超高性能塑料薄膜及其製備方法和複合材料的製作方法

2023-05-27 23:27:36 1

超高性能塑料薄膜及其製備方法和複合材料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及超高性能塑料薄膜及其製備方法，所述薄膜為一層或多層結構，以重量百分含量計，所述薄膜中至少有任意一層結構採用如下配方：茂金屬線性低密度聚乙烯0~100%、線性低密度聚乙烯0~100%、低密度聚乙烯0~80%、超低密度聚乙烯0~60%、高密度聚乙烯0~60%、添加劑0~30%。本發明還涉及由本發明的超高性能塑料薄膜與纖維材料複合製得的複合材料，該複合材料用於手術臺布時具有現有手術臺布數倍的性能，如拉伸強度、抗衝擊強度和抗撕裂性能等。
【專利說明】超高性能塑料薄膜及其製備方法和複合材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及超高性能塑料薄膜及其製備方法，以及由該薄膜與纖維材料複合製得的複合材料。
【背景技術】
[0002]高分子材料，或稱塑料或樹脂，由於其優異的可塑性，可以根據用途被加工成各種產品，其中聚乙烯由於原材料易於獲取，容易加工，價格低廉且無味無毒而得到廣泛的應用。聚乙烯同時也是應用在如注塑件、擠出管材和吹塑製件，以及用流延和吹膜工藝製得的薄膜等領域主要的材料之一。 [0003]用聚乙烯製得的薄膜也被廣泛應用於醫用產品中，如手術臺布、手術衣、病理標本袋、隔離材料、集液袋、梅氏套、指手套、醫療設備罩和手術鋪巾等，其中手術臺布是主要的產品之一。這些薄膜產品需要具有一定的強度以達到防止交叉感染的功能，隨著醫療技術的發展以及各種新型傳染病毒的出現(特別是禽流感、SARS和口蹄疫等高傳染性疾病)，對產品的防止交叉感染的功能需求越來越高，而目前市面上現有的醫用薄膜特別是手術臺布的性能已無法滿足新的需求，因此，亟待開發出一種新的具有更高性能的薄膜，確保在使用中不被破壞以降低交叉感染的可能性，例如在高強度的拉伸下不斷裂，在高衝擊力下不穿破和在強力撕扯下不裂開等。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供超高性能塑料薄膜及其製備方法。
[0005]本發明同時還提供複合材料及其製備方法。
[0006]為解決以上技術問題，本發明採用如下技術方案:
[0007]本發明的複合材料，是由超高性能塑料薄膜通過複合工藝與各種天然或非天然的纖維材料複合而製得。
[0008]所述天然纖維材料可以是紙類、棉布類或其他天然纖維；所述非天然纖維材料可以是各種類型的無紡布類，所述無紡布類可以為丙綸、滌綸或其他合成纖維。依據最終產品的用途及功能需求，纖維材料可具有不同的特性，如吸水性、疏水性、抗靜電性能、防滑性能或耐磨性等。所述複合材料可用作手術臺布或其他需要高強度材料的領域，用作手術臺布的與薄膜複合的無紡布類、紙類或紡織品類等材料須具有親水性，而其他用途的複合材料則可以具有親水性或疏水性。
[0009]所述複合工藝可以是所述薄膜生產時在線直接熱貼合，也可以是所述薄膜成型後通過膠水貼合，所述通過膠水貼合可以是機器上膠或噴膠，所述膠水可以是熱熔膠、水溶膠、反應型膠水或其他粘合材料。
[0010]所述薄膜為一層或多層結構，以重量百分含量計，所述薄膜中至少有任意一層結構採用如下配方:茂金屬線性低密度聚乙烯O~100%、線性低密度聚乙烯O~100%、低密度聚乙烯O~80%、超低密度聚乙烯O~60%、高密度聚乙烯O~60%、添加劑O~30%，其中，所述茂金屬線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，所述線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min。上述熔融指數的測量均根據ASTM D1238的標準方法測試(190°C、2.16KG)。而本發明的超高性能塑料薄膜為多層結構時，其可以由低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴衍生物中的一種或幾種的組合及添加劑混合製得。
