本發(fā)明屬于薄膜技術領域，涉及一種抗靜電薄膜及其制備方法。
背景技術：
pe膜即聚乙烯膜，常用于各種食品的包裝材料，因其原材料資源豐富、價格適中、生產工藝穩(wěn)定可靠、產品綜合性能優(yōu)越等特點，pe膜的應用范圍逐漸擴大，特別是在包裝領域和保護膜領域，由于pe膜性價比優(yōu)于其它材料，其用量一直占通用包裝材料之首。由于pe膜廣泛用于包裝，人們能在生活中幾乎時時刻刻都在接觸pe膜，而pe膜產生的靜電則會對人體產生較大的影響。
由于聚乙烯(pe)材料是非極性分子結構，其共價鍵構成的分子鏈，既不能電離，也難以傳遞自由電子，一旦因摩擦使電子得失而帶電后，則很難消除，因此生產一種抗靜電的pe膜很有必要。
cn106084432a提供了一種抗靜電pe膜及其制備方法，該抗靜電pe膜自上而下依次包括表層膜、中層膜、和底層膜，所述中層膜由下列材料混合制成：含量比值為1:3的ldpe聚乙烯顆粒和lldpe聚乙烯顆粒；占材料總量3～5％的抗靜電劑；占材料總量1～2％的柔軟劑，其具有良好抗靜電性能的優(yōu)點。
cn106317569a提供了一種抗靜電pe熱收縮膜及其制備方法，所述熱收縮膜包括以下重量配比的原料：pe樹脂80-110份，助劑1-5份，潤滑劑2-5份，增塑劑1-4份，抗氧劑2.5-6份，抗靜電劑5-15份，該熱收縮膜抗沖擊性強、韌性好、具有優(yōu)異的抗靜電性能。
但是，現有技術中的抗靜電膜的抗靜電性能的持久性有待提高。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種抗靜電薄膜，其機械性能好，抗靜電效果持久。
為達此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
一種抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，所述外層重量占膜總重的20～30％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％；所述中層重量占膜總重的60～80％，例如60％、62％、65％、68％、70％、71％、73％、75％、78％、80％；所述內層重量占膜總重的10～30％，例如10％、12％、15％、16％、17％、19％、20％、22％、24％、25％、28％、30％；其中，按重量百分比計，所述外層的制備原料包括30～50％的mdpe5400、20～40％的ldpe2420h、20～40％的mdpe5401；例如mdpe5400的重量比為30％、32％、33％、35％、36％、37％、39％、40％、42％、44％、45％、46％、48％、50％；ldpe2420h的重量比為20％、21％、22％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、32％、33％、35％、36％、37％、39％、40％；mdpe5401的重量比為20％、21％、22％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、32％、33％、35％、36％、37％、39％、40％；低密度聚乙烯(ldpe)材料具有良好的延展性、抗撕裂性和耐沖擊性且透明度高、熱封性好,中密度聚乙烯(mdpe)的性能介于高密度聚乙烯(hdpe)和低密度聚乙烯(ldpe)兩者之間，既保持了hdpe的剛性，又有l(wèi)dpe的柔性、耐蠕變性，其優(yōu)點是具有良好的耐環(huán)境應力開裂性及強度的長期保持性。本發(fā)明的外層制備原料采用mdpe5400、mdpe5401與ldpe2420h作為原料，三者協同作用使制得的膜具有良好的耐沖擊性、抗撕裂性，并能在高溫環(huán)境下不產生性能變化，不會釋放對人體有害的物質。
按重量百分比計，所述中層的制備原料包括50～80％的mdpe5400、10～30％的ldpe2420h、5～20％的色母粒、1～10％的抗靜電母粒；例如，mdpe5400的重量比為50％、52％、55％、58％、60％、61％、65％、66％、68％、70％、72％、75％、78％、80％；ldpe2420h的重量比為10％、12％、15％、16％、17％、19％、20％、22％、24％、25％、28％、30％；色母粒的重量比為5％、8％、10％、12％、15％、16％、18％、19％、20％；色母粒也稱為著色劑，可以使產品具有鮮艷和美觀的顏色，可以根據要求制成各種顏色，常用的有機染料和無機顏料，其中本發(fā)明所述的色母?？梢詾楸绢I域常用的色母粒，優(yōu)選地，所述色母?？梢詾槿榘啄噶?173；抗靜電母粒的重量比為1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。
按重量百分比計，所述內層的制備原料包括70～90％的mdpe5401、10～30％的ldpe2426h；例如mdpe5401的重量比為70％、72％、75％、78％、80％、81％、83％、85％、86％、87％、89％、90％；ldpe2426h的重量比為10％、12％、15％、16％、17％、19％、20％、22％、24％、25％、28％、30％。
優(yōu)選地，按重量百分比計，所述外層重量占膜總重的25％，所述中層重量占膜總重的65％，所述內層重量占膜總重的10％。
其中，按重量百分比計，所述抗靜電母粒的制備原料包括60～80％的聚乙烯樹脂、1～5％的碳納米管、5～10％的分散劑、1～10％的抗靜電劑、5～10％的增塑劑和1～5％的穩(wěn)定劑。例如聚乙烯樹脂的重量比為60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、72％、73％、74％、75％、76％、78％、79％、80％；碳納米管的重量比為1％、2％、3％、4％、5％；分散劑的重量比為5％、6％、7％、8％、9％、10％；抗靜電劑的重量比為1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％；穩(wěn)定劑的重量比為1％、2％、3％、4％、5％。抗靜電劑的加入量高于10％時，會影響膜材料的抗沖擊強度、拉伸強度、斷裂伸長率，當抗靜電劑的加入量低于1％時又不能起到很好的抗靜電效果。由上述材料制備的抗靜電母粒的熱穩(wěn)定性好、耐滲出、耐熱分解，與聚乙烯材料具有很好的相容性和親和性，分散性、加工性能好，可直接注塑、擠出成型，且不影響聚乙烯材料的力學性能。
