CN110819000A - 一种聚丙烯防水透气膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯防水透气膜,通过以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料,同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得;在反应物中加入了改性剂,改性剂用于对聚丙烯进行改性处理,改性性是以4‑氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇***和(1S,2S)‑(+)‑2‑氨基‑1‑(4‑硝基苯基)‑1,3‑丙二醇作为反应物,在温度为80‑100℃的条件下,发生聚合反应而成;还加入了调节剂,调节剂为4,4’‑二氨基‑2,2’‑二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2‑环氧‑4‑乙烯基环己烷的混合物,调节剂能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,大大提高了改性剂的改性作用。最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性,其透湿量较大,同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜,更具体的说是涉及一种聚丙烯防水透气膜。
背景技术
防水透气膜是一种新型的高分子防水材料,它能够有效阻止水通过,而允许气体通过。防水透气膜具有十分广泛的应用范围,主要被应用于建筑、电子、化工医疗设备以及食品包装等领域,其市场空间广阔,需求旺盛。但目前市场上的防水透气膜的力学性能很一般,特别是拉伸强度和断裂伸长率较差,已无法满足正常生产生活的需求,这大大限制了防水透气膜的发展。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种聚丙烯防水透气膜,该膜具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯70-80份;
碳酸钙10-15份
膨润土10-15份
松香甘油酯1-2份;
偶联剂2-3份;
调节剂1-2份;
改性剂1-2份;
增塑剂1-2份;
抗氧剂1-2份。
作为本发明的进一步改进,所述改性剂包括下列重量份物质组成:
4-氟邻苯二甲酸酐4份;
二乙二醇***5份
(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇1份。
作为本发明的进一步改进,所述改性剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将4-氟邻苯二甲酸酐加入到装有丙酮的反应容器中搅拌混合,混合均匀后,形成混合液;
步骤二:将二乙二醇***和(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇依次加入到混合液中搅拌混合;混合均匀后,将混合液温度升高至80-100℃进行反应,反应时间为4-6h;反应结束后,旋转蒸发除去丙酮,制得改性剂。
作为本发明的进一步改进,所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
作为本发明的进一步改进,所述偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
作为本发明的进一步改进,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
作为本发明的进一步改进,所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
作为本发明的进一步改进,所述聚丙烯防水透气膜的制备方法包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在250-270℃下加热成熔融状态,所得熔体过滤后,经单层模头挤出成膜片,膜片经急冷后形成铸片;
S2、将步骤S1制得的铸片在140-150℃下预热后,于130-140℃下纵向拉伸4-5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在150-160℃下进行预热后,于140-150℃下进行横向拉伸4-6倍,并于110-130℃下进行热定型,再于50-60℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
作为本发明的进一步改进,所述S1中所得熔体经过300-500目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片。
本发明的有益效果:通过以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料,同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得;聚丙烯是由丙烯进行加聚反应而成的聚合物,不含有任何亲水性(极性)基团,所以具有相对较好的疏水性;通过以碳酸钙和膨润土作为填料,能够增强防水透气膜的力学性能;而松香甘油酯一方面提高反应各组分之间的润滑性,另一方面提高防水透气膜的耐候性;作为本发明的创造性之一,在反应物中加入了改性剂,改性剂用于对聚丙烯进行改性处理,改性性是以4-氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇***和(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇作为反应物,在温度为80-100℃的条件下,发生聚合反应而成;改性剂中含有氟、硝基以及苯基这些官能团,一方面能够大大提高防水透气膜的力学性能,特别是拉伸强度和断裂伸长率,另一方面还能进一步提高防水透气膜的防水透气性能,从而使得防水透气膜具有较大的透湿量。为了提高使改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,本发明中加入了调节剂,调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,在这些物质的共同作用下,能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,大大提高了改性剂的改性作用。
此外本发明中还加入了偶联剂,偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,偶联剂起到偶联的作用,使得无机填料与聚丙烯以及各组件之间具有较好的相容性,进一步增加防水透气膜的防水透气性以及各种力学性能。
最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性,其透湿量较大,同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率。
