本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，公開了一種高透氣率復(fù)合透氣膜的原料組成及其制備方法和由該原料制備的高透氣率復(fù)合透氣膜。
背景技術(shù)：
：常規(guī)的塑料薄膜是不透氣的，通過單向或雙向拉伸超微細(xì)無機(jī)粉體改性后的塑料薄膜形成無數(shù)互通的微孔（每平方米約有1010個(gè)孔徑在0.1μm～5μm的微孔），從而對(duì)空氣和水蒸汽具有良好的透過性，但因液體存在表面張力而對(duì)液體具有阻隔性，這種薄膜被稱為透氣微孔膜，簡(jiǎn)稱透氣膜。其原理是，超微細(xì)無機(jī)粉體改性的塑料薄膜在適當(dāng)?shù)耐饬熳饔孟拢酆衔锘w與剛性無機(jī)粉體界面剝離，聚合物延展形成孔徑在0.1μm～5μm的相互貫穿的微孔，聚合物由于蠕變和松弛而不能恢復(fù)初始狀態(tài)，形成永久性的微孔。透氣膜廣泛應(yīng)用在日常生活、醫(yī)療、特種工業(yè)防護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)包裝領(lǐng)域中，僅2015年上述領(lǐng)域?qū)ν笟饽さ男枨罅烤统^35萬噸?，F(xiàn)有的配方工藝生產(chǎn)的透氣膜缺陷較多，比如：拉伸強(qiáng)度≤8MPa，不抗穿刺；有大量孔徑≥30μm的微孔導(dǎo)致液體能滲透過；平均水汽透過率≤120000g/㎡?24h，制成的一次性用品在使用時(shí)讓人感覺悶熱；選用的無機(jī)粉體處理不當(dāng)，致使透氣膜表面有粉體脫落刺激皮膚等。發(fā)明人針對(duì)當(dāng)前透氣膜的不足，特別是在使用中水汽透過率不高的問題，提供一種全新的高透氣率復(fù)合透氣膜的原料方案和生產(chǎn)制備方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種高透氣率復(fù)合透氣膜的原料。高透氣率復(fù)合透氣膜至少由兩層以上構(gòu)成，其A層和B層采用的原料如下：A層原料為按份數(shù)比包括以下組分：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：55-75份；加工流變母料：3-8份；聚烯烴樹脂：55-85份；共聚烯烴樹脂：2-5份；B層原料為按份數(shù)比包括以下組分：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：75-90份；加工流變母料：0.5-1份；聚烯烴樹脂：15-35份；共聚烯烴樹脂：35-45份。具體的，上述A層和B層原料中的超微細(xì)無機(jī)粉體母料為按份數(shù)比包括以下組分，并由以下組分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠼?jīng)過雙螺桿擠出機(jī)或密煉機(jī)混煉后擠出造粒得到：聚烯烴樹脂：12-22份；超微細(xì)無機(jī)粉體：90-100份；界面改性劑：5-10份；無機(jī)粉體分散劑：3-8份；加工潤(rùn)滑劑：3-5份；優(yōu)選的，組成超微細(xì)無機(jī)粉體母料的聚烯烴樹脂為熔指在5~10的低密度聚乙烯樹脂（LDPE）、熔指在16~20的線性低密度聚乙烯樹脂（LLDPE）、按重量比計(jì)LDPE樹脂和LLDPE樹脂1：1混合所得中的任意一種；超微細(xì)無機(jī)粉體為粒徑大小在2μm~5μm之間的碳酸鈣粉、硫酸鋇粉、滑石粉、按重量比計(jì)碳酸鈣和硫酸鋇1︰1混合所得、按重量比計(jì)碳酸鈣和滑石粉1︰1混合所得中的至少一種；界面改性劑為馬來酸酐接枝乙烯/α烯烴共聚物（POE-g-MAH）、馬來酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）中的至少一種；無機(jī)粉體分散劑為按重量比計(jì)異丙醇鋁和硬脂酸1：1混合所得、乙撐雙硬脂酰胺（EBS）、異丁基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸中的至少一種；加工潤(rùn)滑劑為低分子量聚乙烯、石蠟、白油中的至少一種。