超高性能塑料薄膜及其制備方法和復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及超高性能塑料薄膜及其制備方法，所述薄膜為一層或多層結(jié)構(gòu)，以重量百分含量計(jì)，所述薄膜中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方：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(fā)明還涉及由本發(fā)明的超高性能塑料薄膜與纖維材料復(fù)合制得的復(fù)合材料，該復(fù)合材料用于手術(shù)臺(tái)布時(shí)具有現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布數(shù)倍的性能，如拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗撕裂性能等。
【專利說(shuō)明】超高性能塑料薄膜及其制備方法和復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超高性能塑料薄膜及其制備方法，以及由該薄膜與纖維材料復(fù)合制得的復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子材料，或稱塑料或樹(shù)脂，由于其優(yōu)異的可塑性，可以根據(jù)用途被加工成各種產(chǎn)品，其中聚乙烯由于原材料易于獲取，容易加工，價(jià)格低廉且無(wú)味無(wú)毒而得到廣泛的應(yīng)用。聚乙烯同時(shí)也是應(yīng)用在如注塑件、擠出管材和吹塑制件，以及用流延和吹膜工藝制得的薄膜等領(lǐng)域主要的材料之一。 [0003]用聚乙烯制得的薄膜也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用產(chǎn)品中，如手術(shù)臺(tái)布、手術(shù)衣、病理標(biāo)本袋、隔離材料、集液袋、梅氏套、指手套、醫(yī)療設(shè)備罩和手術(shù)鋪巾等，其中手術(shù)臺(tái)布是主要的產(chǎn)品之一。這些薄膜產(chǎn)品需要具有一定的強(qiáng)度以達(dá)到防止交叉感染的功能，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展以及各種新型傳染病毒的出現(xiàn)(特別是禽流感、SARS和口蹄疫等高傳染性疾病)，對(duì)產(chǎn)品的防止交叉感染的功能需求越來(lái)越高，而目前市面上現(xiàn)有的醫(yī)用薄膜特別是手術(shù)臺(tái)布的性能已無(wú)法滿足新的需求，因此，亟待開(kāi)發(fā)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(qiáng)度的拉伸下不斷裂，在高沖擊力下不穿破和在強(qiáng)力撕扯下不裂開(kāi)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供超高性能塑料薄膜及其制備方法。
[0005]本發(fā)明同時(shí)還提供復(fù)合材料及其制備方法。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明的復(fù)合材料，是由超高性能塑料薄膜通過(guò)復(fù)合工藝與各種天然或非天然的纖維材料復(fù)合而制得。
[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(wú)紡布類，所述無(wú)紡布類可以為丙綸、滌綸或其他合成纖維。依據(jù)最終產(chǎn)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。所述復(fù)合材料可用作手術(shù)臺(tái)布或其他需要高強(qiáng)度材料的領(lǐng)域，用作手術(shù)臺(tái)布的與薄膜復(fù)合的無(wú)紡布類、紙類或紡織品類等材料須具有親水性，而其他用途的復(fù)合材料則可以具有親水性或疏水性。
[0009]所述復(fù)合工藝可以是所述薄膜生產(chǎn)時(shí)在線直接熱貼合，也可以是所述薄膜成型后通過(guò)膠水貼合，所述通過(guò)膠水貼合可以是機(jī)器上膠或噴膠，所述膠水可以是熱熔膠、水溶膠、反應(yīng)型膠水或其他粘合材料。
[0010]所述薄膜為一層或多層結(jié)構(gòu)，以重量百分含量計(jì)，所述薄膜中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方: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(shù)范圍為0.5~12g/10min，所述線性低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min。上述熔融指數(shù)的測(cè)量均根據(jù)ASTM D1238的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試(190°C、2.16KG)。而本發(fā)明的超高性能塑料薄膜為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，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制得。
[0011]優(yōu)選地，以重量百分含量計(jì)，所述薄膜中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方: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(kāi)口劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑和填充劑中的一種或幾種的組合。
[0013]優(yōu)選地，所述薄膜為N層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述N層結(jié)構(gòu)中有任意M層結(jié)構(gòu)采用本發(fā)明的上述配方，其中，2≤M≤N，2≤N，M、N均為整數(shù)。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述薄膜為N層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述N層結(jié)構(gòu)均采用本發(fā)明的上述配方。
[0015]針對(duì)不同的用途，本發(fā)明所述薄膜的多層結(jié)構(gòu)中其任意層可以采用相應(yīng)的配方以達(dá)到特殊的功能，如，其任意層可以采用提高柔軟度的材料的配方以提高柔軟度；或任意層可以采用提高薄膜與其他物質(zhì)表面的貼合強(qiáng)度的材料的配方以達(dá)到貼合效果，但這些多層結(jié)構(gòu)的薄膜都基于至少任意一層采用本發(fā)明的上述配方。
