專利名稱：：熱塑彈性自封薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種熱塑彈性自封薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
：所謂熱塑彈性自封薄膜，是指由熱塑性聚合物基體及各類助劑通過薄膜成型方法所制得的具有彈性回復(fù)功能、良好的自封和透氣性能的包裝用薄膜。由于其獨特的性能，該類薄膜在醫(yī)療、科研及園藝等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用。為滿足各類應(yīng)用的實際需要，該類薄膜須同時具備以下幾方面性能其一，具有優(yōu)異的自封性能；其二，具有良好的彈性回復(fù)性能，同時又要具備必要的剛性和抗張強度；其三，具有良好的透氣性能，同時能阻止水分的擴散；此外，為滿足使用的方便，要求使用前薄膜表面自身粘性小，即使用前薄膜不發(fā)生自粘。目前，該類薄膜的基體樹脂通常由聚烯烴和熱塑性彈性體共同組成，為使薄膜使用時具有良好的自封性能(粘著性能)，常需借助熱封或自粘技術(shù)對薄膜進(jìn)行改性。熱封技術(shù)，雖然可獲得良好的粘結(jié)性能，但操作過程工藝復(fù)雜、步驟繁瑣；而利用自粘技術(shù)則需通過熔融復(fù)合工藝在基體樹脂中加入各類粘稠性的增粘助劑，由于該類助劑粘性很大，不僅加工困難，而且由于改性后薄膜表面粘性較大，使用前極易發(fā)生自粘，給包裝和使用過程帶來極大不便。例如，日本特開昭53-8295和56-5842號公報分別公開了兩種熱塑彈性自封薄膜產(chǎn)品，前者由聚烯烴樹脂、熱塑性彈性體、液態(tài)粘稠脂肪烴混合而成，后者則由聚丙烯系樹脂、聚烯烴系橡膠、聚丁烯、增粘劑等組成。這兩種自粘性樹脂組合物雖然粘著性能良好，但由于增粘劑的加入使樹脂表面粘性明顯增大，導(dǎo)致使用前就極易發(fā)生自粘，從而存在包裝、運輸困難，使用粘手等顯著缺陷。另一方面，為使薄膜具有良好的透氣性能，目前通常采用刺孔或無機填料填充技術(shù)對薄膜進(jìn)行改性。其中后者是尤為常用的改性方法。在聚合物基體中加入各類無機填料(如碳酸鈣、氧化硅等)，當(dāng)薄膜受到外力拉伸時，由于聚合物基體與填料具有不同的延展能力，很容易在界面處產(chǎn)生空隙，從而賦予薄膜以優(yōu)良的透氣性能。該原理已在一系列專利中得以報道，例如杉本等人在美國專利4，472，328中報道了一種可透氣薄膜，能透過氣體/水蒸汽但不能透過液體；在PCT國際專利W099/14044中公開了一種柔軟、可透氣的彈性層壓體，其中包含一種彈性薄膜材料和粘接于該彈性薄膜上的一層非織造纖維網(wǎng)，該彈性薄膜由茂金屬催化聚乙烯材料組成，其透氣性通過‘填料填充改性/雙向拉伸工藝’而獲得。利用上述無機填料填充原理制備可透氣性薄膜時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)體系內(nèi)含有熱塑性彈性體時，由于薄膜具有較大的回彈性，以致當(dāng)薄膜回縮過程使業(yè)已產(chǎn)生的空隙消失，因此，上述體系所獲得的透氣性結(jié)構(gòu)具有較大的不穩(wěn)定性。如何平衡上述體系的彈性回復(fù)性能與可透氣性間的關(guān)系，仍是該領(lǐng)域的技術(shù)難點之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種薄膜原始表面無粘性，包裝、運輸容易、使用不粘手，且透氣性能和回彈性能均較理想的熱塑彈性自封薄膜。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的熱塑彈性自封薄膜包括有基體樹脂、蠟、增粘劑、填充劑、添加劑，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種熱塑彈性自封薄膜，該薄膜主要由以下重量份數(shù)的各組分制備而成(1)基體樹脂100其中乙烯基樹脂10100丙烯基樹脂090苯乙烯基樹脂090;(2)蠟100140(3)增粘劑10100(4)填充劑130。