一种制备超薄透气膜的组合物及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性塑料加工领域，具体涉及一种用于超薄透气膜的具备高加工性的 聚乙烯组合物，以及超薄透气膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 透气膜也称"防水透气微孔膜"，具有透气不透水的特点，既能让气体通过，同时又 能够阻隔像水那样的液体；它既像织物那样透气又柔软，又像塑料袋那样可以隔离水份，因 此被称为"会呼吸的薄膜"，广泛应用于如婴儿纸尿裤和妇女卫生用品等卫生用品，和医疗、 食品包装、农业、纺织、建筑等领域，是国际上迅速发展起来的新材料。
[0003] 透气膜最早由日本研制成功，并在韩国得到大力发展，产品大量出口至世界各地， 其中中国是最大的产品需求地。目前透气膜生产的关键技术--透气膜树脂，掌握在少数 几家国外企业手中。
[0004] 透气膜是利用热塑性聚合物材料为原料，通过填充无机矿物填料，例如纳米碳酸 钙等，制备成为透气膜母粒，然后经过流延或吹膜制成薄膜后，在聚合物的软化温度和熔融 温度之间经单向或双向拉伸工艺制备而成。拉伸作用下，无机粒子周围形成一定尺寸的空 隙，成为具有互通网络状结构的防水透湿微孔膜。透气膜可以允许水蒸气、空气等气体通 过，但不允许液体通过。
[0005] 制备透气膜的最常用的热塑性聚合物是聚烯烃材料，由于加入大量无机填料会对 快速成膜和拉伸造成困难，因此透气膜对原料、填充物、表面处理技术、流延、拉伸等一系列 环节都有较高的要求；并且随着产品品质的不断提高、市场竞争的日趋激烈，以及人们环保 意识的增强，市场上对透气膜提出了轻量化的要求；轻量化能够降低产品成本、提高人体的 舒适感，但是对透气膜树脂的各方面性能提出了更高的要求。
[0006] 专利W0-A-01/79343公开了一种具有较强抗冲击强度和较高水蒸汽透过滤的微 孔热塑性膜，将40?60%的碳酸钙、30?40%的线性低密度聚乙烯（LLDPE)和1?10%的 低密度聚乙烯（LDPE)共混后逐步拉伸制成。
[0007] 中国专利03812642. 7公开了一种具有较高水蒸汽透过率、良好机械性能和加工 性能的透气膜，采用双峰LLDPE作为基体树脂，添加一定量的离子填料共混后进行制膜。双 峰LLDPE可平衡薄膜的机械强度和加工性能，从而能够在一定程度上降低透气膜的克重或 厚度，但由于体系中一部分低分子量聚乙烯的存在，透气膜的机械强度将会受到影响。
[0008] 中国专利200810220057. 7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而影响透气膜的使用。
[0009] 中国专利200810110060. 3公开了一种可熔融加工的组合物，包含微粒填充物、 LDPE、LLDPE、分散剂和含氟聚合物。对填充物进行表面改性后，在确保其高度分散的同时， 在加工过程中可有效减少熔体缺陷，避免在挤出过程中，分散剂在高温下发生炭化而积聚 在模头孔口处，引起挤出的不稳定、产品出现不均匀等现象。但工序较复杂，加工成本较高。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于高加工性、超薄透气膜的 组合物，以及超薄透气膜的制备方法；在保证透气膜的透气性能的同时，改善其力学性能， 得到更薄的透气膜，并且具有良好的加工性能。
[0011] 本发明的一种制备超薄透气膜的组合物是这样实现的：
[0012] 一种制备超薄透气膜的组合物，所述组合物中含有：聚乙烯共混物、无机填料、抗 氧剂和加工助剂：以所述聚乙烯共混物和所述无机填料的总重量为100份计，所述聚乙 烯共混物的重量为40?60份，所述无机填料的重量为40?60份，所述抗氧剂的重量为 0. 5?3份，所述加工助剂的重量为0. 2?I. 0份；
[0013] 所述聚乙烯共混物中含有宽分布的中密度聚乙烯（MDPE)和线性低密度聚乙烯 (LLDPE)；
[0014] 所述宽分布的中密度聚乙烯，其密度为0. 935g/cm3?0. 945g/cm3、熔体流动速率 (MFR)为0· lg/10min?8g/10min (190°C，2. 16kg)、分子量分布为8?20 ;以所述聚乙烯 共混物的总重量为100份计，所述宽分布的中密度聚乙烯的重量为30?70份；
[0015] 所述线性低密度聚乙烯，其共聚单体为丁烯、己烯或辛烯，催化剂为 Zieglor-Natta催化剂或茂金属催化剂；其密度为0. 890g/cm3?0. 925g/cm3、熔体流动速率 (MFR)为lg/10min?10g/10min (2. 16kg，190°C);以所述聚乙烯共混物的总重量为100份 计，所述线性低密度聚乙烯的重量为70?30份；