抗靜電母?？梢蕴岣卟牧系膹姸群湍蜔嵝阅埽瑫r提高機械的強度，填入抗靜電母粒，使產品具有良好的防靜電效果。本發(fā)明的抗靜電母粒中碳納米管可以形成導電網絡，與抗靜電劑一起協同作用，使抗靜電效果比單獨使用高得多。增塑劑的加入可以增加材料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使材料容易加工；但是加入增塑劑要適量，例如增塑劑的重量比為5％、6％、7％、8％、9％、10％；多于10％時容易使塑料太柔軟，低于5％時使材質較硬，容易裂開。穩(wěn)定劑主要是防止聚乙烯在加工過程中受到光和熱的作用分解和破壞，延長使用壽命，常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽和環(huán)氧樹脂等。另外，抗靜電母粒中還可以加入潤滑劑、抗氧劑等其他助劑；潤滑劑主要是防止材料料在成型時不粘和在模具上，也可以使產品光滑美觀?？寡鮿┲饕欠乐咕垡蚁┰诩訜釙r受到氧化，使pe變黃、出現撕裂等?？轨o電母粒中的各種添加劑與抗靜電劑的相互作用也會對抗靜電效果產生很大影響。潤滑劑通常能很快遷移到高聚物表面上，抑制了抗靜電劑的轉移。若潤滑劑分子層復蓋在抗靜電劑分子層上，會使抗靜電劑表面濃度降低，顯著影響抗靜電效果。增塑劑會增加大分子鏈間的距離，使分子運動更為容易，提高了高聚物的孔隙率，有利于抗靜電劑向制品表面遷移發(fā)揮抗靜電作用。有些增塑劑會降低高聚物的玻璃化溫度，也可使抗靜電劑的效果增大。分散劑、穩(wěn)定劑及色母粒等無機添加劑，一般都有較強的吸附能力，使抗靜電劑難以遷移到表面上，對抗靜電劑的擴散遷移具有反作用，抗靜電效果會變差。所以抗靜電劑與各種添加劑的影響大小，事先很難預測，目前大多數是通過實驗來選用最合適的抗靜電劑和用量。
其中，所述抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔?，二者協同作用使抗靜電作用起效快、更持久。優(yōu)選地，所述乙氧基胺類與所述甘油酰基酯的質量比為(1～3)：1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1。
進一步優(yōu)選地，所述抗靜電劑中還包括納米sno2和/或納米tio2。通過納米金屬氧化物的納米效應使抗靜電母粒具有更加優(yōu)良的抗靜電性能、永久性的靜電防護功能以及受環(huán)境濕度影響較小等特點，而且能夠顯著降低母粒中抗靜電劑和其他助劑的用量和生產成本，從而改善高分子材料的熱力學性能，并且可以使抗靜電效果更加持久。進一步優(yōu)選地，所述納米sno2和/或納米tio2的質量占抗靜電母粒的1～2％。
優(yōu)選地，按重量百分比計，所述外層的制備原料包括40％的mdpe5400、30％的ldpe2420h、30％的mdpe5401。
優(yōu)選地，按重量百分比計，所述中層的制備原料包括70％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、10％的色母粒、5％的抗靜電母粒。
優(yōu)選地，按重量百分比計，所述內層的制備原料包括80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種抗靜電薄膜的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
1)混料，將配方量的外層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的外層原料混合物，將配方量的中層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的中層原料混合物，將配方量的內層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的內層原料混合物；
2)配料，將步驟1)制備的抗靜電薄膜的外層原料混合物、中層原料混合物、內層原料混合物按配比進行配料；
3)吹膜，將步驟2)配料后的膜材料共擠吹塑成型。
優(yōu)選地，步驟3)中，所述共擠吹塑過程為，將外層原料混合物、中層原料混合物、內層原料混合物按配比加入三層共擠吹塑薄膜機的外、中、內層料斗中，加熱并逐漸升溫，外層、中層、內層的擠出溫度控制在170～185℃，經擠出吹塑成型制得抗靜電薄膜。
與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的抗靜電薄膜，外層材料選擇mdpe5400、ldpe2420h和mdpe5401為原料，內層材料選擇mdpe5401和ldpe2426h為原料，mdpe材料與ldpe材料協同作用使制得的膜具有良好的耐沖擊性、抗撕裂性，并能在高溫環(huán)境下不產生性能變化，不會釋放對人體有害的物質，中層材料選擇mdpe5400、ldpe2420h、色母粒和抗靜電母粒，使制得的抗靜電薄膜具有持久的抗靜電效果，本發(fā)明制得的抗靜電薄膜的機械性能好，表面電阻率在106-109ω，且抗靜電效果持久，拉伸強度在35mpa以上，斷裂伸長率在280％以上。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可市售購得，或根據本領域的常規(guī)方法制備得到。
實施例1