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以接受的是，為了改善薄膜的某些特征，本發(fā)明的熱塑彈性自封薄膜還可以添加110重量份的添加劑，所述的添加劑為從色母粒、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑(如抗氧劑Irgan0XB225)或穩(wěn)定劑中選擇添加一種或多種。上述的添加劑中的穩(wěn)定劑用量介于約02%之間，優(yōu)選約0.11%，摻入在本發(fā)明的薄膜中以保護上述的基體樹脂，從而保護整個體系，免受通常在薄膜的制造和使用過程中暴露于惡劣環(huán)境條件下發(fā)生的熱和氧化降解的影響?？蓱?yīng)用的穩(wěn)定劑是高分子量受阻酚和多官能團酚，如含硫和磷的酚。位阻酚是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，所述的酚類化合物在鄰近其酚羥基處還含有空間上龐大的基團。上述基體樹脂具體為乙烯基樹脂、丙烯基樹脂、苯乙烯基樹脂，上述基體樹脂可以單獨或以其混合物形式使用。所述乙烯基樹脂為那些主要由乙烯結(jié)構(gòu)單元組成的樹脂，如茂金屬線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超支化聚乙烯、乙烯-a-烯烴共聚物乙烯-a-烯烴共聚物，如市售的乙烯丙烯共聚彈性體或稱乙烯丙烯共聚物(乙烯-丙烯共聚物)、乙烯丁烯共聚彈性體或稱乙烯丁烯共聚物(乙烯_丁烯共聚物)中的一種或多種混合物，所述的一種或多種是指上述列舉出的具體物質(zhì)中選擇一種或者一種以上混合。所述丙烯基樹脂為那些主要由丙烯結(jié)構(gòu)單元組成的樹脂，包括丙烯均聚物和丙烯與至少一種a-烯烴的無規(guī)、嵌段或接枝共聚物，所述的a-烯烴如丙烯、乙烯、丁烯或己烯寸。所述的苯乙烯基樹脂為苯乙烯_乙烯_丁烯嵌段共聚物、苯乙烯_乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或多種混合使用，所述的一種或多種混合使用是指上述列舉出的具體物質(zhì)中選擇一種或者一種以上混合；上述的苯乙烯_乙烯-丁烯嵌段共聚物是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的氫化物，上述的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物是苯乙烯-丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物的氫化物，上述的苯乙烯_乙烯_丙烯_苯乙烯嵌段共聚物是苯乙烯_異戊二烯_苯乙烯嵌段共聚物的氫化物。本發(fā)明中所述的蠟為烴類蠟，它可以是礦物蠟或合成蠟。如石蠟、微晶蠟、中間產(chǎn)物蠟、聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、乙烯_醋酸乙烯酯共聚蠟中的一種或多種混合物，石蠟通常由正鏈烷和支鏈烷的混合物組成，正鏈烷的含量宜在35%至90%之間，這些蠟中的每一種在室溫下均呈固體。本發(fā)明所述的增粘劑是作為增粘劑使用、制造和銷售的樹脂狀物質(zhì)，具體如香豆酮-茚樹脂等的香豆酮樹脂；苯酚-甲醛樹脂和二甲苯-甲醛樹脂等的酚醛類樹脂；蔽烯_酚醛樹脂、萜烯樹脂(a，卩-菔烯樹脂)、芳香族改性萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂等的萜烯類樹脂；合成聚萜烯樹脂、芳香族類烴樹脂、脂肪族類烴樹脂、脂肪族類環(huán)狀烴樹脂、脂肪族_脂環(huán)族類石油樹脂、脂肪族_芳香族類石油樹脂、不飽和烴樹脂、加氫烴樹脂和烴類粘合樹脂等的石油類烴樹脂，根據(jù)需要從上述列舉的物質(zhì)中選擇使用；松香的季戊四醇酯、松香甘油酯、氫化松香、氫化松香酯等的松香類衍生物。