[0016] 所述无机填料选自：碳酸钙、硫酸钡、滑石粉或二氧化硅中的一种或几种，其粒径 为 0· 1 μ m ?50 μ m。
[0017] 在具体实施时，所述宽分布的中密度聚乙烯，其熔体流动速率（MFR)为 2g/10min?5g/10min(190°C，2. 16kg)、分子量分布为8?12 ;以所述聚乙烯共混物的总重 量为100份计，所述宽分布的中密度聚乙烯的重量为45?55份；所述线性低密度聚乙烯， 其熔体流动速率（MFR)为2g/10min?5g/10min (2. 16kg，190°C);以所述聚乙烯共混物的 总重量为100份计，所述线性低密度聚乙烯的重量为45?55份。
[0018] 在具体实施时，所述聚乙烯共混物中还含有低密度聚乙烯（LDPE);所述低密度聚 乙烯，其熔体流动速率（MFR)为 2g/cm3 ?20g/cm3 (190°C，2. 16kg)、优选 4g/cm3 ?7g/cm3 ; 以所述聚乙烯共混物的总重量为100份计，所述低密度聚乙烯的重量为1?20份，所述宽 分布的中密度聚乙烯的重量为40?55份，所述线性低密度聚乙烯的重量为40?55份。
[0019] 在具体实施时，所述无机填料为碳酸钙，其粒径为0. Ιμπι?3μπι;以所述聚乙烯 共混物和所述无机填料的总重量为100份计，所述无机填料的重量为45?55份，所述聚乙 烯共混物的重量为45?55份；所述无机填料使用硅烷偶联剂或硬脂酸进行表面改性；所 述抗氧剂选自：四季戊四醇酯、四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊 四醇酯(抗氧剂1010)、三（2, 4-二叔丁基）亚磷酸苯酯(抗氧剂168)、丙酸十八醇酯、1，3三 (2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基）丁烷或烷基化多酚中的一种或几种；优选的所述抗氧 剂为抗氧剂1010和抗氧剂168,抗氧剂1010与抗氧剂168的用量比为2:1?1:2 (重量)。 所述加工助剂为白油或聚乙烯蜡。
[0020] 在具体实施时，所述组合物中还含有分散剂，为专利US6423760和CN00816450等 介绍的中国石化北京化工研究院的专利产品，以所述聚乙烯共混物和所述无机填料的总重 量为100份计，所述分散剂的重量为〇. 5?3. 0份；
[0021] 所述分散剂为超细全硫化粉末橡胶，选自：全硫化丁苯橡胶、全硫化羧基丁苯橡 胶、全硫化丙烯酸酯橡胶、全硫化丁腈橡胶、全硫化羧基丁腈橡胶、全硫化硅橡胶或全硫化 丁苯批橡胶中的一种或几种，优选的所述分散剂为全硫化丁苯橡胶或/和全硫化羧基丁苯 橡胶；所述超细全硫化粉末橡胶的凝胶含量大于60wt%、粒径为50?2000nm、优选的粒径为 100?lOOOnm、更优选的粒径为150?500nm。
[0022] 本发明的另一个发明主题：一种超薄透气膜的制备方法是这样实现的：
[0023] -种使用权利要求1?8之一所述的组合物制备超薄透气膜的方法，该方法包括 以下步骤：
[0024] (1)将所述聚乙烯共混物、所述无机填料、所述抗氧剂和所述加工助剂，或者将所 述聚乙烯共混物、所述无机填料、所述抗氧剂、所述加工助剂和所述分散剂，经高速混料机 混合均勻；
[0025] ( 2)将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，挤出、切粒并烘干，得到高加工性的超 薄透气膜组合物；
[0026] (3)将所述高加工性的超薄透气膜组合物流延成薄膜，然后沿纵向进行拉伸，拉伸 比为1. 5?5、优选的拉伸比为1. 5?2. 5,得到超薄透气膜。
[0027] 本发明提供的高加工性、超薄透气膜组合物具有以下优点：选用的基体树脂为宽 分布中密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的共混物，宽分布的聚乙烯同时具有较高的力学性 能和较优的加工性，低分子量部分可提供较好的加工性能，高分子量部分能提供较好的力 学性能，因此能够在透气膜的生产过程中获得较好的加工性，提高流延和拉伸速度，并可以 进一步降低克重来降低成本。此外，超细全硫化粉末橡胶可作为分散剂辅助无机填料在树 脂中的均匀分散，保证透气膜产品的均匀性。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述 的【具体实施方式】。
[0029