一种功能性pe基淋膜专用料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种功能性pe基淋膜专用料及其制备方法和应用 (Special functional PE-based laminating material and preparation method and application thereof ) 是由 陈振树 杨友强 丁超 陈平绪 周日敏 李振华 魏金刚 陶俊浩 杨方强 许齐勇 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种功能性PE基淋膜专用料及其制备方法和应用,本发明以线性低密度聚乙烯为基体,以石油树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂复配进行界面增粘改性,不仅能显著提高PE基淋膜层与基材的粘结力,且淋膜层无麻面、褶皱、熔体破裂、均匀性差等外观缺陷,淋膜层还具有较高的韧性,可广泛应用于医疗防护、静电屏蔽场所等领域。(The invention discloses a functional PE-based laminating special material and a preparation method and application thereof, wherein linear low-density polyethylene is used as a matrix, and petroleum resin and ethylene-vinyl acetate copolymer resin are compounded to perform interface tackifying modification, so that the adhesive force of a PE-based laminating layer and a base material can be obviously improved, the laminating layer has no appearance defects such as pitted surface, wrinkles, melt fracture, poor uniformity and the like, and the laminating layer also has higher toughness, and can be widely applied to the fields of medical protection, electrostatic shielding places and the like.)
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种功能性PE基淋膜专用料及其制备方法和应用。
背景技术
淋膜，又可以称为挤出涂覆，它是将一种熔融的树脂材料流延涂覆到基材上，迅速压合冷却成型的一种工艺。如通常会在无纺布等基材上淋膜一层或多层聚乙烯功能层，赋予其高抗静电、抗菌、高防水、高韧性等性能，在医疗防护、静电屏蔽领域中都有广泛的应用。
中国专利CN101161736A(公开日2008.4.16)公开了一种聚丙烯重载集装袋专用涂覆树脂组合物，采用聚丙烯、聚乙烯、石油树脂等制得粘结力强好、防水防潮的专用涂覆料，但是使用石油树脂作为增粘剂，在淋膜生产过程中容易出现挤出涌动、粘辊、熔体破裂等现象，制得的淋膜膜面会出现麻面、褶皱，从而产生大量废品。因此，开发一款淋膜专用料，使制得的淋膜膜面光亮，不会出现麻面、褶皱的现象，且保证与基材(无纺布等)的良好粘结性，成为了行业的热点、难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有淋膜料在制备淋膜过程会出现涌动、粘辊、熔体破裂等现象，导致淋膜膜面会出现麻面、褶皱的缺陷和不足，提供一种功能性PE基淋膜专用料，用于淋膜生产时，不会出现涌动、粘辊、熔体破裂的现象，膜面光亮，不会出现麻面、褶皱的现象，同时与基材(无纺布等)具有良好的粘结性。
本发明的又一目的是提供一种功能性PE基淋膜专用料的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种功能性PE基淋膜专用料的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种功能性PE基淋膜专用料，包括如下按照质量份计算的组分制成：
线性低密度聚乙烯45～70份；
石油树脂5～8份；
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂15～22份；
其中所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔体流动速率在190℃，2.16kg为2～8g/10min。
本发明采用线性低密度聚乙烯作为基体，具有较好的延展性、成膜性、抗穿刺性、较高的韧性，再利用石油树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(EVA)复配进行界面增粘改性，能显著提高PE基淋膜层与基材的粘结力，且挤出稳定、无挤出涌动和熔体破裂等现象，淋膜膜面不会出现麻面、褶皱，外观光亮，石油树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂二者表现出了很好的协同作用，且淋膜的韧性提高。
优选地，包括如下按照质量份计算的组分制成：
线性低密度聚乙烯55～70份；
石油树脂6～8份；
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂15～22份。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔体流动速率在190℃，2.16kg时为2～6g/10min。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂的熔体流动速率的测试方法为：按照GB/T 3682-2000《热塑型速率熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》，测试温度190℃，负荷2.16kg，进行测试。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚树脂中的醋酸乙烯的质量含量为18％～26％。