其中，軟化點在70°C以上、優(yōu)選在70125°C范圍的加氫烴樹脂(如碳9氫化烴樹脂即C9氫化烴樹脂)、氫化脂肪族類環(huán)狀烴樹脂、氫化脂肪族_脂環(huán)族類石油樹脂、氫化萜烯樹脂、氫化合成聚萜烯樹脂等的氫化樹脂。本發(fā)明所述的填充劑呈顆粒狀或其他各類形狀的填料，能夠均勻地分散于一種或多種聚合物基體中，并且不會對薄膜產(chǎn)生有害影響或化學(xué)副作用，一般說，該填料呈顆粒物形式而且通常無規(guī)則形狀，平均粒徑范圍在納米級或微米級(0.510微米)，有機填料和無機填料都適合用于本發(fā)明中，只要它們不干擾成膜過程，并保證所得到薄膜的透氣性和自粘性，適用填充劑(填料)的實例如碳酸鈣、粘土、納米二氧化硅、氧化鋁、硫酸鋇、滑石粉、二氧化鈦、沸石、硅藻土、高嶺土等。按照本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施方案，該填充劑優(yōu)選是納米二氧化硅。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種操作過程簡單的上述薄膜的制備方法，本發(fā)明在材料的混合上采用了分步混合的方法(工藝流程見圖2)，具體如下(1)首先按照配方比例將除了基體樹脂之外的其他組分放置在配有攪拌裝置的夾套式混合器內(nèi)，混合器內(nèi)溫度升高至150180°C的范圍，以便熔化混合物，應(yīng)該指出的是在該步驟中使用的準(zhǔn)確溫度取決于特定組分的熔點；(2)然后在攪拌下將基體樹脂加入混合器內(nèi)，并繼續(xù)混合直到形成均勻的混合物，在整個混合過程中，推薦對混合器進(jìn)行真空操作，以保證混合物中不含有大量氣泡，真空度根據(jù)實際材料粘度而定，得到混合均勻的熔體；(3)然后使用高粘度泵將熔體送至熱熔性的T型夾縫模頭進(jìn)行涂覆輥壓成膜。上述步驟(3)中的輥壓成膜，其成膜載體采用市售的各種離型紙，優(yōu)選表層為高分子硅油化合物的離型紙。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果1.本發(fā)明創(chuàng)新的設(shè)計了一種熱塑彈性自封薄膜，該組合物經(jīng)過涂覆成膜后，外層由于蠟層的保護而無粘性即薄膜使用前原始表面無粘性，因此，不影響包裝使用，包裝、運輸容易。在經(jīng)過拉伸后外層蠟層破壞，然后才將內(nèi)層粘性物質(zhì)暴露而使薄膜此時具有自粘性能(見圖1)，這樣就使得薄膜使用時具有了優(yōu)異的自封性能。2.本發(fā)明的熱塑彈性自封薄膜加入了一定量的無機填料(如納米二氧化硅)，使得薄膜受外力拉伸時，由于聚合物基體與填料具有不同的延展能力，很容易在界面處產(chǎn)生空隙，因此賦予了該薄膜良好的透氣性能，有效的阻止了水分的擴散。同時，本發(fā)明采用的彈性體基體為乙烯基樹脂、丙烯基樹脂、苯乙烯基樹脂，從而避免了薄膜具有過大的回彈性而導(dǎo)致空隙消失的現(xiàn)象，從而兼顧了薄膜的透氣性和回彈性。3.本發(fā)明的熱塑彈性自封薄膜制備工藝簡單、易于操作。4.將本發(fā)明的薄膜應(yīng)用于其它熱塑彈性自封薄膜難以應(yīng)用的醫(yī)療、科研、園藝等領(lǐng)域。由于本發(fā)明的薄膜本身無粘性，但使用時又能具有良好粘著性和自封性，因此是科研實驗室用理想的密封薄膜。它能防止溶劑揮發(fā)，同時又夠緊緊鎖住水分，可對培養(yǎng)基試管、細(xì)頸瓶、培養(yǎng)管等內(nèi)部的物質(zhì)提供可靠的保護。在醫(yī)療中可用作高級繃帶防護罩，而且在醫(yī)學(xué)實驗室及醫(yī)療器械儲存中有廣泛的使用空間。