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的20％，中層重量占膜總重的60％，內層重量占膜總重的20％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、40％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由60％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、15％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、1％的碳納米管、5％的分散劑、9％的抗靜電劑、10％的增塑劑和5％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔铮已趸奉惻c甘油?；サ馁|量比為1：1；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
本實施例的抗靜電薄膜的制備方法如下：
1)混料，將配方量的外層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的外層原料混合物，將配方量的中層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的中層原料混合物，將配方量的內層的制備原料混合后制備抗靜電薄膜的內層原料混合物；
2)配料，將步驟1)制備的抗靜電薄膜的外層原料混合物、中層原料混合物、內層原料混合物按配比進行配料；
3)吹膜，將步驟2)配料后的膜材料共擠吹塑成型，共擠吹塑過程為，將外層原料混合物、中層原料混合物、內層原料混合物按配比加入三層共擠吹塑薄膜機的外、中、內層料斗中，加熱并逐漸升溫，外層、中層、內層的擠出溫度控制在170～185℃，經擠出吹塑成型制得抗靜電薄膜。
實施例2
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的25％，中層重量占膜總重的65％，內層重量占膜總重的10％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、30％的ldpe2420h、30％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由70％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、10％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、3％的碳納米管、8％的分散劑、9％的抗靜電劑、8％的增塑劑和2％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油酰基酯的混合物，乙氧基胺類與甘油?；サ馁|量比為2：1；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
本實施例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
實施例3
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的25％，中層重量占膜總重的60％，內層重量占膜總重的15％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由50％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、30％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由70％的mdpe5400、15％的ldpe2420h、10％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由75％的聚乙烯樹脂、2％的碳納米管、8％的分散劑、5％的抗靜電劑、8％的增塑劑和2％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔?，乙氧基胺類與甘油?；サ馁|量比為3：1；
內層的制備原料由90％的mdpe5401、10％的ldpe2426h組成。
本實施例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
實施例4
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的25％，中層重量占膜總重的65％，內層重量占膜總重的10％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由45％的mdpe5400、35％的ldpe2420h、20％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由75％的mdpe5400、10％的ldpe2420h、5％的乳白色母8173、10％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由75％的聚乙烯樹脂、3％的碳納米管、5％的分散劑、6％的抗靜電劑、9％的增塑劑和2％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔铮已趸奉惻c甘油?；サ馁|量比為3：1；
內層的制備原料由90％的mdpe5401、10％的ldpe2426h組成。
本實施例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
實施例5
