一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜及制备方法

技术领域

本发明涉及聚乙烯薄膜制备技术领域，特别涉及一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜及制备方法。

背景技术

PE薄膜，即聚乙烯薄膜，是指用PE颗粒生产的薄膜。PE膜具有防潮性，透湿性小。聚乙烯薄膜(PE)根据制造方法与控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯与交联聚乙烯等不同性能的产品；

现有的聚乙烯薄膜使用寿命较短，夏季高温持续的时间较长，其会加速聚乙烯薄膜的老化破裂速度，且老化的薄膜影响使用时的耐磨性，进而导致聚乙烯薄膜的使用寿命缩短；

且现有的聚乙烯薄膜的防水性能差，老化后持续的使用容易出现渗水的现象，而且长期使用容易出现破损的现象。为此，提出一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜及制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜及制备方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE基料35-40份，多功能助剂25-30份，母料助剂20-27份，乳酸混合溶剂6-9份，氮丙啶交联剂3-6份，耐磨助剂15-21份，增塑剂改性5-7份和疏水乳液5-13份；

所述多功能助剂包括如下重量份数的原料：线性低密度聚乙烯20-25份，减雾剂10-15份，滑石粉5-9份，抗老化剂10-23份和增韧剂7-13份；

所述母料助剂包括如下重量份数的原料：加工稳定剂30-45份，抗氧剂16-25份和光稳定剂26-35份；

所述耐磨助剂包括如下重量份数的原料：正硅酸乙酯22-28份，水解产物硅溶胶10-16份，缩合催化剂17-25份和无机纳米粒子7-15份。

在一些实施例中，所述光稳定剂包括如下重量份数的原料：光屏蔽剂10-24份，紫外线吸收剂18-27份和猝灭剂11-16份。

另外本发明还提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、首先按定量取PE基料35-40份，乳酸混合溶剂6-9份，氮丙啶交联剂3-6份，耐磨助剂15-21份，增塑剂改性5-7份和疏水乳液5-13份加热混合为配料待用；

S2、将加工稳定剂30-45份，抗氧剂16-25份和光稳定剂26-35份导入到加热混合机内进行混合，然后自然冷却干燥，制备得到母料助剂；

S3、将线性低密度聚乙烯20-25份和滑石粉5-9份为一组，减雾剂10-15份，抗老化剂10-23份和增韧剂7-13份为另一组，两组单独加工后再进行融合，制备获得多功能助剂；

S4、将母料助剂、配料和多功能助剂混合熔融挤出造粒，获得半成品薄膜粒，然后将半成品薄膜粒投入双风道高风力挤出机中，流延成膜；

S5、将正硅酸乙酯22-28份，水解产物硅溶胶10-16份，缩合催化剂17-25份和无机纳米粒子7-15份制备为耐磨助剂，通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，即得聚乙烯薄膜。

在一些实施例中，在所述S1中，其加热混合使用为混料机，加热温度控制在30-45℃，混料时间及转速以300-500r/min搅拌30-55min。

在一些实施例中，在所述S2中，在以转速为200-300r/min中初次混合1-2h后保持加热温度并停止搅拌，待停止10-20min后再以300-350r/min的转速持续混合20-30min。

在一些实施例中，在所述S3中，制备多功能助剂过程时将一组线性低密度聚乙烯和滑石粉单独取出进行混合粉碎，使其混融均匀，同时另一组减雾剂，抗老化剂和增韧剂加入到另一个混合装置中自然搅拌30-50min，其转速为400-600r/min，然后将混融均匀的物料加入到混合装置中一同搅拌并加热至30-40℃，以转速为320-450r/min混合1h后再进行自然干燥。

在一些实施例中，在所述S4中，双风道高风力挤出机的风机电机为11KW，风机电机调速为45-50，在180-210℃下高强挤出成膜，其薄膜厚度控制在0.08mm。

在一些实施例中，所述滑石粉在与其他原料配比前过3000目筛。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