[0016]本發(fā)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]一種上述薄膜的制備方法，所述制備方法為:按配方，將制備所述薄膜的原料混合后，送入擠出機(jī)通過(guò)T型模頭流延出，然后經(jīng)冷卻，牽引，收卷。
[0018]另一種上述薄膜的制備方法，所述制備方法為:按配方，將制備所述薄膜的原料混合后，送入擠出機(jī)通過(guò)環(huán)形模頭流出，冷卻后成為筒狀薄膜，所述筒狀薄膜由人形夾板和牽引輥牽引后，經(jīng)過(guò)單剖或雙剖或不剖處理，最后由收卷裝置收卷。
[0019]由于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]本發(fā)明的薄膜具有較高的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度性能，拉伸強(qiáng)度可達(dá)國(guó)家吹塑包裝用薄膜標(biāo)準(zhǔn)GB/T4456-2008的3倍以上，落鏢沖擊可達(dá)國(guó)家吹塑包裝用薄膜標(biāo)準(zhǔn)GB/T4456-2008的8倍以上。
[0021]本發(fā)明的薄膜應(yīng)用于手術(shù)臺(tái)布時(shí)，具有現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布數(shù)倍的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度是現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布的2倍以上，落鏢沖擊是現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布的4倍以上，抗撕裂強(qiáng)度是現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布的I倍以上。
[0022]本發(fā)明的薄膜的性能大幅超越了市面上現(xiàn)有薄膜的性能，除應(yīng)用于手術(shù)臺(tái)布外，也可用于工業(yè)和民用包裝薄膜、醫(yī)用薄膜和其他所有需要高強(qiáng)度的塑料薄膜領(lǐng)域。
[0023]本發(fā)明的薄膜具有超高的性能，在無(wú)需超高性能的薄膜應(yīng)用上，可以在大幅減少材料用量的同時(shí)保持性能不變，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0024]本發(fā)明的薄膜，可以與天然或非天然的纖維材料通過(guò)各種復(fù)合工藝制得各種復(fù)合材料，同樣具有現(xiàn)有同類復(fù)合產(chǎn)品數(shù)倍的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度。
[0025]說(shuō)明書(shū)附圖
[0026]圖1為本發(fā)明薄膜采用的流延工藝示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明薄膜采用的吹膜工藝示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明復(fù)合材料采用的流延淋膜熱貼合工藝示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明復(fù)合材料采用的膠貼合工藝示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明復(fù)合材料的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的超高性能塑料薄膜401，其為一層或多層結(jié)構(gòu)，以重量百分含量計(jì)，薄膜401中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方: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(shù)范圍為0.5~12g/10min，線性低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min，低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min，超低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~12g/10min，高密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min。
[0032]本發(fā)明涉及制備薄膜的兩種方法，一種為流延工藝，另一種為吹膜工藝。
[0033]本發(fā)明涉及的薄膜采用的流延工藝(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(jī)101中，進(jìn)行攪拌混合；
[0035](2)混合后的粒子原料吸入擠出機(jī)進(jìn)料斗201 ；
[0036](3)原料經(jīng)進(jìn)料斗201后進(jìn)入擠出機(jī)202內(nèi)部，擠出機(jī)202對(duì)原料進(jìn)行熔融塑化，擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為:擠出機(jī)一段溫度:140~180°C ;擠出機(jī)二段溫度:190~230°C ；擠出機(jī)三段溫度:225~265°C ;擠出機(jī)四段溫度:250~290°C ;擠出機(jī)五段溫度:250~290°C，接頭換網(wǎng)處溫度為250~290°C ；
[0037](4)熔融的物料由擠出機(jī)202進(jìn)入T型模頭203，T型模頭203共13個(gè)區(qū)，各區(qū)溫度設(shè)定均為250~290°C ；
[0038](5)由T型模頭203出來(lái)的物料在重力的作用下流到壓花冷卻輥301上，物料經(jīng)壓花和冷卻之后成為薄膜401，薄膜401經(jīng)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(chǎn)品規(guī)格而定，優(yōu)選為50 ~150m/mino
[0040]本發(fā)明涉及的薄膜采用的吹膜工藝(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(jī)101中，進(jìn)行攪拌混合；
[0042](2)混合后的粒子原料吸入擠出機(jī)進(jìn)料斗201 ；
[0043](3)原料經(jīng)進(jìn)料斗201后進(jìn)入擠出機(jī)202內(nèi)部，擠出機(jī)202對(duì)原料進(jìn)行熔融塑化，擠出機(jī)各段溫度設(shè)定為:擠出機(jī)一段溫度:140~180°C;擠出機(jī)二段溫度:160~200°C;擠出機(jī)三段溫度:170~210°C ；
