一种耐高温耐光老化PE膜及其制备方法与流程

本发明涉及pe膜技术领域，具体为一种耐高温耐光老化pe膜及其制备方法。

背景技术：

pe膜是结构最简单的高分子有机化合物，也是目前应用最为广泛的高分子材料，pe膜是使用乙烯为重复单元的聚合物，然而现有技术的pe膜耐高温性能不佳，在高温情况容易发生破损，从而使得pe膜无法对物体起到保护作用，另外由于现有技术的pe膜耐光老化性能不佳，在户外使用时，现有pe膜使用寿命短，从而增加了生产成本。

公开号：cn106084432a，具体公开一种抗静电pe膜及其制备方法，该抗静电pe膜不能解决上述提到的现有技术的pe膜耐高温性能不佳，在高温情况容易发生破损，从而使得pe膜无法对物体起到保护作用，另外由于现有技术的pe膜耐光老化性能不佳，在户外使用时，现有pe膜使用寿命短，从而增加了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐高温耐光老化pe膜及其制备方法，可以解决现有pe膜耐高温性能不佳的问题以及现有pe膜耐光老化性能不佳的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐高温耐光老化pe膜，该耐高温耐光老化pe膜由外到内分为以下三层：纳米二氧化钛层、改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层和纳米二氧化钛层；两层所述纳米二氧化钛层均由重量份为10-15的纳米二氧化钛制备得到；所述改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层由重量份为5-10的改性纳米二氧化硅、重量份为30-60份的线性低密度聚乙烯和重量份为20-40份的低密度聚乙烯制备得到；所述改性纳米二氧化硅由重量份为8-12份纳米二氧化硅、重量份为1-5份的硅烷偶联剂和重量份为20-35份的异丙醇制备得到；

所述改性纳米二氧化硅的制备方法：

取纳米二氧化硅粉末，加入异丙醇，使用搅拌器搅拌均匀；接着取硅烷偶联剂置于容器中，再加入异丙醇溶解，将容器放入超声波发生器中，超声5-10min，超声结束后，向容器中加入纳米二氧化硅和异丙醇的混合物，使用搅拌器搅拌30-40min，将超声发生器中水加热至80-85℃，继续超声30-35min，超声结束后，将容器放入温度为80-85℃的真空烘箱中，烘干50-60min，将容器中的固体进行研磨过筛，得到改性纳米二氧化钛，待用；

所述改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层制备方法具体包括以下步骤：

步骤一：取线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和改性纳米二氧化硅放入容器中，混合均匀，得到混料，将混料加入温度和转速分别为140-150℃和45-50r/min的捏合机中熔融混合，熔融混合均匀后出料，再破碎，得到混合料；

步骤二：启动第一加热片、第二加热片、第三加热片、第四加热片、第五加热片和模头加热片，所述第一加热片、第二加热片、第三加热片、第四加热片、第五加热片和模头加热片的加热温度分别为125-130℃、135-140℃、140-145℃、145-150℃、150-155℃和135-140℃，接着将混合料加入单螺杆挤出机的进料口，启动第二电机并设置第二电机转动轴的转速为45-48r/min，第二电机通过其转动轴从而带动第二皮带轮转动，第二皮带轮通过转动皮带从而带动第一皮带轮转动，第一皮带轮转动从而带动转动杆转动，转动杆从而带动第一齿轮转动，第一齿轮从而带动第二齿轮转动，第二齿轮从而带动连接杆转动，连接杆从而带动挤出螺旋杆转动，启动第一电机并设置第一电机转动轴转速为12-15r/min，第一电机通过其转动轴从而带动进料螺旋杆转动，进料螺旋杆转动从而混料进入挤出管内部，混合料在挤出管内部熔融，熔融的混合料不断被挤出螺旋杆向模头推动，最后混合料从单螺杆挤出机的模头挤出造粒得到混合母粒，使用吹膜装置将混合母粒吹膜成型，即得到改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层，备用。

一种耐高温耐光老化pe膜的制备方法，该制备方法具体包括以下：在得到的改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层的上下表面均设置厚度为10-15μm纳米二氧化钛层，即得到耐高温耐光老化pe膜。