一、本发明通过母料助剂和多功能助剂增强聚乙烯薄膜防老化性能，使聚乙烯薄膜具有优异的防老化性能和稳定颜色功能，同时具有用量少和分散性好的特点；通过将正硅酸乙酯、水解产物硅溶胶、缩合催化剂和无机纳米粒子通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，其使得聚乙烯薄膜的耐磨性能提升，在夏季高温持续的使用下，降低聚乙烯薄膜的老化破裂速度，且通过增强其聚乙烯薄膜耐磨性能，进而进一步提高了聚乙烯薄膜的使用寿命；

二、通过乳酸混合溶剂对聚乙烯薄膜制备过程中进行酯化改性，提高了聚乙烯薄膜的抗溶胀性、力学性能和稳定性；通过氮丙啶交联剂，提高了聚乙烯薄膜的耐水性和力学性能；通过增塑剂改性提高了聚乙烯薄膜的透光性能和耐水性能；通过疏水乳液，提高薄膜抵抗雨水的渗透性，在提高防老化的前提下又提高了其防水性能，进而避免了因老化和正常使用下出现渗水和破损的现象。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的制备流程图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE基料40份，多功能助剂30份，母料助剂27份，乳酸混合溶剂9份，氮丙啶交联剂6份，耐磨助剂21份，增塑剂改性7份和疏水乳液13份；

多功能助剂包括如下重量份数的原料：线性低密度聚乙烯25份，减雾剂15份，滑石粉9份，抗老化剂23份和增韧剂13份；

母料助剂包括如下重量份数的原料：加工稳定剂45份，抗氧剂25份和光稳定剂35份；

耐磨助剂包括如下重量份数的原料：正硅酸乙酯28份，水解产物硅溶胶16份，缩合催化剂25份和无机纳米粒子15份，通过将正硅酸乙酯、水解产物硅溶胶、缩合催化剂和无机纳米粒子通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，其使得聚乙烯薄膜的耐磨性能提升。

在一个实施例中，光稳定剂包括如下重量份数的原料：光屏蔽剂24份，紫外线吸收剂27份和猝灭剂16份；

母料助剂的防老化机理为：

通过加工稳定剂与氢过氧化物反应生成非游离基产物；

通过抗氧剂扫除过氧游离基来保护聚己烯；

通过光稳定剂根据化学反应的机理分为三种：

一、光屏蔽剂，把有害的光辐射到达聚乙烯表面将其吸收，或者限制其穿透到聚己烯体内；

二、紫外线吸收剂，把入射的紫外线吸收和改变它的能量成为破坏性较轻的形式，例如热能；

三、猝灭剂，捕捉由光化反应所形成的高度活泼的游离基.再改变这些游离基成为无害的反应生成物，进而使母料助剂具有优异的防老化性能和稳定颜色功能，同时具有用量少和分散性好的特点。

另外本发明还提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、首先按定量取PE基料40份，乳酸混合溶剂9份，氮丙啶交联剂6份，耐磨助剂21份，增塑剂改性7份和疏水乳液13份加热混合为配料待用；

S2、将加工稳定剂45份，抗氧剂25份和光稳定剂35份导入到加热混合机内进行混合，然后自然冷却干燥，制备得到母料助剂；

S3、将线性低密度聚乙烯25份和滑石粉9份为一组，减雾剂15份，抗老化剂23份和增韧剂13份为另一组，两组单独加工后再进行融合，制备获得多功能助剂；

S4、将母料助剂、配料和多功能助剂混合熔融挤出造粒，获得半成品薄膜粒，然后将半成品薄膜粒投入双风道高风力挤出机中，流延成膜；

S5、将正硅酸乙酯28份，水解产物硅溶胶16份，缩合催化剂25份和无机纳米粒子15份制备为耐磨助剂，通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，即得聚乙烯薄膜。