具体实施方式
实施例1
制备改性剂,包括以下步骤:
步骤一:将4g 4-氟邻苯二甲酸酐加入到装有30ml丙酮的反应容器中搅拌混合,混合均匀后,形成混合液;
步骤二:将5g二乙二醇***和1g(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇依次加入到混合液中搅拌混合;混合均匀后,将混合液温度升高至90℃进行反应,反应时间为5h;反应结束后,旋转蒸发除去丙酮,制得改性剂。
实施例2
一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯75份;
碳酸钙15份
膨润土10份
松香甘油酯3份;
偶联剂2份;
调节剂2份;
改性剂1份;
增塑剂1份;
抗氧剂1份。
所述改性剂由实施例1制得。
所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
所述聚丙烯防水透气膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在260℃下加热成熔融状态,所得熔体经过400目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片
S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后,于135℃下纵向拉伸4.5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后,于145℃下进行横向拉伸5倍,并于115℃下进行热定型,再于55℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
实施例3
一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯75份;
碳酸钙13份
膨润土12份
松香甘油酯3份;
偶联剂2份;
调节剂2份;
改性剂1份;
增塑剂1份;
抗氧剂1份。
所述改性剂由实施例1制得。
所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
所述聚丙烯防水透气膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在260℃下加热成熔融状态,所得熔体经过400目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片
S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后,于135℃下纵向拉伸4.5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后,于145℃下进行横向拉伸5倍,并于120℃下进行热定型,再于55℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
实施例4
一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯75份;
碳酸钙10份
膨润土15份
松香甘油酯3份;
偶联剂2份;
调节剂2份;
改性剂1份;
增塑剂1份;
抗氧剂1份。
所述改性剂由实施例1制得。
所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
所述聚丙烯防水透气膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在260℃下加热成熔融状态,所得熔体经过400目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片
S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后,于135℃下纵向拉伸4.5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后,于145℃下进行横向拉伸5倍,并于115℃下进行热定型,再于55℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
对比例1
一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯75份;
碳酸钙10份
膨润土15份
松香甘油酯3份;
偶联剂2份;
调节剂2份;
增塑剂1份;
抗氧剂1份。
所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
所述聚丙烯防水透气膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在260℃下加热成熔融状态,所得熔体经过400目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片
S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后,于135℃下纵向拉伸4.5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后,于145℃下进行横向拉伸5倍,并于115℃下进行热定型,再于55℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
对比例2
一种聚丙烯防水透气膜,包括下列重量份物质组成:
聚丙烯75份;
碳酸钙10份
膨润土15份
松香甘油酯3份;
4-氟邻苯二甲酸酐0.4份;
二乙二醇***0.5份
(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇0.1份;
偶联剂2份;
调节剂2份;
增塑剂1份;
抗氧剂1份。
所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
所述偶联剂为为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
所述聚丙烯防水透气膜的制备方法,包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在260℃下加热成熔融状态,所得熔体经过400目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片
S2、将步骤S1制得的铸片在145℃下预热后,于135℃下纵向拉伸4.5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在155℃下进行预热后,于135℃下进行横向拉伸5倍,并于115℃下进行热定型,再于55℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
性能检测
对实施例2-4和对比例1-2制得的试样进行各项性能检测
接触角大小测试