优选的，所述单螺杆挤出机包括固定架、支撑架、外壳、挤出管和进料口，所述固定架内部的底部的表面上安装有固定底座，所述固定底座顶部的表面上安装有第二电机，所述第二电机转动轴一端顶部的表面上垂直安装有第二皮带轮，所述第二电机的上方安装有支撑板，所述支撑板顶部的表面上的一侧安装有支撑座，所述支撑座顶部的表面上安装有齿轮箱，所述齿轮箱一侧的侧壁的表面上设置有圆形开口且该圆形开口内部安装有第一轴承，所述第一轴承内部安装有转动杆，所述转动杆一端的表面上垂直焊接有第一皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮之间通过转动皮带转动连接，所述转动杆另一端的表面上垂直焊接有第一齿轮，所述齿轮箱另一侧的侧壁的表面上同样设置有圆形开口且圆形开口内部安装有第二轴承，所述第二轴承内部安装有连接杆，所述连接杆一端的表面上垂直焊接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮之间啮合，所述齿轮箱的上方安装有防尘罩，所述连接杆另一端的表面上垂直焊接有挤出螺旋杆，所述挤出螺旋杆外侧安装有挤出管，所述挤出管安装在外壳内部，所述挤出管一端的上方设置有开口，所述开口的表面上安装有进料口，所述进料口底部安装有进料螺旋杆，所述进料口的一侧安装有第一电机，所述第一电机的转动轴与进料螺旋杆之间通过焊接固定，所述挤出管外侧的一端到另一端依次安装有第一加热片、第二加热片、第三加热片、第四加热片和第五加热片，所述挤出管一端安装有模头，所述摸头与第五加热片之间安装有模头加热片，所述模头加热片安装在挤出管的外侧。

优选的，所述进料口底部设置有进料管，所述进料螺旋杆安装在进料管内部，所述进料螺旋杆与进料管之间转动连接。

优选的，所述挤出螺旋杆与挤出管之间转动连接。

与现有技术对比，本发明的有益效果：

本发明通过使用改性纳米二氧化硅对线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯进行改性，纳米二氧化硅能提高其他材料抗老化、机械强度以及耐化学性能，利用纳米二氧化硅的透光、粒度小，二氧化硅在与塑料配合时难混入、难分散，所以使用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性处理，二氧化硅表面存在羟基，且该羟基存在使得纳米二氧化硅表面具有化学吸附活跃性，改性纳米二氧化硅可以与均匀分散在有机物内部，使用单螺杆挤出机，并且在进料口处设置进料螺旋杆与第一电机可以控制进料的速度，在挤出管的外侧设置第一加热片、第二加热片、第三加热片、第四加热片、第五加热片和模头加热片使得改性纳米二氧化硅、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯可以依熔融的形态进行混合，在挤出管内设置挤出螺旋杆，第二电机通过第一皮带轮、第二皮带轮、转动皮带、转动杆、第一齿轮、第二齿轮与连接杆从而使得挤出螺旋杆转动，挤出螺旋杆不断将熔融状态的混合物推向模头，在模头处挤出，接着使用吹膜装置从而得到改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层，该改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层具有优越的韧性和耐光老化性能，从而解决现有pe膜耐光老化性不佳的问题。

本发明通过在改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层的上下表面设置纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛具有优异的化学稳定性以及热稳定性能，在改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层上下表面形成的纳米二氧化钛层可以有效的提高改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层的耐化学性以及耐高温性能，从而解决现有pe膜耐高温性能不佳的问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为单螺杆挤出机整体结构示意图；

