿性的共同提高。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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