在一个实施例中，在S1中，其加热混合使用为混料机，加热温度控制在45℃，混料时间及转速以500r/min搅拌55min，在S1中通过乳酸混合溶剂对聚乙烯薄膜制备过程中进行酯化改性，提高了聚乙烯薄膜的抗溶胀性、力学性能和稳定性；通过氮丙啶交联剂，提高了聚乙烯薄膜的耐水性和力学性能；通过增塑剂改性提高了聚乙烯薄膜的透光性能和耐水性能；通过疏水乳液，提高薄膜抵抗雨水的渗透性，进而通过乳酸混合溶剂、氮丙啶交联剂、增塑剂改性和疏水乳液提高了聚乙烯薄的抗溶胀性、力学性能、稳定性、透光性能和耐水性能。

在一个实施例中，在S2中，在以转速为300r/min中初次混合2h后保持加热温度并停止搅拌，待停止20min后再以350r/min的转速持续混合30min，通过加入加工稳定剂、抗氧剂和光稳定剂增强的聚乙烯薄膜防老化性能。

在一个实施例中，在S3中，制备多功能助剂过程时将一组线性低密度聚乙烯和滑石粉单独取出进行混合粉碎，使其混融均匀，同时另一组减雾剂，抗老化剂和增韧剂加入到另一个混合装置中自然搅拌50min，其转速为600r/min，然后将混融均匀的物料加入到混合装置中一同搅拌并加热至40℃，以转速为450r/min混合1h后再进行自然干燥，通过加入线性低密度聚乙烯、滑石粉、减雾剂、抗老化剂和增韧剂全面增强聚乙烯薄膜的耐光氧化和热氧化性能，在持续长时间的高温季节下，能够有效解决聚乙烯薄膜的老化问题，进而提高聚乙烯薄膜的耐老化性能，延长聚乙烯薄膜的使用寿命。

在一个实施例中，在S4中，双风道高风力挤出机的风机电机为11KW，风机电机调速为50，在210℃下高强挤出成膜，其薄膜厚度控制在0.08mm。

在一个实施例中，滑石粉在与其他原料配比前过3000目筛。

实施例二

如图1所示，本发明实施例提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE基料35份，多功能助剂25份，母料助剂20份，乳酸混合溶剂6份，氮丙啶交联剂3份，耐磨助剂15份，增塑剂改性5份和疏水乳液5份；

多功能助剂包括如下重量份数的原料：线性低密度聚乙烯20份，减雾剂10份，滑石粉5份，抗老化剂10份和增韧剂7份；

母料助剂包括如下重量份数的原料：加工稳定剂30份，抗氧剂16份和光稳定剂26份；

耐磨助剂包括如下重量份数的原料：正硅酸乙酯22份，水解产物硅溶胶10份，缩合催化剂17份和无机纳米粒子7份，通过将正硅酸乙酯、水解产物硅溶胶、缩合催化剂和无机纳米粒子通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，其使得聚乙烯薄膜的耐磨性能提升。

在一个实施例中，光稳定剂包括如下重量份数的原料：光屏蔽剂10份，紫外线吸收剂18份和猝灭剂11份；

母料助剂的防老化机理为：

通过加工稳定剂与氢过氧化物反应生成非游离基产物；

通过抗氧剂扫除过氧游离基来保护聚己烯；

通过光稳定剂根据化学反应的机理分为三种：

一、光屏蔽剂，把有害的光辐射到达聚乙烯表面将其吸收，或者限制其穿透到聚己烯体内；

二、紫外线吸收剂，把入射的紫外线吸收和改变它的能量成为破坏性较轻的形式，例如热能；

三、猝灭剂，捕捉由光化反应所形成的高度活泼的游离基.再改变这些游离基成为无害的反应生成物，进而使母料助剂具有优异的防老化性能和稳定颜色功能，同时具有用量少和分散性好的特点。

另外本发明还提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、首先按定量取PE基料35份，乳酸混合溶剂6份，氮丙啶交联剂3份，耐磨助剂15份，增塑剂改性5份和疏水乳液5份加热混合为配料待用；