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的25％，中層重量占膜總重的65％，內層重量占膜總重的10％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、30％的ldpe2420h、30％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由70％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、10％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、3％的碳納米管、8％的分散劑、9％的抗靜電劑、8％的增塑劑和2％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔?，乙氧基胺類與甘油酰基酯的質量比為2：1，抗靜電劑中還由納米sno2，納米sno2占抗靜電劑重量的1％；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
實施例6
本實施例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的25％，中層重量占膜總重的65％，內層重量占膜總重的10％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、30％的ldpe2420h、30％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由70％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、10％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、3％的碳納米管、8％的分散劑、9％的抗靜電劑、8％的增塑劑和2％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油酰基酯的混合物，乙氧基胺類與甘油?；サ馁|量比為2：1，抗靜電劑中還由納米sno2和納米tio2，納米sno2占抗靜電劑重量的1％，納米tio2占抗靜電劑重量的2％；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
對比例1
本對比例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的20％，中層重量占膜總重的60％，內層重量占膜總重的20％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、40％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由60％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、15％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、5％的分散劑、10％的抗靜電劑、10％的增塑劑和5％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔?，乙氧基胺類與甘油?；サ馁|量比為1：1；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
本對比例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
對比例2
本對比例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的20％，中層重量占膜總重的60％，內層重量占膜總重的20％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由40％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、40％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由60％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、15％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、5％的分散劑、10％的抗靜電劑、10％的增塑劑和5％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為脂肪醇聚氧乙烯醚；
內層的制備原料由80％的mdpe5401、20％的ldpe2426h組成。
本對比例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
對比例3
本對比例的抗靜電薄膜，包括外層、中層、內層三部分，外層重量占膜總重的20％，中層重量占膜總重的60％，內層重量占膜總重的20％，其中，按重量百分比計，外層的制備原料由60％的mdpe5400、40％的mdpe5401組成；
中層的制備原料由60％的mdpe5400、20％的ldpe2420h、15％的乳白色母8173、5％的抗靜電母粒組成；其中，抗靜電母粒的制備原料由70％的聚乙烯樹脂、5％的分散劑、1％的碳納米管、9％的抗靜電劑、10％的增塑劑和5％的穩(wěn)定劑組成；其中，抗靜電劑為乙氧基胺類與甘油?；サ幕旌衔?，乙氧基胺類與甘油酰基酯的質量比為1：1；
內層的制備原料為mdpe5401。
本對比例的抗靜電薄膜的制備方法與實施例1相同，在此不再贅述。
將實施例1-6與對比例1-3制得的抗靜電薄膜的拉伸強度、斷裂伸長率、表面電阻率進行測試，測試結果如表1所示。
表1
由表1的數據可以看出，相對于對比例，本發(fā)明制得的抗靜電薄膜的機械性能好，表面電阻率在106-109ω，抗靜電效果好，拉伸強度在35mpa以上，斷裂伸長率在280％以上。將本實施例制得的抗靜電薄膜經水洗、摩擦實驗，將其置于潮濕環(huán)境中，其抗靜電效果仍能保持很好，因此其抗靜電持久性好。
申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。