具體的，上述A層和B層原料中的加工流變母料為按份數(shù)比包括以下組分，并由以下組分混合均勻后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)混煉后擠出造粒得到：聚烯烴樹脂：80-90份；加工流變劑：8-12份；分散劑：5-8份；防老劑：0.5-1份優(yōu)選的，組成加工流變母料的聚烯烴樹脂為熔指在2~2.5的低密度聚乙烯樹脂（LDPE）、熔指在1.5~4的線性低密度聚乙烯樹脂（LLDPE）、按重量比計(jì)LDPE樹脂和LLDPE樹脂1：0.5混合所得中的任意一種；加工流變劑為分子量在1萬~3萬的有機(jī)硅樹脂、含氟聚合物、二甲基硅油、低分子聚酰胺樹脂中的至少一種；分散劑為乙撐雙硬脂酰胺（EBS）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、十二烷基胺聚氧乙烯醚、杜邦EntiraSD100添加劑、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸單酐酯中的至少一種；防老劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、N,N’-雙[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚中的至少一種。具體的，一種高透氣率復(fù)合透氣膜選用的聚烯烴樹脂為熔指在1.0-2.0之間的低密度聚乙烯樹脂（LDPE）、熔指在1.8-4.5之間的線性低密度聚乙烯樹脂（LLDPE）、熔指小于2的高密度聚乙烯（HDPE）中的至少一種。具體的，一種高透氣率復(fù)合透氣膜選用的共聚烯烴樹脂為VA含量在8%-20%且熔指在1~6之間的乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）樹脂。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種高透氣率復(fù)合透氣膜的加工工藝方法。一種高透氣率復(fù)合透氣膜的工藝流程為“原料→干燥投料→三層擠出→吹脹冷卻→折疊牽引→冷拉伸→退火及表面處理→成品”，具體工藝參數(shù)如下：a、將上述A層或B層原料在塑料混合機(jī)中充分干燥和混合均勻，干燥溫度在70℃-80℃，干燥時(shí)間至少30min；b、A層和B層原料通過三層共擠吹膜設(shè)備在加工溫度145℃-165℃，吹脹比2.5~2.8，牽引比5.8~6.2下吹出厚度為80μm-150μm的膜胚；c、加熱膜胚到65℃-85℃，再通過單向或雙向冷拉伸，控制冷拉伸比為1.8-4.5，將冷拉伸得到的薄膜在65℃~85℃下恒溫3~5min退火處理，并用電暈進(jìn)行表面親水抗靜電處理，收卷后包裝即得高透氣率復(fù)合透氣膜。本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是由上述高透氣率復(fù)合透氣膜原料和加工工藝制備得到的高透氣率復(fù)合透氣膜。具體的，上述高透氣率復(fù)合透氣膜為“A|B|A”的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為15μm~45μm，水氣透過率為12000g/㎡?24h~15000g/㎡?24h，空氣透氣率為3500cm3/(cm2·KPa·24h)~5500cm3/(cm2·KPa·24h)，80℃熱收縮率≤3%，25℃耐水靜壓為30mmHg~38mmHg，拉伸強(qiáng)度為9.5MPa~12MPa，透氣微孔平均數(shù)量為1010個(gè)/m2~1012個(gè)/m2，透氣微孔孔徑為0.01μm~15μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明高透氣率復(fù)合透氣膜的透氣性高、安全衛(wèi)生，長(zhǎng)時(shí)間接觸人體不會(huì)刺激皮膚，拉伸強(qiáng)度高、耐穿刺，在日常生活、醫(yī)療、特種工業(yè)防護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)包裝領(lǐng)域具有更舒適的實(shí)際使用效果。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1①按照如下配方組分按比例投入110L密煉機(jī)中混煉24min后，再經(jīng)長(zhǎng)徑比24:1的Φ210/Φ190單螺桿擠出，經(jīng)磨面熱切造粒，空氣冷卻后得到超微細(xì)無機(jī)粉體母料：LDPE1F7B樹脂：15份；D97=4.6μm的超微細(xì)碳酸鈣粉體：95份；能之光E625改性劑：6份；KH550分散劑：5份；燕山石化LP1000：4份；密煉溫度1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度機(jī)頭溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速切粒轉(zhuǎn)速148℃135℃145℃150℃155℃150℃258r/min125r/min②按照如下配方組分投入200L高速攪拌機(jī)中攪拌5min后，再經(jīng)長(zhǎng)徑比44:1的Φ72同向雙螺桿擠出機(jī)擠出，拉條經(jīng)水冷卻后切粒，再經(jīng)沸騰床80℃干燥5min得到加工流變母料：燕山石化LD362樹脂：90份；EVONIKTegopren5885：8份；單硬脂