[0011]優選地，以重量百分含量計，所述薄膜中至少有任意一層結構採用如下配方:茂金屬線性低密度聚乙烯50~95%、線性低密度聚乙烯O~50%、低密度聚乙烯O~25%、超低密度聚乙烯O~25%、高密度聚乙烯O~25%、添加劑0.5~20%。
[0012]所述添加劑為色母粒、抗靜電劑、抗氧劑、爽滑劑、開口劑、熱穩定劑、光穩定劑、阻燃劑和填充劑中的一種或幾種的組合。
[0013]優選地，所述薄膜為N層結構時，所述N層結構中有任意M層結構採用本發明的上述配方，其中，2≤M≤N，2≤N，M、N均為整數。
[0014]進一步優選地，所述薄膜為N層結構時，所述N層結構均採用本發明的上述配方。
[0015]針對不同的用途，本發明所述薄膜的多層結構中其任意層可以採用相應的配方以達到特殊的功能，如，其任意層可以採用提高柔軟度的材料的配方以提高柔軟度；或任意層可以採用提高薄膜與其他物質表面的貼合強度的材料的配方以達到貼合效果，但這些多層結構的薄膜都基於至少任意一層採用本發明的上述配方。
[0016]本發明所述薄膜為光面薄膜，或所述薄膜為表面具有花紋形狀的薄膜。所述薄膜的厚度為0.005mm~1.000mm。
[0017]一種上述薄膜的製備方法，所述製備方法為:按配方，將製備所述薄膜的原料混合後，送入擠出機通過T型模頭流延出，然後經冷卻，牽引，收卷。
[0018]另一種上述薄膜的製備方法，所述製備方法為:按配方，將製備所述薄膜的原料混合後，送入擠出機通過環形模頭流出，冷卻後成為筒狀薄膜，所述筒狀薄膜由人形夾板和牽引輥牽引後，經過單剖或雙剖或不剖處理，最後由收卷裝置收卷。
[0019]由於上述技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0020]本發明的薄膜具有較高的拉伸強度、抗衝擊強度和抗撕裂強度性能，拉伸強度可達國家吹塑包裝用薄膜標準GB/T4456-2008的3倍以上，落鏢衝擊可達國家吹塑包裝用薄膜標準GB/T4456-2008的8倍以上。
[0021]本發明的薄膜應用於手術臺布時，具有現有手術臺布數倍的拉伸強度、抗衝擊強度和抗撕裂強度，拉伸強度是現有手術臺布的2倍以上，落鏢衝擊是現有手術臺布的4倍以上，抗撕裂強度是現有手術臺布的I倍以上。
[0022]本發明的薄膜的性能大幅超越了市面上現有薄膜的性能，除應用於手術臺布外，也可用於工業和民用包裝薄膜、醫用薄膜和其他所有需要高強度的塑料薄膜領域。
[0023]本發明的薄膜具有超高的性能，在無需超高性能的薄膜應用上，可以在大幅減少材料用量的同時保持性能不變，具有極高的經濟效益。
[0024]本發明的薄膜，可以與天然或非天然的纖維材料通過各種複合工藝製得各種複合材料，同樣具有現有同類複合產品數倍的拉伸強度、抗衝擊強度和抗撕裂強度。
[0025]說明書附圖
[0026]圖1為本發明薄膜採用的流延工藝示意圖；
[0027]圖2為本發明薄膜採用的吹膜工藝示意圖；
[0028]圖3為本發明複合材料採用的流延淋膜熱貼合工藝示意圖；
[0029]圖4為本發明複合材料採用的膠貼合工藝示意圖；