[0044](4)熔融的物料由擠出機(jī)202進(jìn)入環(huán)型模頭204，環(huán)型模頭溫度設(shè)定為170~210。。；
[0045](5)物料由環(huán)型模頭擠出成為筒狀薄膜401，筒狀薄膜401經(jīng)由壓花冷卻輥301壓花和冷卻，然后由牽引輥302牽引和拉伸；
[0046](6)筒狀薄膜401由收卷裝置303收卷，同時(shí)收卷時(shí)可根據(jù)需要對(duì)筒狀薄膜401進(jìn)行單剖、雙剖或者不剖處理，薄膜401的收卷速度依產(chǎn)品規(guī)格而定，優(yōu)選為20~150m/min。
[0047]本發(fā)明的復(fù)合材料由上述薄膜通過(guò)復(fù)合工藝與天然或非天然的纖維材料復(fù)合而制得。所述復(fù)合工藝為薄膜生產(chǎn)時(shí)在線直接熱貼合或薄膜成型后通過(guò)膠水貼合。如圖5所示，復(fù)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(jié)構(gòu)。
[0048]本發(fā)明涉及的復(fù)合材料采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(jī)101中，進(jìn)行攪拌混合；
[0050](2)混合后的粒子原料吸入擠出機(jī)進(jìn)料斗201 ；
[0051](3)原料經(jīng)進(jìn)料斗201后進(jìn)入擠出機(jī)202內(nèi)部，擠出機(jī)對(duì)原料進(jìn)行熔融塑化；
[0052](4)熔融的原料由擠出機(jī)202進(jìn)入T型模頭203 ；
[0053](5)由T型模頭203出來(lái)的原料在重力的作用下流到壓花冷卻輥301上，無(wú)紡布纖維材料501從熔融的薄膜401的一側(cè)被牽引至與熔融的薄膜401在壓力下實(shí)現(xiàn)貼合后成為復(fù)合材料601，復(fù)合材料601經(jīng)壓花和冷卻之后經(jīng)牽引輥302牽引和拉伸；
[0054](6)復(fù)合材料601被牽引至收卷裝置303收卷。
[0055]本發(fā)明涉及的復(fù)合材料采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(jīng)制得的薄膜401牽引至熱熔膠機(jī)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(cè)被牽引至噴槍701下方的輥上，并與已經(jīng)噴完膠的薄膜401復(fù)合成為復(fù)合材料601 ；
[0058](3)復(fù)合材料601被牽引至收卷裝置進(jìn)行收卷。
[0059]下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的超高性能塑料薄膜。
[0060]實(shí)施例1
[0061]本實(shí)施例中的超高性能塑料薄膜為單層結(jié)構(gòu),制備時(shí)選取單層擠出流延工藝,制備的薄膜厚度為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]由上述配方制得的塑料薄膜，其性能與市面上現(xiàn)有手術(shù)臺(tái)布性能對(duì)比如下:
[0064]
【權(quán)利要求】
1.超高性能塑料薄膜，所述薄膜為一層或多層結(jié)構(gòu)，其特征在于，以重量百分含量計(jì)，所述薄膜中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方: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(shù)范圍為0.5~12g/10min，所述線性低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5lg/10min，所述低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min，所述超低密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~12g/10min，所述高密度聚乙烯的熔融指數(shù)范圍為0.5~8g/10min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其特征在于，以重量百分含量計(jì)，所述薄膜中至少有任意一層結(jié)構(gòu)采用如下配方: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(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜的厚度為0.005mnTl.000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其特征在于，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(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法為:按配方，將制備所述薄膜的原料混合后，送入擠出機(jī)通過(guò)T型模頭流延出，然后經(jīng)冷卻，牽引，收卷。
6.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法為:按配方，將制備所述薄膜的原料混合后，送入擠出機(jī)通過(guò)環(huán)形模頭流出，冷卻后成為筒狀薄膜，所述筒狀薄膜由人形夾板和牽引輥牽引后，經(jīng)過(guò)單剖或雙剖或不剖處理，最后由收卷裝置收卷。
7.一種復(fù)合材料,其特征在于,所述復(fù)合材料為權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述薄膜通過(guò)復(fù)合工藝與天然或非天然的纖維材料復(fù)合而制得。`
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述天然纖維材料為紙類或棉類。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述非天然纖維材料為無(wú)紡布類。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合工藝為所述薄膜生產(chǎn)時(shí)在線直接熱貼合或所述薄膜成型后通過(guò)膠水貼合。
【文檔編號(hào)】B32B27/12GK103724791SQ201410001402
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】蘇昭銘, 傅炳榮, 王歡, 安淑英, 李耿裕 申請(qǐng)人:蘇州艾興無(wú)紡布制品有限公司