图2为单螺杆挤出机的齿轮箱内部结构示意图；

图3为单螺杆挤出机的进料螺旋杆结构示意图；

图4为单螺杆挤出机挤出螺旋杆结构示意图；

图中：1、固定架；2、支撑架；3、外壳；4、挤出管；5、进料口；6、第一电机；7、进料螺旋杆；8、防尘罩；9、齿轮箱；10、第一皮带轮；11、第二皮带轮；12、转动皮带；13、第二电机；14、转动杆；15、第一齿轮；16、第二齿轮；17、连接杆；18、挤出螺旋杆；19、第一加热片；20、第二加热片；21、第三加热片；22、第四加热片；23、第五加热片；24、模头加热片；25、模头。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种耐高温耐光老化pe膜，该耐高温耐光老化pe膜由外到内分为以下三层：纳米二氧化钛层、改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层和纳米二氧化钛层；两层所述纳米二氧化钛层均由重量份为10-15的纳米二氧化钛制备得到；所述改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层由重量份为5-10的改性纳米二氧化硅、重量份为30-60份的线性低密度聚乙烯和重量份为20-40份的低密度聚乙烯制备得到；所述改性纳米二氧化硅由重量份为8-12份纳米二氧化硅、重量份为1-5份的硅烷偶联剂和重量份为20-35份的异丙醇制备得到；

改性纳米二氧化硅的制备方法：

取纳米二氧化硅粉末，加入异丙醇，使用搅拌器搅拌均匀；接着取硅烷偶联剂置于容器中，再加入异丙醇溶解，将容器放入超声波发生器中，超声5-10min，超声结束后，向容器中加入纳米二氧化硅和异丙醇的混合物，使用搅拌器搅拌30-40min，将超声发生器中水加热至80-85℃，继续超声30-35min，超声结束后，将容器放入温度为80-85℃的真空烘箱中，烘干50-60min，将容器中的固体进行研磨过筛，得到改性纳米二氧化钛，待用；

改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层制备方法具体包括以下步骤：

步骤一：取线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和改性纳米二氧化硅放入容器中，混合均匀，得到混料，将混料加入温度和转速分别为140-150℃和45-50r/min的捏合机中熔融混合，熔融混合均匀后出料，再破碎，得到混合料；

步骤二：启动第一加热片19、第二加热片20、第三加热片21、第四加热片22、第五加热片23和模头加热片24，第一加热片19、第二加热片20、第三加热片21、第四加热片22、第五加热片23和模头加热片24的加热温度分别为125-130℃、135-140℃、140-145℃、145-150℃、150-155℃和135-140℃，接着将混合料加入单螺杆挤出机的进料口5，启动第二电机13并设置第二电机13转动轴的转速为45-48r/min，第二电机13通过其转动轴从而带动第二皮带轮11转动，第二皮带轮11通过转动皮带12从而带动第一皮带轮10转动，第一皮带轮10转动从而带动转动杆14转动，转动杆14从而带动第一齿轮15转动，第一齿轮15从而带动第二齿轮16转动，第二齿轮16从而带动连接杆17转动，连接杆17从而带动挤出螺旋杆18转动，启动第一电机6并设置第一电机6转动轴转速为12-15r/min，第一电机6通过其转动轴从而带动进料螺旋杆7转动，进料螺旋杆7转动从而混料进入挤出管4内部，混合料在挤出管4内部熔融，熔融的混合料不断被挤出螺旋杆18向模头25推动，最后混合料从单螺杆挤出机的模头25挤出造粒得到混合母粒，使用吹膜装置将混合母粒吹膜成型，即得到改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层，备用。

一种耐高温耐光老化pe膜的制备方法，该制备方法具体包括以下：在得到的改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层的上下表面均设置厚度为10-15μm纳米二氧化钛层，即得到耐高温耐光老化pe膜。