[0030]圖5為本發明複合材料的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明的超高性能塑料薄膜401，其為一層或多層結構，以重量百分含量計，薄膜401中至少有任意一層結構採用如下配方:茂金屬線性低密度聚乙烯O~100%、線性低密度聚乙烯O~100%、低密度聚乙烯O~80%、超低密度聚乙烯O~60%、高密度聚乙烯O~60%、添加劑O~30%，其中，茂金屬線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min，低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min，超低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，高密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min。
[0032]本發明涉及製備薄膜的兩種方法，一種為流延工藝，另一種為吹膜工藝。
[0033]本發明涉及的薄膜採用的流延工藝(如圖1所示)，其具體步驟為:`[0034]( I)將按照薄膜配方配好的原料吸入混合機101中，進行攪拌混合；
[0035](2)混合後的粒子原料吸入擠出機進料鬥201 ；
[0036](3)原料經進料鬥201後進入擠出機202內部，擠出機202對原料進行熔融塑化，擠出機各段溫度設定為:擠出機一段溫度:140~180°C ;擠出機二段溫度:190~230°C ；擠出機三段溫度:225~265°C ;擠出機四段溫度:250~290°C ;擠出機五段溫度:250~290°C，接頭換網處溫度為250~290°C ；
[0037](4)熔融的物料由擠出機202進入T型模頭203，T型模頭203共13個區，各區溫度設定均為250~290°C ；
[0038](5)由T型模頭203出來的物料在重力的作用下流到壓花冷卻輥301上，物料經壓花和冷卻之後成為薄膜401，薄膜401經牽引輥302牽引和拉伸；
[0039](6)薄膜401由收卷裝置303收卷，薄膜401的收卷速度依產品規格而定，優選為50 ~150m/mino
[0040]本發明涉及的薄膜採用的吹膜工藝(如圖2所示)，其具體步驟為:
[0041](I)將按照薄膜配方配好的原料吸入混合機101中，進行攪拌混合；
[0042](2)混合後的粒子原料吸入擠出機進料鬥201 ；
[0043](3)原料經進料鬥201後進入擠出機202內部，擠出機202對原料進行熔融塑化，擠出機各段溫度設定為:擠出機一段溫度:140~180°C;擠出機二段溫度:160~200°C;擠出機三段溫度:170~210°C ；
[0044](4)熔融的物料由擠出機202進入環型模頭204，環型模頭溫度設定為170~210。。；
[0045](5)物料由環型模頭擠出成為筒狀薄膜401，筒狀薄膜401經由壓花冷卻輥301壓花和冷卻，然後由牽引輥302牽引和拉伸；
[0046](6)筒狀薄膜401由收卷裝置303收卷，同時收卷時可根據需要對筒狀薄膜401進行單剖、雙剖或者不剖處理，薄膜401的收卷速度依產品規格而定，優選為20~150m/min。
[0047]本發明的複合材料由上述薄膜通過複合工藝與天然或非天然的纖維材料複合而製得。所述複合工藝為薄膜生產時在線直接熱貼合或薄膜成型後通過膠水貼合。如圖5所示，複合材料601包括薄膜401和貼合在薄膜401上的纖維材料501，薄膜401為兩層結構。
[0048]本發明涉及的複合材料採用的流延淋膜熱貼合工藝(如圖3所示)，其具體步驟為:
[0049]( I)將按照薄膜配方配好的原料吸入混合機101中，進行攪拌混合；
[0050](2)混合後的粒子原料吸入擠出機進料鬥201 ；
[0051](3)原料經進料鬥201後進入擠出機202內部，擠出機對原料進行熔融塑化；
[0052](4)熔融的原料由擠出機202進入T型模頭203 ；
[0053](5)由T型模頭203出來的原料在重力的作用下流到壓花冷卻輥301上，無紡布纖維材料501從熔融的薄膜401的一側被牽引至與熔融的薄膜401在壓力下實現貼合後成為複合材料601，複合材料601經壓花和冷卻之後經牽引輥302牽引和拉伸；