此外，還可將該薄膜應(yīng)用于園藝領(lǐng)域，例如芽接，它能對創(chuàng)傷處進(jìn)行密封，保護嫩芽不受雨淋和塵霧摧襲，更重要的是它能幫助鎖住水分，防止幼芽干死。圖1本發(fā)明組合物的使用效果示意圖。圖2制備本發(fā)明組合物方法的工藝流程圖。具體實施例方式下面通過具體實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。按照上述組合物配方原理和制備步驟制備熱塑彈性自封薄膜組合物(實施例1-3、比較例4-7)。各例的樣品總重約為5KG，在恒溫170°C及真空條件下于螺桿式混合器中進(jìn)行密煉。所采用的混合器由電機供給型動力螺桿、加熱套、溫控裝置、真空設(shè)備組成。具體混合步驟如下首先按比例向混合器內(nèi)加入除基體樹脂外的各組分，隨后升高混合器溫度使各組分熔化，待完全熔化后開動電機進(jìn)行攪拌，然后加入基體樹脂并繼續(xù)攪拌混合，直至樹脂完全熔融，得到均勻的熔體混合物。最終根據(jù)上述方法對所得材料進(jìn)行成膜，用于拉伸強度、300%模量、斷裂伸長率、透明度、自粘性能測試。實施例13表1是實施例13的配方組成及性能測試結(jié)果。在實施例1的基礎(chǔ)上，分別選用了不同的熱塑性彈性體及蠟種類，上述實施例均獲得了性能良好的熱塑彈性自封型薄膜，所得樣品的剛性、柔韌性適中、使用前粘性小，經(jīng)單軸或雙軸拉伸后有良好的自粘性能，均能滿足使用要求。實施例1、比較例4表2是實施例1、比較例4的配方比例及性能測試結(jié)果。與實施例1相比，比較例4增加了茂金屬線性低密度聚乙烯的比例。測試結(jié)果表明由于體系內(nèi)茂金屬線性低密度聚乙烯比例的提高，導(dǎo)致薄膜300%拉伸模量增加，以致使薄膜在使用過程拉伸困難，同時使透明度下降。實施例1、比較例5表3是實施例1、比較例5的配方比例及性能測試結(jié)果。與實施例1相比，比較例5僅僅改變了無機填料的類別。即以納米碳酸鈣替換了納米二氧化硅，結(jié)果表明使用納米碳酸鈣填充所得的薄膜透明性明顯差于使用納米二氧化硅填充的薄膜。實施例1、比較例6表4是實施例1、比較例6的配方比例及性能測試結(jié)果。與實施例1相比，比較例6采用了不同的增粘樹脂，即以氫化萜烯樹脂代替了C9氫化烴樹脂。結(jié)果表明使用氫化萜烯樹脂的增粘效果不如使用C9氫化烴樹脂的增粘效果，以致使薄膜無法滿足使用要求。實施例1、比較例76表5是實施例1、比較例7的配方比例及性能測試結(jié)果。與實施例1相比，比較例7降低了聚乙烯蠟的用量。結(jié)果表明聚乙烯蠟比例的減少，導(dǎo)致材料模量顯著增加，以致薄膜使用時拉伸困難，影響最終使用效果。由此可見，組合物中各原材料的選擇和配比是本發(fā)明的關(guān)鍵。表1實施例13的配方組成及性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2實施例1和比較例4的配方組成及性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>斷裂伸長率(％)10561037透明度(％)5845薄膜自粘性滿足使用要求滿足使用要求表3實施例1和比較例5的配方組成及性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求一種熱塑彈性自封薄膜，其特征在于該薄膜主要由以下重量份數(shù)的各組分制備而成(1)基體樹脂100其中乙烯基樹脂10～100丙烯基樹脂0～90苯乙烯基樹脂0～90；(2)蠟100～140(3)增粘劑10～100(4)填充劑1～30。