聚乙烯组合物及其制备方法与应用、聚烯烃微孔透气膜技术

本发明专利技术涉及聚烯烃组合物领域，公开了一种聚烯烃组合物及其制备方法与应用。所述组合物包括聚乙烯100重量份、致孔剂20

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯组合物及其制备方法与应用、聚烯烃微孔透气膜


[0001]本专利技术涉及聚烯烃组合物领域，具体地，涉及一种聚烯烃组合物及其制备方法与应用、聚烯烃微孔透气膜。

技术介绍

[0002]透气膜也叫“阻水透气微孔膜”，具有透气不透水的特点。它是一种以热塑性塑料为基体，填充一定比例固体颗粒(如碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、滑石粉等矿物填料)的复合材料，经吹塑、压延或流延等方法制成薄膜，然后通过适当条件下的单轴或双轴拉伸得到孔隙较小的微孔薄膜材料。微孔透气膜可以允许水蒸气、空气等气体通过，同时又能阻隔液体，可广泛应用于医用防护服、伤口护理绷带和敷料等医疗用品，婴儿纸尿裤和成人护理产品等卫生用品，以及食品包装和日用制品等领域，是近二十年迅速发展起来的新材料。
[0003]理论上，热塑性塑料均可作为透气膜材料的基体树脂，但从微孔透气膜的整体市场价值来看，聚乙烯透气膜占比最大。聚乙烯具有原料来源丰富、易于加工成型、成膜效果好、手感舒适柔软等优点，被广泛用于透气膜材料的基体树脂。
[0004]卫生用品行业是聚乙烯透气膜的最大终端市场，因此必须考虑到透气膜的安全性和舒适性，因此，对聚乙烯透气膜制备过程中使用的致孔剂就提出了相当高的质量要求。无机填料，特别是碳酸钙，因资源丰富、价格低廉、综合性能良好而成为致孔剂的首选材料。但无机致孔剂表面亲水疏油、极性极强，与聚合物基体的相容性较差，不易在基体中均匀分散。同时，致孔剂在基体中的分散均匀性又会对透气膜的力学性能、表面平整度、微孔的孔径均匀性以及孔隙率等参数都有影响。传统生产过程中多采用表面活性剂对无机填料进行预处理，增加其与基体的相容性，同时添加偶联剂和分散剂来解决无机填料的分散问题。
[0005]CN102336940A中公开了一种低透气量透气膜的组合物及其制备方法，其组分包括聚烯烃树脂混合物、透气量调节剂、表面改性的微米级无机粒子、抗氧剂、润滑剂和偶联剂，其优点在于微米级无机填料能够提高透气膜的力学性能，同时对无机粒子的表面进行偶联改性能够增加其与聚烯烃树脂的相容性，但不足之处在于微米无机粒子不能很均匀地分散在基体树脂中，从而影响了薄膜的透气均匀性。
[0006]CN1176986C中公开了一种聚烯烃高透气流延薄膜专用树脂的制备与方法，它是以聚烯烃树脂(LDPE、LLDPE、共聚PP三种复配)和超细矿物填料(碳酸钙、滑石粉等，粒径3
‑
10μm)为主要原料，添加Ti
‑
Al复合偶联剂、POE改性剂、OPE分散剂，经偶联处理、增容分散、密炼和挤出切粒工艺加工而成。该专用树脂通过流延、拉伸工艺，使薄膜中矿物填料颗粒与聚烯烃两相间产生均匀微细的孔隙，冷却结晶后形成聚烯烃高透气流延薄膜。该方法不能有效地形成孔并控制孔径，而且使用了密炼机，工艺繁琐复杂。
[0007]CN101747548A公开了一种用于制备高强度聚烯烃透气膜的复合物及其方法，组分包括：聚烯烃树脂、微米级和纳米级无机填料、抗氧剂、加工助剂、偶联剂。其中纳米无机填料可以提高聚烯烃透气膜的机械性能、降低透气膜的厚度，并且可以通过调整工艺条件来制备高强度高透气性的透气膜；但是由于纳米无机填料与聚烯烃树脂的相容性较差，会造
成材料的透气不均匀性，进而影响透气膜的使用。
[0008]目前，市场上用于生产透气膜的无机致孔剂存在以下一些问题：(1)易团聚；(2)因粒径尺寸较大以及粒径尺寸分布的不均匀性使得透气膜的孔径均匀性差，甚至出现大量针眼缺陷；(3)填料粒子表面改性效果差，与基体的相容性不好，从而影响薄膜的强度；(4)填料粒子的分散性不好，会向透气膜表面迁移，使得透气膜出现色差或色斑。