优选地，所述石油树脂为碳五石油树脂和/或碳九石油树脂。
优选地，所述石油树脂的平均分子量为1000～3000。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率在190℃，2.16kg为1～8g/10min。
更优选地，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率在190℃，2.16kg时为2～7g/10min。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm3。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的拉伸强度为14～26Mpa。
优选地，还包括相容剂、纳米填料、抗静电剂、抗氧剂、加工助剂中的一种或几种。
优选地，还包括按照质量份计算的相容剂4～8份、纳米填料0～20份、抗氧剂0.5～2份、加工助剂1～2份。
本发明所述纳米填料包括但不限于纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米硫酸钡中的一种或几种。
优选地，所述纳米填料的目数为2000～5000目。
本发明所述相容剂包括但不限于聚乙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝丙烯酸、聚醋酸乙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
本发明所述相容剂包括但不限于质量比为1：2的受阻酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂。
本发明所述加工助剂包括但不限于分散剂、润滑剂中的一种或几种。
本发明所述分散剂包括但不限于含氟助剂、聚乙烯类润滑剂、硬脂酸类润滑剂酰胺类润滑剂中的一种或几种。上述分散剂具有爽滑作用。
本发明所述润滑剂包括但不限于PE蜡(617A)、乙烯基双硬脂酰胺(EBS B50)、季戊四醇酯类(LOXIOL P 861/3.5)中的一种或几种。
本发明所述抗静电剂包括但不限于硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐(抗静电剂SN)、(3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵(抗静剂LS)、N,N-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯铵(抗静电剂609)中的一种或几种。
本发明所述抗氧剂包括但不限于受阻酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂的复配物。
本发明保护上述PE基淋膜专用料的制备方法，包括如下步骤：
将低密度聚乙烯、石油树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂混合均匀后，熔融挤出，造粒干燥后制得PE基淋膜专用料，如果有相容剂、纳米填料、抗静电剂、抗氧剂、加工助剂，与低密度聚乙烯一起加入。
优选地，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机，螺杆长径比40:1～48:1。
优选地，在双螺杆挤出机中经历固体输送段、熔融段、自然排气段、混合段、真空排气后，从模头均匀挤出料条。
优选地，所述真空排气段的真空负压值-0.07～-0.12MPa。
优选地，所述造粒的各温区的温度为160～200℃，换网器和机头的温度为200～210℃，换网器的滤网目数为60～80目。
优选地，所述干燥温度为85～100℃，烘干时间为1～3h。
本发明还保护上述PE基淋膜专用料在制备医疗防护或静电屏蔽领域用PE基淋膜中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以线性低密度聚乙烯为基体，以石油树脂和乙烯-醋酸乙烯共聚树脂复配进行界面增粘改性，能显著提高PE基淋膜层与基材的粘结力，且加工过程中不会出现涌动、粘辊、熔体破裂等现象，淋膜层无麻面、褶皱等外观缺陷，并且淋膜层还具有较高的韧性，可广泛应用于医疗防护、静电屏蔽场所等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
各实施例和对比例中使用的材料：
线性低密度聚乙烯A：牌号LLDPE DFDA7042，熔体流动速率在190℃，2.16kg为2g/10min，密度为0.918g/cm3，拉伸强度为18Mpa，购买于中国石化。
线性低密度聚乙烯B：牌号LLDPE EXCEED 3518PA，熔体流动速率在190℃，2.16kg为3.5g/10min，密度为0.918g/cm3，拉伸强度为22Mpa，购买于埃克森化学。
石油树脂A：碳九石油树脂，牌号Pht-T1120，石油树脂的平均分子量为1000～3000，软化点为115℃，南京海旗环保科技有限公司。
石油树脂B：碳五石油树脂，牌号H5-1153，石油树脂的平均分子量为1000～3000，软化点为118℃，南京海旗环保科技有限公司。
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂A：牌号EVA V6110M，熔体流动速率在190℃，2.16kg为6g/10min，EVA中的醋酸乙烯的质量含量为26％，扬子巴斯夫。
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂B：牌号EVA360，熔体流动速率在190℃，2.16kg为2g/10min，，EVA中的醋酸乙烯的质量含量为25％，日本三井。
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂C：牌号EVA450，熔体流动速率在190℃，2.16kg为8g/10min，EVA中的醋酸乙烯的质量含量为18％，美国杜邦。