酸甘油酯：5份；抗氧劑1010：0.5份1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度5區(qū)溫度6區(qū)溫度7區(qū)溫度8區(qū)溫度9區(qū)溫度10區(qū)溫度機(jī)頭溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速145℃165℃170℃175℃175℃170℃165℃165℃160℃160℃165℃230r/min③按照如下配方組分投入SZG-350雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)中干燥混合30min，調(diào)節(jié)真空度為0.02MPa，得到高透氣復(fù)合透氣膜的外層（A層）原料：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：60份；加工流變母料：6份；LDPELD100AC樹脂：55份；EVAYG1001樹脂：2份；④按照如下配方組分投入SZG-350雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)中干燥混合30min，調(diào)節(jié)真空度為0.02MPa，得到高透氣復(fù)合透氣膜的內(nèi)芯層（B層）原料：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：80份；加工流變母料：0.5份；LDPE2426H樹脂：15份；EVA18J3樹脂：35份。⑤將外層（A層）原料和內(nèi)芯層（B層）原料分別用真空吸料機(jī)吸入三層共擠擠出機(jī)組的A、B擠出機(jī)的料斗中，進(jìn)行三層共擠吹膜得到厚度為60μm的膜胚；外層擠出機(jī)（A擠出機(jī)）參數(shù)如下：長(zhǎng)徑比直徑1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度熔體泵溫度機(jī)頸溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速30：1Φ90145℃150℃155℃155℃160℃155℃35r/min內(nèi)芯層擠出機(jī)（B擠出機(jī)）參數(shù)如下：長(zhǎng)徑比直徑1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度5區(qū)溫度熔體泵溫度機(jī)頸溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速36：1Φ65135℃155℃160℃160℃160℃160℃160℃22r/min吹膜參數(shù)如下：模芯直徑1段溫度2段溫度3段溫度吹脹比牽引比膜胚厚度冷卻風(fēng)量Φ600165℃160℃150℃2.655.960μm62%⑥將膜胚通過牽引輥引入紅外加熱拉伸區(qū)，拉伸取向，制得具有微孔的薄膜，再加熱退火處理，包裝得到高透氣率復(fù)合透氣膜：拉伸溫度拉伸比退火溫度退火時(shí)間72℃1.980℃5min本實(shí)施例所得高透氣率復(fù)合透氣膜性能如下：結(jié)構(gòu)為“A|B|A”的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為35μm，水氣透過率為12300g/㎡?24h，空氣透氣率為3700cm3/(cm2·KPa·24h)，熱收縮率1.2%，25℃耐水靜壓為35mmHg，拉伸強(qiáng)度為10.8MPa，顯微鏡測(cè)量透氣微孔平均數(shù)量為2.7×1011個(gè)/m2，顯微鏡測(cè)量透氣微孔最大孔徑為8.6μm。實(shí)施例2①按照如下配方組分按比例投入90L密煉機(jī)中混煉23min后，再經(jīng)長(zhǎng)徑比26:1的Φ160/Φ145單螺桿擠出，經(jīng)磨面熱切造粒，空氣冷卻后得到超微細(xì)無機(jī)粉體母料：LLDPE7144樹脂：16份；D97=2.5μm的滑石粉：92份；能之光N408改性劑：8份；異丙醇鋁和硬脂酸1：1混合：5份；75#石蠟：3份；密煉溫度1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度機(jī)頭溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速切粒轉(zhuǎn)速142℃130℃135℃135℃135℃140℃230r/min110r/min②按照如下配方組分投入200L高速攪拌機(jī)中攪拌5min后，再經(jīng)長(zhǎng)徑比40:1的Φ65同向雙螺桿擠出機(jī)擠出，拉條經(jīng)水冷卻后切粒，再經(jīng)沸騰床80℃干燥5min得到加工流變母料：7042樹