将待测样品粘贴在载玻片上,每个样品各取5个不同位置,将去离子水滴于薄膜表面5s后保存图片,计算其度数,取平均值;
试样 | 接触角/° |
实施例2 | 98.2 |
实施例3 | 102.7 |
实施例4 | 96.5 |
对比例1 | 69.4 |
对比例2 | 75.6 |
由上表可知,本发明制成的聚丙烯防水透气膜的接触角大于90°,从而说明了本发明的防水透气膜具有较强的疏水性能,防水性能较强。
用透湿量测试仪对试样进行透湿量检查,性能如下:
试样 | 透湿量(g/m2*24h) |
实施例2 | 3900 |
实施例3 | 4300 |
实施例4 | 3200 |
对比例1 | 1500 |
对比例2 | 1800 |
由上表可知,说明了本发明制成的聚丙烯防水透气膜具有较强的透气性能。
力学性能测试
按照GB/T1040-2006,将膜制成标准的哑铃样条,以100mm/min的速度拉伸,测定试样的拉伸强度(横向拉伸强度和纵向拉伸强度)和断裂伸长率。
试样 | 纵向拉伸强度/MPa | 横向拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% |
实施例2 | 128.9 | 135.7 | 35.6 |
实施例3 | 124.6 | 130.1 | 32.3 |
实施例4 | 119.6 | 121.3 | 29.4 |
对比例1 | 45.8 | 50.4 | 9.3 |
对比例2 | 57.6 | 62.5 | 12.6 |
由上表可知,本发明制得的聚丙烯防水透气膜具有较强的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率都较大,完全能够满足人们日常生产生活的需求。
本发明的一种聚丙烯防水透气膜,是以聚丙烯、碳酸钙和膨润土作为主要原料,同时加入松香甘油酯以及各种助剂反应制得;聚丙烯是由丙烯进行加聚反应而成的聚合物,不含有任何亲水性(极性)基团,所以具有相对较好的疏水性;通过以碳酸钙和膨润土作为填料,能够增强防水透气膜的力学性能;而松香甘油酯一方面提高反应各组分之间的润滑性,另一方面提高防水透气膜的耐候性;作为本发明的创造性之一,在反应物中加入了改性剂,改性剂用于对聚丙烯进行改性处理,改性性是以4-氟邻苯二甲酸酐、二乙二醇***和(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇作为反应物,在温度为80-100℃的条件下,发生聚合反应而成;改性剂中含有氟、硝基以及苯基这些官能团,一方面能够大大提高防水透气膜的力学性能,特别是拉伸强度和断裂伸长率,另一方面还能进一步提高防水透气膜的防水透气性能,从而使得防水透气膜具有较大的透湿量。
但如果仅仅是将改性剂与聚丙烯之间进行简单的共混,其改性效果较差,无法达到理想的改性效果,这是因为改性剂在聚丙烯的分散性较差,为了提高使改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,本发明中加入了调节剂,调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,在这些物质的共同作用下,能够使得改性剂在聚丙烯中分散更加均匀,大大提高了改性剂的改性作用。
此外本发明中还加入了偶联剂,偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,偶联剂起到偶联的作用,使得无机填料与聚丙烯以及各组件之间具有较好的相容性,进一步增加防水透气膜的防水透气性以及各种力学性能。
最终制得的聚丙烯防水透气膜不仅具有较强的防水透气性,其透湿量较大,同时还具有较大的拉伸强度和断裂伸长率,能够满足日常生产生活的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:包括下列重量份物质组成:
聚丙烯70-80份;
碳酸钙10-15份
膨润土10-15份
松香甘油酯1-2份;
偶联剂2-3份;
调节剂1-2份;
改性剂1-2份;
增塑剂1-2份;
抗氧剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述改性剂包括下列重量份物质组成:
4-氟邻苯二甲酸酐4份;
二乙二醇***5份
(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇1份。
3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述改性剂的制备方法包括以下步骤:
步骤一:根据设定的重量份配备原料,将4-氟邻苯二甲酸酐加入到装有丙酮的反应容器中搅拌混合,混合均匀后,形成混合液;
步骤二:将二乙二醇***和(1S,2S)-(+)-2-氨基-1-(4-硝基苯基)-1,3-丙二醇依次加入到混合液中搅拌混合;混合均匀后,将混合液温度升高至80-100℃进行反应,反应时间为4-6h;反应结束后,旋转蒸发除去丙酮,制得改性剂。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述调节剂为4,4’-二氨基-2,2’-二硝基二苯基甲烷、二甲基顺丁烯二酸酐和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷的混合物,其质量比为1∶1∶1。
5.根据权利要求4所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述偶联剂为(1-氟乙烯)甲基二苯基硅烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其质量比为1∶2。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述抗氧剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺。
8.根据权利要求7所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述聚丙烯防水透气膜的制备方法包括以下步骤:
S1:根据设定的重量份配备原料,将各组分物料混合挤出制成粒料,将粒料加入至双螺杆挤出机中,在250-270℃下加热成熔融状态,所得熔体过滤后,经单层模头挤出成膜片,膜片经急冷后形成铸片;
S2、将步骤S1制得的铸片在140-150℃下预热后,于130-140℃下纵向拉伸4-5倍,得到厚膜;
S3:将步骤S2制得的厚膜在150-160℃下进行预热后,于140-150℃下进行横向拉伸4-6倍,并于110-130℃下进行热定型,再于50-60℃下快速冷却定型;
S4、将步骤S3冷却定型后的薄膜展平、收卷后得到聚丙烯防水透气膜。
9.根据权利要求8所述的一种聚丙烯防水透气膜,其特征在于:所述S1中所得熔体经过300-500目过滤网过滤后,经单层模头挤出成膜片,利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片。
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