技术实现思路

[0009]为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种聚乙烯组合物及其制备方法与应用、聚烯烃微孔透气膜。该组合物中包含交联马来酸酐共聚物微球作为有机致孔剂，该致孔剂的粒径尺寸分布均匀，能够在不使用偶联剂、分散剂的情况下，在聚乙烯基体中分散性良好、未出现团聚现象，可以避免无机致孔剂所导致的孔径分布不均匀、分散性差、相容性差等缺点。将该组合物应用于透气膜中，可提高制品的透气均匀性。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯100重量份、致孔剂20
‑
110重量份和抗氧剂复合助剂0.1
‑
2.5重量份；
[0011]所述致孔剂为交联马来酸酐共聚物微球，所述共聚物微球的交联度≥65％，平均粒径为500
‑
2000nm。
[0012]本专利技术第二方面提供上述聚乙烯组合物在聚烯烃微孔透气膜中的应用。
[0013]本专利技术第三方面提供上述聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
[0014](1)将聚乙烯、致孔剂和抗氧剂复合助剂进行混合，得到混合物；
[0015](2)将所述混合物在双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出、切粒、烘干，得到所述聚乙烯组合物。
[0016]本专利技术第四方面提供一种聚烯烃微孔透气膜，其特征在于，所述微孔透气膜由上述聚乙烯组合物制得。
[0017]通过上述技术方案，本专利技术提供的聚乙烯组合物及其制备方法与应用、聚烯烃微孔透气膜获得以下有益地效果：
[0018]本专利技术提供的组合物中加入交联马来酸酐共聚物微球作为致孔剂，该共聚物微球粒径尺寸分布均匀，能够在不使用偶联剂、分散剂的情况下，实现了致孔剂在聚乙烯共混物基体中的均匀分散，且微孔的孔径大小均匀；可以解决现有技术中透气膜物理性能和透气性能可调范围小的问题，适应性广，操作简单，产品性能稳定。
[0019]本专利技术提供的聚乙烯组合物可广泛应用于一次性医疗卫生用品、阻水透湿材料等领域。
附图说明
[0020]图1是实施例1制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0021]图2是实施例2制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0022]图3是实施例3制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0023]图4是实施例5制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0024]图5是对比例1制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0025]图6是对比例2制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片；
[0026]图7是对比例3制得的聚乙烯组合物样片截面的SEM照片。
具体实施方式
[0027]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0028]本专利技术第一方面提供一种聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯100重量份、致孔剂20
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110重量份和抗氧剂复合助剂0.1
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2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯100重量份、致孔剂20
‑
110重量份和抗氧剂复合助剂0.1
‑
2.5重量份；所述致孔剂为交联马来酸酐共聚物微球，所述共聚物微球的交联度≥65％，平均粒径为500
‑
2000nm。2.根据权利要求1所述的聚乙烯组合物，其中，所述组合物包括聚乙烯100重量份、致孔剂30
‑
90重量份和抗氧剂复合助剂0.2
‑
1.5重量份；优选地，所述共聚物微球的交联度≥70％，平均粒径为800
‑
1700nm。3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯组合物，其中，所述聚乙烯的熔融焓为
△
H
mPE
，所述聚乙烯组合物的熔融焓为
△
H
m组合物
；其中，
△
H
mPE
与
△
H
m组合物
之差为8
‑
48J/g，优选10
‑
45J/g。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的聚乙烯组合物，其中，所述交联马来酸酐共聚物微球中共聚物包含来自马来酸酐的结构单元A和来自共聚单体M的结构单元B和交联结构单元；所述共聚物中，所述结构单元A、所述结构单元B和所述交联结构单元之间的摩尔比为100：100
‑
120：1
‑
40，优选为100：100
‑
105：10
‑
30；优选地，所述共聚单体M选自式(I)所示化合物、醋酸乙烯酯、混合碳四和混合碳五中的至少一种；其中，式I中，R为H或甲基。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的聚乙烯组合物，其中，所述交联马来酸酐共聚物微球的制备方法包括以下步骤：在有机溶剂中，在引发剂的存在下，将马来酸酐、式(I)所示的共聚单体M和交联剂接触进行反应；得到所述交联马来酸酐共聚物微球；所述共聚单体M选自式(I)所示化合物、醋酸乙烯酯、混合碳四和混合碳五中的至少一种；其中，式I中，R为H或甲基。6.根据权利要求5所述的聚乙烯组合物，其中，相对于100mol的马来酸酐，所述共聚单体M的用量为50
‑
150mol，优选为75
‑
100mol；所述交联剂的用量为1
‑
40mol，优选为10
‑
20mol；所述引发剂的用量为0.05
‑
10mol，优选为1
‑
1.5mol。7.根据权利要求5或6所述的聚乙烯组合物，其中，所述有机溶剂包括有机酸烷基酯；
优选地，所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳酸二环己基酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种；优选地，所述交联剂选自二乙烯基苯和/或含有至少两个丙烯酸酯类基团的丙烯酸酯类交联剂；更优选地，所述丙烯酸酯类基团的结构式为：
‑
O
‑
C(O)
‑
C(R
’
)＝CH2，R
’
为H或C1‑
C4的烷基。8.根据权利要求5
‑
7中任意一项所述的聚乙烯组合物，其中，所述交联剂选自二乙烯基苯、丙二醇类双丙烯酸酯、丙二醇类双甲基丙烯酸酯、乙二醇类双丙烯酸酯、乙二醇类双甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩季戊四醇五丙烯酸酯、二缩季戊四醇六丙烯酸酯和乙氧基化多官能度丙烯酸酯中的至少一种；优选地，所述交联剂为二乙烯基苯。9.根据权利要求5
‑
8中任意一项所述的聚乙烯组合物，其中，所述反应的条件包括：在惰性气氛的存在下进行所述反应，反应温度为50
‑
90℃，反应时间为3
‑
15h，反应压力为0.1
‑
1MPa。10.根据权利要求1
‑
9中任意一项所述的聚乙烯组合物，其中，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯和低密度聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅茹，宋文波，刘振杰，初立秋，张晓萌，李娟，李杰，康鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：