[0054](6)複合材料601被牽引至收卷裝置303收卷。
[0055]本發明涉及的複合材料採用線上膠貼合的工藝(如圖4所示)，其具體步驟為:
[0056](I)將已經製得的薄膜401牽引至熱熔膠機的噴槍701下方的輥上，由噴槍701將熱熔膠噴到薄膜401上；
[0057](2)纖維材料501由噴槍701的另一側被牽引至噴槍701下方的輥上，並與已經噴完膠的薄膜401複合成為複合材料601 ；
[0058](3)複合材料601被牽引至收卷裝置進行收卷。
[0059]下面通過具體的實施例來進一步說明本發明的超高性能塑料薄膜。
[0060]實施例1
[0061]本實施例中的超高性能塑料薄膜為單層結構,製備時選取單層擠出流延工藝,製備的薄膜厚度為0.097mm。
[0062]薄膜的配方重量組成如下:9.52%的超低密度聚乙烯、85.72%的茂金屬線性低密度聚乙烯、3.33%的色母，1.43%的其他添加劑。
[0063]由上述配方製得的塑料薄膜，其性能與市面上現有手術臺布性能對比如下:
[0064]
【權利要求】
1.超高性能塑料薄膜，所述薄膜為一層或多層結構，其特徵在於，以重量百分含量計，所述薄膜中至少有任意一層結構採用如下配方:茂金屬線性低密度聚乙烯0-ιοο%、線性低密度聚乙烯0~100%、低密度聚乙烯0~80%、超低密度聚乙烯0~60%、高密度聚乙烯0~60%、添加劑0-30%，其中，所述茂金屬線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，所述線性低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5lg/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.5~8g/10min。
2.根據權利要求1所述的薄膜，其特徵在於，以重量百分含量計，所述薄膜中至少有任意一層結構採用如下配方:茂金屬線性低密度聚乙烯50、5%、線性低密度聚乙烯0-50%、低密度聚乙烯0~25%、超低密度聚乙烯0~25%、高密度聚乙烯0~25%、添加劑0.5~20%。
3.根據權利要求1所述的薄膜，其特徵在於，所述薄膜的厚度為0.005mnTl.000mm。
4.根據權利要求1所述的薄膜，其特徵在於，所述薄膜為光面薄膜，或所述薄膜為表面具有花紋形狀的薄膜。
5.如權利要求1~4中任一項權利要求所述薄膜的製備方法，其特徵在於，所述製備方法為:按配方，將製備所述薄膜的原料混合後，送入擠出機通過T型模頭流延出，然後經冷卻，牽引，收卷。
6.如權利要求1~4中任一項權利要求所述薄膜的製備方法，其特徵在於，所述製備方法為:按配方，將製備所述薄膜的原料混合後，送入擠出機通過環形模頭流出，冷卻後成為筒狀薄膜，所述筒狀薄膜由人形夾板和牽引輥牽引後，經過單剖或雙剖或不剖處理，最後由收卷裝置收卷。
7.一種複合材料,其特徵在於,所述複合材料為權利要求1~4中任一項權利要求所述薄膜通過複合工藝與天然或非天然的纖維材料複合而製得。`
8.根據權利要求7所述的複合材料，其特徵在於，所述天然纖維材料為紙類或棉類。
9.根據權利要求7所述的複合材料，其特徵在於，所述非天然纖維材料為無紡布類。
10.根據權利要求7所述複合材料，其特徵在於，所述複合工藝為所述薄膜生產時在線直接熱貼合或所述薄膜成型後通過膠水貼合。
【文檔編號】B32B27/12GK103724791SQ201410001402
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】蘇昭銘, 傅炳榮, 王歡, 安淑英, 李耿裕 申請人:蘇州艾興無紡布製品有限公司