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于該薄膜還包括添加劑110重量份，所述的添加劑為色母粒、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑或穩(wěn)定劑中的一種或多種混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于所述乙烯基樹脂為茂金屬線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超支化聚乙烯或乙烯_a-烯烴共聚物中的一種或多種混合物；所述的丙烯基樹脂為丙烯均聚物和丙烯與至少一種a“烯烴的無規(guī)、嵌段或接枝共聚物；所述的苯乙烯基樹脂為苯乙烯_乙烯_丁烯嵌段共聚物、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯_乙烯_丙烯_苯乙烯嵌段共聚物中的一種或多種混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于所述的蠟為石蠟、微晶蠟、中間產(chǎn)物蠟、聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、乙烯_醋酸乙烯共聚蠟中的一種或多種混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于所述的增粘劑為香豆酮樹脂、苯酚-甲醛樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、萜烯-酚醛樹脂、萜烯樹脂、芳香族改性萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂、合成聚萜烯樹脂、芳香族類烴樹脂、脂肪族類烴樹脂、脂肪族類環(huán)狀烴樹脂、脂肪族_脂環(huán)族類石油樹脂、脂肪族_芳香族類石油樹脂、不飽和烴樹脂、加氫烴樹脂、烴類粘合樹脂、松香的季戊四醇酯、松香甘油酯、氫化松香、氫化松香酯。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于所述的填充劑為碳酸鈣、粘土、納米二氧化硅、氧化鋁、硫酸鋇、滑石粉、二氧化鈦、沸石、硅藻土或高嶺土中的一種或多種混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱塑彈性自封薄膜，其特征在于所述的填充劑為納米二氧化硅。8.—種權(quán)利要求1或2所述的熱塑彈性自封薄膜的制備方法，其特征在于制備步驟如下(1)首先按照配方比例將除了基體樹脂之外的其他組分放置在配有攪拌裝置的夾套式混合器內(nèi)，升高混合器內(nèi)的溫度至150180°C的范圍；(2)然后在攪拌下將基體樹脂加入混合器內(nèi)，并繼續(xù)混合至各物料混合均勻得到混合均勻的熔體；(3)再然后使用高粘度泵將熔體送至熱熔性的T型夾縫模頭進(jìn)行涂覆輥壓成膜。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱塑彈性自封薄膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的輥壓成膜，其成膜載體采用的離型紙為高分子硅油化合物的離型紙。全文摘要本發(fā)明公開一種熱塑彈性自封薄膜及其制備方法，該薄膜主要由以下重量份數(shù)的各組分制備而成基體樹脂100，蠟100～140，增粘劑10～100，填充劑1～30。制備方法是先按照比例將除基體樹脂外的其他組分熔融混合，然后加入基體樹脂再進(jìn)行熔融混合，將所得熔體送至熱熔性的T型夾縫模頭進(jìn)行涂覆輥壓成膜。本發(fā)明的熱塑彈性自封薄膜具有薄膜原始表面無粘性，包裝、運輸容易、使用不粘手，且透氣性能和回彈性能均較理想的優(yōu)點；且制備工藝簡單、易于操作。文檔編號C08L53/00GK101831106SQ20101017215公開日2010年9月15日申請日期2010年5月10日優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日發(fā)明者應(yīng)建波,徐立新申請人:寧波市青湖彈性體科技有限公司