脂：85份；Lanpoly2800：10份；EntiraSD100：8份；抗氧劑1024：0.6份1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度5區(qū)溫度6區(qū)溫度7區(qū)溫度8區(qū)溫度9區(qū)溫度10區(qū)溫度機(jī)頭溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速145℃165℃170℃180℃175℃170℃170℃165℃165℃160℃165℃200r/min③按照如下配方組分投入SZG-350雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)中干燥混合30min，調(diào)節(jié)真空度為0.02MPa，得到高透氣復(fù)合透氣膜的外層（A層）原料：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：70份；加工流變母料：5份；7001樹脂：60份；EVA18J3樹脂：2份；④按照如下配方組分投入SZG-350雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)中干燥混合30min，調(diào)節(jié)真空度為0.02MPa，得到高透氣復(fù)合透氣膜的內(nèi)芯層（B層）原料：超微細(xì)無機(jī)粉體母料：90份；加工流變母料：0.5份；7042樹脂：15份；EVA2520樹脂：42份。⑤將外層（A層）原料和內(nèi)芯層（B層）原料分別用真空吸料機(jī)吸入雙機(jī)擠出三層共擠擠出機(jī)組的A、B擠出機(jī)的料斗中，進(jìn)行三層共擠吹膜得到厚度為80μm的膜胚；外層擠出機(jī)（A擠出機(jī)）參數(shù)如下：長(zhǎng)徑比直徑1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度熔體泵溫度機(jī)頸溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速30：1Φ90150℃155℃155℃160℃160℃155℃45r/min內(nèi)芯層擠出機(jī)（B擠出機(jī)）參數(shù)如下：長(zhǎng)徑比直徑1區(qū)溫度2區(qū)溫度3區(qū)溫度4區(qū)溫度5區(qū)溫度熔體泵溫度機(jī)頸溫度主機(jī)轉(zhuǎn)速36：1Φ65135℃155℃160℃160℃160℃160℃160℃28r/min吹膜參數(shù)如下：模芯直徑1段溫度2段溫度3段溫度吹脹比牽引比膜胚厚度冷卻風(fēng)量Φ600165℃160℃155℃2.556.080μm85%⑥將膜胚通過牽引輥引入紅外加熱拉伸區(qū)，拉伸取向，制得具有微孔的薄膜，再加熱退火處理，包裝得到高透氣率復(fù)合透氣膜：拉伸溫度拉伸比退火溫度退火時(shí)間75℃2.882℃5min本實(shí)施例所得高透氣率復(fù)合透氣膜性能如下：結(jié)構(gòu)為“A|B|A”的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為30μm，水氣透過率為14700g/㎡?24h，空氣透氣率為3900cm3/(cm2·KPa·24h)，熱收縮率1.5%，25℃耐水靜壓為30mmHg，拉伸強(qiáng)度為11.2MPa，顯微鏡測(cè)量透氣微孔平均數(shù)量為7.2×1010個(gè)/m2，顯微鏡測(cè)量透氣微孔最大孔徑為11.8μm。上述實(shí)施例中所用的三層共擠設(shè)備為德國(guó)W@HVAREXⅡ3型機(jī)組上減少合并一臺(tái)外層擠出機(jī)，增加內(nèi)層擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為36:1后得到；但是實(shí)際制備時(shí)，并不局限于該型號(hào)、該類型的設(shè)備，其他類似結(jié)構(gòu)的三層共擠吹膜設(shè)備和三層共擠流延設(shè)備同樣適用于本發(fā)明。現(xiàn)將實(shí)施例1和實(shí)施例2制備得到的高透氣率復(fù)合透氣膜和現(xiàn)有的透氣膜進(jìn)行透氣性能的比較，見下表1：表1從上表1可以看出，本發(fā)明復(fù)合透氣膜在透氣率、針孔缺陷、拉伸強(qiáng)度、光澤度、抗液體靜壓、熱收縮率等幾個(gè)方面都明顯優(yōu)于現(xiàn)有的透氣膜。所以，本發(fā)明方法制備的高透氣率復(fù)合透氣膜，在日常生活、醫(yī)療、特種工業(yè)防護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)包裝領(lǐng)域具有更舒適的使用效果。當(dāng)前第1頁1 2 3