本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種含負(fù)氧離子的自粘膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、自粘膜是一種可拉伸、具有自粘效果的薄膜，主要是為了構(gòu)成貨物單元或防止貨物松散，進(jìn)行拉緊纏繞以包裹物品。拉伸纏繞包裝需要使用自粘膜，它通過(guò)采用具有拉伸并且回縮彈性性質(zhì)的自粘膜，在一定的拉力作用下，纏繞一個(gè)或多數(shù)物品，在裝卸、儲(chǔ)存和運(yùn)輸貨物單元化物品的同時(shí)，保護(hù)物品免受環(huán)境損傷；自粘膜由于優(yōu)異的性能，自粘膜被廣泛應(yīng)用于工業(yè)用包裝、農(nóng)業(yè)用包裝、家庭和超市用包裝等領(lǐng)域。負(fù)氧離子是一種重要的空氣調(diào)節(jié)劑，能夠與空氣中的塵埃、煙霧、花粉、細(xì)菌等微粒結(jié)合，使其帶電并沉降下來(lái)。

2、中國(guó)專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào)為cn115926658b)公開(kāi)了一種環(huán)保透明自粘膜及其制備方法，該發(fā)明通過(guò)采用上、中、下三層結(jié)構(gòu)設(shè)置的自粘層、間隔層和保護(hù)層制備了一種環(huán)保透明的自粘膜；相比較于市場(chǎng)上常規(guī)的自粘膜，該自粘膜具有更高的強(qiáng)度和耐變形性，并且粘結(jié)能力也表現(xiàn)合適，基本不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生殘膠或無(wú)法黏附的現(xiàn)象。但是該專(zhuān)利并未解決現(xiàn)有技術(shù)中自粘膜存在的拉伸強(qiáng)度低，收縮率高，阻燃性能不佳，同時(shí)無(wú)法產(chǎn)生含負(fù)氧離子等眾多問(wèn)題，嚴(yán)重影響其實(shí)際使用。

3、因此，如何對(duì)自粘膜的各層材料進(jìn)行針對(duì)性處理，通過(guò)引入功能性組分，實(shí)現(xiàn)釋放負(fù)氧離子的功效，同時(shí)提高自粘膜的拉伸強(qiáng)度，降低收縮率，并獲得良好的阻燃性能，成為了需要重點(diǎn)攻克的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含負(fù)氧離子的自粘膜及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中自粘膜存在的拉伸強(qiáng)度低，收縮率高，阻燃性能不佳，同時(shí)無(wú)法產(chǎn)生含負(fù)氧離子等問(wèn)題。

2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)自粘膜的各層材料進(jìn)行針對(duì)性處理，其中在自粘層中引入自粘層，在中間層使用含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料，在保護(hù)層中加入改性水滑石，通過(guò)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)制備得到含負(fù)氧離子的自粘膜，實(shí)現(xiàn)釋放負(fù)氧離子的功效，同時(shí)提高材料的拉伸強(qiáng)度，降低收縮率，并獲得良好的阻燃性能。

3、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

4、本發(fā)明的第一方面，提供一種含負(fù)氧離子的自粘膜，其特征在于，

5、包括三層結(jié)構(gòu)，即從下至上依次設(shè)置的自粘層、中間層和保護(hù)層；

6、所述自粘層按照重量份數(shù)計(jì)算，包括：

7、40～50份低密度聚乙烯、20～30份sbs橡膠和10～14份聚己內(nèi)酯；

8、所述中間層按照重量份數(shù)，包括：

9、40～60份聚乙烯材料、4～8份聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、2～6份含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料和1～3份乙烯-醋酸乙烯共聚物；

10、所述保護(hù)層按照重量份數(shù)，包括：

11、50～70份茂金屬聚乙烯、2～4份聚鄰苯二甲酰胺和1～3份水滑石；

12、所述含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料的制備方法包括：以重量份計(jì)，將4～8份負(fù)氧離子粉和10～16份硅藻土加入20～30份去離子水中混合均勻，然后加入10～20份水性聚氨酯樹(shù)脂和0.4～0.8份羥乙基纖維素醚攪拌均勻，冷凍干燥，得到含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述硅藻土的粒徑為5～10μm。

14、含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料能夠釋放出負(fù)氧離子，改善硅藻土的表面活性，促使硅藻土在自粘膜中間層中分布更為均勻，通過(guò)減少缺陷和微裂紋調(diào)整復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高自粘膜整體的拉伸強(qiáng)度。

15、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述sbs橡膠為改性sbs橡膠；所述改性sbs橡膠的制備方法包括：以重量份計(jì)，將10～20份sbs橡膠加入到80～100份溶劑中充分溶解，然后加入10～16份環(huán)氧樹(shù)脂和4～8份硼酚醛樹(shù)脂進(jìn)行攪拌處理，得到改性sbs橡膠。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述溶劑選自二氯乙烷、甲苯、二氯甲烷中的任意一種或至少兩種的組合。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述攪拌處理的條件包括：在80～100r/min的條件下攪拌2～4h，然后靜置60～80min脫泡。

18、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述硼酚醛樹(shù)脂的制備方法包括：以重量份計(jì)，將20～30份苯酚和10～20份硼酸混合均勻，調(diào)節(jié)ph為5.4～5.8，在170～180℃的條件下加熱反應(yīng)3～5h，然后冷卻至86～90℃加入20～30份多聚甲醛，升溫至110～114℃反應(yīng)2～4h，最后真空干燥，粉碎，得到硼酚醛樹(shù)脂。