单螺杆挤出机包括固定架1、支撑架2、外壳3、挤出管4和进料口5，固定架1内部的底部的表面上安装有固定底座，固定底座顶部的表面上安装有第二电机13，第二电机13转动轴一端顶部的表面上垂直安装有第二皮带轮11，第二电机13的上方安装有支撑板，支撑板顶部的表面上的一侧安装有支撑座，支撑座顶部的表面上安装有齿轮箱9，齿轮箱9一侧的侧壁的表面上设置有圆形开口且该圆形开口内部安装有第一轴承，第一轴承内部安装有转动杆14，转动杆14一端的表面上垂直焊接有第一皮带轮10，第一皮带轮10与第二皮带轮11之间通过转动皮带12转动连接，转动杆14另一端的表面上垂直焊接有第一齿轮15，齿轮箱9另一侧的侧壁的表面上同样设置有圆形开口且圆形开口内部安装有第二轴承，第二轴承内部安装有连接杆17，连接杆17一端的表面上垂直焊接有第二齿轮16，第二齿轮16与第一齿轮15之间啮合，齿轮箱9的上方安装有防尘罩8，连接杆17另一端的表面上垂直焊接有挤出螺旋杆18，挤出螺旋杆18外侧安装有挤出管4，挤出管4安装在外壳3内部，挤出管4一端的上方设置有开口，开口的表面上安装有进料口5，进料口5底部安装有进料螺旋杆7，进料口5的一侧安装有第一电机6，第一电机6的转动轴与进料螺旋杆7之间通过焊接固定，挤出管4外侧的一端到另一端依次安装有第一加热片19、第二加热片20、第三加热片21、第四加热片22和第五加热片23，挤出管4一端安装有模头25，摸头25与第五加热片23之间安装有模头加热片24，模头加热片24安装在挤出管4的外侧。进料口5底部设置有进料管，进料螺旋杆7安装在进料管内部，进料螺旋杆7与进料管之间转动连接，挤出螺旋杆18与挤出管4之间转动连接。

实施例1

请参阅图1-4所示，一种耐高温耐光老化pe膜，该耐高温耐光老化pe膜由外到内分为以下三层：纳米二氧化钛层、改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层和纳米二氧化钛层；两层所述纳米二氧化钛层均由重量份为12的纳米二氧化钛制备得到；所述改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层由重量份为6的改性纳米二氧化硅、重量份为60份的线性低密度聚乙烯和重量份为40份的低密度聚乙烯制备得到；所述改性纳米二氧化硅由重量份为9份纳米二氧化硅、重量份为3份的硅烷偶联剂和重量份为26份的异丙醇制备得到；

改性纳米二氧化硅的制备方法：

取纳米二氧化硅粉末，加入异丙醇，使用搅拌器搅拌均匀；接着取硅烷偶联剂置于容器中，再加入异丙醇溶解，将容器放入超声波发生器中，超声8min，超声结束后，向容器中加入纳米二氧化硅和异丙醇的混合物，使用搅拌器搅拌30min，将超声发生器中水加热至82℃，继续超声30min，超声结束后，将容器放入温度为85℃的真空烘箱中，烘干55min，将容器中的固体进行研磨过筛，得到改性纳米二氧化钛，待用；

改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层制备方法具体包括以下步骤：

步骤一：取线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和改性纳米二氧化硅放入容器中，混合均匀，得到混料，将混料加入温度和转速分别为145℃和45r/min的捏合机中熔融混合，熔融混合均匀后出料，再破碎，得到混合料；

步骤二：启动第一加热片19、第二加热片20、第三加热片21、第四加热片22、第五加热片23和模头加热片24，第一加热片19、第二加热片20、第三加热片21、第四加热片22、第五加热片23和模头加热片24的加热温度分别为125℃、135℃、140℃、145℃、150℃和140℃，接着将混合料加入单螺杆挤出机的进料口5，启动第二电机13并设置第二电机13转动轴的转速为46r/min，第二电机13通过其转动轴从而带动第二皮带轮11转动，第二皮带轮11通过转动皮带12从而带动第一皮带轮10转动，第一皮带轮10转动从而带动转动杆14转动，转动杆14从而带动第一齿轮15转动，第一齿轮15从而带动第二齿轮16转动，第二齿轮16从而带动连接杆17转动，连接杆17从而带动挤出螺旋杆18转动，启动第一电机6并设置第一电机6转动轴转速为14r/min，第一电机6通过其转动轴从而带动进料螺旋杆7转动，进料螺旋杆7转动从而混料进入挤出管4内部，混合料在挤出管4内部熔融，熔融的混合料不断被挤出螺旋杆18向模头25推动，最后混合料从单螺杆挤出机的模头25挤出造粒得到混合母粒，使用吹膜装置将混合母粒吹膜成型，即得到改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层，备用。

一种耐高温耐光老化pe膜的制备方法，该制备方法具体包括以下：在得到的改性纳米二氧化硅/线性低密度聚乙烯/低密度聚乙烯层的上下表面均设置厚度为10-15μm纳米二氧化钛层，即得到耐高温耐光老化pe膜

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。