S2、将加工稳定剂30份，抗氧剂16份和光稳定剂26份导入到加热混合机内进行混合，然后自然冷却干燥，制备得到母料助剂；

S3、将线性低密度聚乙烯20份和滑石粉5份为一组，减雾剂10份，抗老化剂10份和增韧剂7份为另一组，两组单独加工后再进行融合，制备获得多功能助剂；

S4、将母料助剂、配料和多功能助剂混合熔融挤出造粒，获得半成品薄膜粒，然后将半成品薄膜粒投入双风道高风力挤出机中，流延成膜；

S5、将正硅酸乙酯22份，水解产物硅溶胶10份，缩合催化剂17份和无机纳米粒子7份制备为耐磨助剂，通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，即得聚乙烯薄膜。

在一个实施例中，在S1中，其加热混合使用为混料机，加热温度控制在30℃，混料时间及转速以300r/min搅拌30min，在S1中通过乳酸混合溶剂对聚乙烯薄膜制备过程中进行酯化改性，提高了聚乙烯薄膜的抗溶胀性、力学性能和稳定性；通过氮丙啶交联剂，提高了聚乙烯薄膜的耐水性和力学性能；通过增塑剂改性提高了聚乙烯薄膜的透光性能和耐水性能；通过疏水乳液，提高薄膜抵抗雨水的渗透性，进而通过乳酸混合溶剂、氮丙啶交联剂、增塑剂改性和疏水乳液提高了聚乙烯薄的抗溶胀性、力学性能、稳定性、透光性能和耐水性能。

在一个实施例中，在S2中，在以转速为200r/min中初次混合1h后保持加热温度并停止搅拌，待停止10min后再以300r/min的转速持续混合20min，通过加入加工稳定剂、抗氧剂和光稳定剂增强的聚乙烯薄膜防老化性能。

在一个实施例中，在S3中，制备多功能助剂过程时将一组线性低密度聚乙烯和滑石粉单独取出进行混合粉碎，使其混融均匀，同时另一组减雾剂，抗老化剂和增韧剂加入到另一个混合装置中自然搅拌30min，其转速为400r/min，然后将混融均匀的物料加入到混合装置中一同搅拌并加热至30℃，以转速为320r/min混合1h后再进行自然干燥，通过加入线性低密度聚乙烯、滑石粉、减雾剂、抗老化剂和增韧剂全面增强聚乙烯薄膜的耐光氧化和热氧化性能，在持续长时间的高温季节下，能够有效解决聚乙烯薄膜的老化问题，进而提高聚乙烯薄膜的耐老化性能，延长聚乙烯薄膜的使用寿命。

在一个实施例中，在S4中，双风道高风力挤出机的风机电机为11KW，风机电机调速为45，在180℃下高强挤出成膜，其薄膜厚度控制在0.08mm。

在一个实施例中，滑石粉在与其他原料配比前过3000目筛。

实施例三

如图1所示，本发明实施例提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜，包括如下重量份数的原料：PE基料38份，多功能助剂27份，母料助剂25份，乳酸混合溶剂8份，氮丙啶交联剂5份，耐磨助剂19份，增塑剂改性6份和疏水乳液10份；

多功能助剂包括如下重量份数的原料：线性低密度聚乙烯23份，减雾剂13份，滑石粉7份，抗老化剂17份和增韧剂10份；

母料助剂包括如下重量份数的原料：加工稳定剂35份，抗氧剂19份和光稳定剂30份；

耐磨助剂包括如下重量份数的原料：正硅酸乙酯25份，水解产物硅溶胶14份，缩合催化剂20份和无机纳米粒子10份，通过将正硅酸乙酯、水解产物硅溶胶、缩合催化剂和无机纳米粒子通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，其使得聚乙烯薄膜的耐磨性能提升。