19、改性sbs橡膠中引入了環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂具有高反應(yīng)活性的環(huán)氧基，通過(guò)環(huán)氧基與其他活性基團(tuán)如異氰酸酯基的反應(yīng)，增加了聚合物鏈間的連接點(diǎn)，限制了分子鏈的移動(dòng)，從而有效地降低了自粘膜的收縮率。

20、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述水滑石為改性水滑石；所述改性水滑石的制備方法包括：以重量份計(jì)，將10～20份9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物在116～120℃的條件下加熱融化，然后加入6～10份水滑石攪拌6～8h，抽濾，水洗，干燥，研磨，得到中間產(chǎn)物；將0.4～0.8份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到20～30份無(wú)水乙醇中，調(diào)節(jié)ph為4.4～4.6，再加入6～10份所述中間產(chǎn)物和50～60份去離子水?dāng)嚢?～4h，過(guò)濾，水洗，干燥，得到改性水滑石。

21、改性水滑石引入的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物可以捕捉燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，中斷燃燒鏈反應(yīng)，降低燃燒速度直至熄滅火焰；而水滑石具有一定的催化成炭能力，水滑石中的金屬離子可以作為路易斯酸中心，促進(jìn)聚合物降解產(chǎn)物發(fā)生脫水、環(huán)化等反應(yīng)，形成炭層阻止熱量和氧氣向材料內(nèi)部擴(kuò)散，綜合作用提高阻燃性能。

22、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述中間層的聚乙烯材料為低密度聚乙烯和高密度聚乙烯；所述聚乙烯材料中低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的質(zhì)量比為(1～2):1。

23、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述自粘層的厚度為20～30μm，所述中間層的厚度為25～35μm，所述保護(hù)層的厚度為30～45μm。

24、本發(fā)明的第二方面，提供如第一方面所述含負(fù)氧離子的自粘膜的制備方法，

25、所述制備方法包括如下步驟：

26、步驟s1：按照自粘層各成分的比例稱(chēng)取各原料，混合在第一雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)混勻、融合后，形成均勻的自粘層混合料；

27、步驟s2：按照中間層各成分的比例稱(chēng)取各原料，混合在第二雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)混勻、融合后，形成均勻的中間層混合料；

28、步驟s3：按照保護(hù)層各成分的比例稱(chēng)取各原料，混合在第三雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)混勻、融合后，形成均勻的保護(hù)層混合料；

29、步驟s4：將自粘層混合料、中間層混合料與保護(hù)層混合料經(jīng)過(guò)三層共擠流延機(jī)制備形成含負(fù)氧離子的自粘膜。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

31、(1)本發(fā)明的自粘膜由自粘層、中間層和保護(hù)層構(gòu)成，中間層使用了含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料，復(fù)合材料中聚氨酯含有活性基團(tuán)異氰酸酯基和羥基，既能和自粘層中改性sbs橡膠帶有的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)，又能和改性水滑石通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑引入的氨基進(jìn)行結(jié)合，形成高密度結(jié)構(gòu)，提高拉伸強(qiáng)度，降低收縮率。

32、(2)本發(fā)明自粘層的改性sbs橡膠通過(guò)硼酚醛樹(shù)脂引入阻燃的硼元素，在燃燒過(guò)程中硼元素會(huì)形成玻璃態(tài)物質(zhì)覆蓋在材料表面，有效地阻擋氧氣和熱量的進(jìn)入，并防止易燃?xì)怏w逸出；中間層的含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料；含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料的硅藻土微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多孔性，這種結(jié)構(gòu)能夠在燃燒過(guò)程中阻礙熱量傳遞，從而減緩火焰的蔓延；改性水滑石的磷化合物分解產(chǎn)生的非可燃?xì)怏w能夠稀釋可燃?xì)怏w和氧氣的濃度，抑制火焰的傳播，通過(guò)硼-磷-硅藻土的協(xié)同作用，顯著提高自粘膜的阻燃性能。

33、(3)本發(fā)明的含負(fù)氧離子硅藻土復(fù)合材料能夠釋放出負(fù)氧離子，改善硅藻土的表面活性，促使硅藻土在自粘膜中間層中分布更為均勻，通過(guò)減少缺陷和微裂紋調(diào)整復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高自粘膜整體的拉伸強(qiáng)度。

34、(4)本發(fā)明的改性sbs橡膠中引入了環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂具有高反應(yīng)活性的環(huán)氧基，通過(guò)環(huán)氧基與其他活性基團(tuán)如異氰酸酯基的反應(yīng)，增加了聚合物鏈間的連接點(diǎn)，限制了分子鏈的移動(dòng)，從而有效地降低了自粘膜的收縮率。

35、(5)本發(fā)明改性水滑石引入的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物可以捕捉燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，中斷燃燒鏈反應(yīng)，降低燃燒速度直至熄滅火焰；而水滑石具有一定的催化成炭能力，水滑石中的金屬離子可以作為路易斯酸中心，促進(jìn)聚合物降解產(chǎn)物發(fā)生脫水、環(huán)化等反應(yīng)，形成炭層阻止熱量和氧氣向材料內(nèi)部擴(kuò)散，綜合作用提高阻燃性能。