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂D：牌号EVA7140F，熔体流动速率在190℃，2.16kg为0.7g/10min，EVA中的醋酸乙烯的质量含量为14％，Taisox台湾台塑。
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂E：牌号EVA7620M，熔体流动速率在190℃，2.16kg为9g/10min，EVA中的醋酸乙烯的质量含量为9％，Taisox台湾台塑。相容剂：聚乙烯接枝马来酸酐(MC218)，厂商宁波能之光新材料科技股份有限公司。
纳米填料A：纳米碳酸钙(FilmLink 520)，目数为3000目，东莞市三丰化工有限公司。
纳米填料B：纳米滑石粉(TYT-777A)，目数为3000目，厦门海川达工贸有限公司。
抗氧剂：受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，亚磷酸脂类抗氧剂168，1010/168质量比为1:2。
抗静电剂：美国氰特抗静电剂(CYASTAT 609)，厦门海川达工贸有限公司。
分散剂：含氟助剂(FX-5911)，厦门海川达工贸有限公司。
实施例1～6
一种功能性PE基淋膜专用料，组分及其质量份如表1所示：
表1各实施例制备的PE基淋膜专用料的组分及其质量份
原材料
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
实施例7
线性低密度聚乙烯A
70
67
55
50
线性低密度聚乙烯B
67
45
50
石油树脂A
2
6
4
5
8
石油树脂B
3
3
6
5
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂A
12
15
22
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂B
10
17
乙烯-醋酸乙烯共聚树脂C
14
22
相容剂MC218
4
6
8
4
8
5
4
纳米填料A
8
5
0
5
15
纳米填料B
10
20
10
抗氧剂1010/168
1
2
1
2
1
2
2
抗静电剂609
1
1
1
2
2
1.5
1
分散剂FX-5911
1
1
2
2
1
1.5
1
总份数
100
100
100
100
100
100
100
对比例1～11
表2各对比例制备的PE基淋膜专用料的组分及其质量份
上述PE基淋膜专用料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将配方用料按比例称重后，投入高速混料机，混料时间60s；
S2.将S1混好的物料通过计量泵均匀地计量喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出造粒的各温区的温度为(一到九区)160、180、200、200、200、200、200、200、210℃，换网器和机头的温度为200、210℃，换网器的滤网目数为80目；物料在双螺杆中历经了固体输送段、熔融段、自然排气段、混合段、真空排气后，从模头均匀挤出料条，其中真空排气段的真空负压值≤-0.07MPa；然后再经水冷、除水、切粒、过筛、在线烘干(烘干温度为85℃，烘干时间为3h)后，制得PE基淋膜专用料。
应用
PE基淋膜专用料用于淋膜的制备方法如下：
将上述制得的功能性PE基淋膜专用料投入单螺杆挤出机，物料经熔融塑化、熔体除杂过滤后，均匀泵送至模腔，经模腔蓄压后均匀地从模头出口挤出，挤出的熔体通过热粘接作用与无纺布粘接一起，在无纺布上形成淋膜层；所述的单螺杆挤出温度为210℃；所述的过滤除杂用的滤网目数为80、200、30，所述的淋膜层可通过调整螺杆转速来调控厚薄。
性能测试
1、淋膜专用料的测试方法
(1)拉伸强度、横向伸长率：根据GB/T 1040.3-2006的测定方法进行测定；
(2)挤出外观：取5克物料放入熔体流动测试仪，在190℃下预热4分钟后，放上负荷21.6kg的砝码让物料在负荷条件下被挤出，观测挤出料条的外观。
(3)粘接情况：选择100mm*100mm*2mm的方板模具，将无纺布贴在注塑模腔内，物料在同等注塑压力和速度下，熔融挤出注塑后，无纺布将粘在方板上，通过观察、测试方板与无纺布的粘接情况判断粘接性能。
2、测试结果
表3各实施例性能测试结果
测试项目
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
实施例7
拉伸强度(,MPa)
26.7
25.9
26.4
26.5
26.1
26
25.5
横向伸长率(％)
876
869
892
863
850
855
876
挤出外观
光亮
光亮
光亮
光亮
光亮
光亮
光亮
粘接情况
牢固
牢固
牢固
牢固
牢固
牢固
牢固
表4各对比例性能测试结果
由表3和表4可知，采用本发明各实施例的PE基功能性淋膜专用料，淋膜外观都是光亮的、且粘接牢固；且力学强度较高，韧性较好，而对比例1～7的PE基淋膜专用料，虽然大部分机械性能与实施例相当，但是在淋膜过程出现均出现麻面、褶皱等外观缺陷，对比例3甚至出现了熔体破裂，其中对比例1改变了石油树脂的含量，淋膜出现了褶皱；对比例2降低了EVA的含量，粘结不牢固，淋膜出现了麻面；对比例3更换了低熔指的EVA并提高了2份EVA的含量，结果出现了熔体破裂且没粘住；对比例4在对比例2的基础上增加4份EVA的含量，结果还是出现麻面；对比例5未添加任何EVA，淋膜出现了褶皱且没粘结住；对比例6未添加任何石油树脂，淋膜出现了褶皱；对比例7在对比例6的基础上减少LLDPE含量增加EVA含量，结果淋膜褶皱更加严重；对比例8和9，所选的EVA熔指小于1g/10min，结果出现了熔体破裂且没粘住；对比例10和11，所选的EVA熔指大于8g/10min，淋膜粘的牢固但是出现了褶皱。可见，本发明制得的PE基功能性淋膜专用料，制得的膜外观没有缺陷且与基材粘接牢固，韧性好，可应用于医疗防护、静电屏蔽领域中。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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