在一个实施例中，光稳定剂包括如下重量份数的原料：光屏蔽剂14份，紫外线吸收剂23份和猝灭剂13份；

母料助剂的防老化机理为：

通过加工稳定剂与氢过氧化物反应生成非游离基产物；

通过抗氧剂扫除过氧游离基来保护聚己烯；

通过光稳定剂根据化学反应的机理分为三种：

一、光屏蔽剂，把有害的光辐射到达聚乙烯表面将其吸收，或者限制其穿透到聚己烯体内；

二、紫外线吸收剂，把入射的紫外线吸收和改变它的能量成为破坏性较轻的形式，例如热能；

三、猝灭剂，捕捉由光化反应所形成的高度活泼的游离基.再改变这些游离基成为无害的反应生成物，进而使母料助剂具有优异的防老化性能和稳定颜色功能，同时具有用量少和分散性好的特点。

另外本发明还提供了一种防老化耐磨超韧聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、首先按定量取PE基料38份，乳酸混合溶剂8份，氮丙啶交联剂5份，耐磨助剂19份，增塑剂改性6份和疏水乳液10份加热混合为配料待用；

S2、将加工稳定剂35份，抗氧剂19份和光稳定剂30份导入到加热混合机内进行混合，然后自然冷却干燥，制备得到母料助剂；

S3、将线性低密度聚乙烯23份和滑石粉7份为一组，减雾剂13份，抗老化剂17份和增韧剂10份为另一组，两组单独加工后再进行融合，制备获得多功能助剂；

S4、将母料助剂、配料和多功能助剂混合熔融挤出造粒，获得半成品薄膜粒，然后将半成品薄膜粒投入双风道高风力挤出机中，流延成膜；

S5、将正硅酸乙酯25份，水解产物硅溶胶14份，缩合催化剂20份和无机纳米粒子10份制备为耐磨助剂，通过溶胶凝胶法在成品薄膜表面形成耐磨涂层，即得聚乙烯薄膜。

在一个实施例中，在S1中，其加热混合使用为混料机，加热温度控制在35℃，混料时间及转速以400r/min搅拌45min，在S1中通过乳酸混合溶剂对聚乙烯薄膜制备过程中进行酯化改性，提高了聚乙烯薄膜的抗溶胀性、力学性能和稳定性；通过氮丙啶交联剂，提高了聚乙烯薄膜的耐水性和力学性能；通过增塑剂改性提高了聚乙烯薄膜的透光性能和耐水性能；通过疏水乳液，提高薄膜抵抗雨水的渗透性，进而通过乳酸混合溶剂、氮丙啶交联剂、增塑剂改性和疏水乳液提高了聚乙烯薄的抗溶胀性、力学性能、稳定性、透光性能和耐水性能。

在一个实施例中，在S2中，在以转速为250r/min中初次混合1h后保持加热温度并停止搅拌，待停止15min后再以350r/min的转速持续混合25min，通过加入加工稳定剂、抗氧剂和光稳定剂增强的聚乙烯薄膜防老化性能。

在一个实施例中，在S3中，制备多功能助剂过程时将一组线性低密度聚乙烯和滑石粉单独取出进行混合粉碎，使其混融均匀，同时另一组减雾剂，抗老化剂和增韧剂加入到另一个混合装置中自然搅拌39min，其转速为470r/min，然后将混融均匀的物料加入到混合装置中一同搅拌并加热至39℃，以转速为350r/min混合1h后再进行自然干燥，通过加入线性低密度聚乙烯、滑石粉、减雾剂、抗老化剂和增韧剂全面增强聚乙烯薄膜的耐光氧化和热氧化性能，在持续长时间的高温季节下，能够有效解决聚乙烯薄膜的老化问题，进而提高聚乙烯薄膜的耐老化性能，延长聚乙烯薄膜的使用寿命。

在一个实施例中，在S4中，双风道高风力挤出机的风机电机为11KW，风机电机调速为40，在200℃下高强挤出成膜，其薄膜厚度控制在0.08mm。

在一个实施例中，滑石粉在与其他原料配比前过3000目筛。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。