本發(fā)明涉及一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，屬于功能薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯是一種聚烯烴類的高分子材料，由于其原料來源方便，價(jià)格比較便宜，性能優(yōu)良，所以具有廣泛的應(yīng)用，可用來制作纖維、薄膜、管材等。聚丙烯薄膜具有物理穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、氣密性較好，透明度和光澤度較高，堅(jiān)韌耐磨等特點(diǎn)，是常用的薄膜品種之一，廣泛應(yīng)用于包裝、印刷、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。但聚丙烯薄膜在戶外使用過程中，時常受到熱、水、輻射或應(yīng)力、試劑等作用，會逐漸老化，導(dǎo)致聚丙烯薄膜發(fā)生力學(xué)性能降低、變色、透明度下降等不良變化，因此研究聚丙烯薄膜的抗老化問題具有非常重要的意義。
多年來科技工作者針對聚丙烯薄膜存在的缺陷，進(jìn)行了大量的研究，以期制得具有強(qiáng)度高抗老化聚丙烯薄膜，現(xiàn)有聚丙烯薄膜的抗老化技術(shù)主要有兩種方法：一是通過表面涂覆的方法用抗老化劑對聚丙烯薄膜進(jìn)行改性，該方法的抗老化效果持久性不好，改性劑易脫落等缺點(diǎn)；二是通過將改性劑添加到聚丙烯塑料粒子中，制成薄膜，但該方法一般存在混合不勻或制膜困難，制品力學(xué)性能不佳等。
白炭黑可以強(qiáng)烈地反射紫外線，添加到聚丙烯樹脂中可大大減少紫外線的降解作用，從而達(dá)到延緩材料老化的目的，由于白炭黑的高流動性和小尺寸效應(yīng)，使材料表面更加致密細(xì)潔，加之納米顆粒的高強(qiáng)度，使膜的強(qiáng)度大大增強(qiáng)。
凹凸棒晶的基本結(jié)構(gòu)單元為棒狀、針狀、纖維狀單晶體，又稱凹凸棒土，凹凸棒土中棒晶的含量一般＜50％，凹凸棒晶長約0.5-5μm，寬約0.01-0.10μm，表面布滿凹凸相間的溝槽，莫氏硬度2-3級，加熱到700-800℃，硬度＞5級，比重為2.05-2.32，添加在塑料中既作為著色劑，又具有補(bǔ)強(qiáng)、阻燃、防老化。
碳酸鈣晶須用于改性塑料、橡膠、纖維等熱塑性材料表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)、增韌作用，還可以改善產(chǎn)品的彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、抗老化性能；還可提升加工性能及制品的表面光潔度。
硼酸鋁晶須是一種針狀單晶纖維，屬于正交系結(jié)構(gòu)的晶體，直徑0.5-1μm，長度10-30μm，這種晶須具有高的彈性模量、良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)性、耐酸性、電絕緣性等特點(diǎn)，可用作熱塑性樹脂、熱固性樹脂的補(bǔ)強(qiáng)劑。硼酸鋁的價(jià)格較低，僅為碳化硅晶須的1/10-1/30，是一種有很大市場潛力的新型晶須材料。
蒙脫土是一類由納米厚度的表面帶負(fù)電的硅酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積在一起構(gòu)成的土狀礦物，其晶體結(jié)構(gòu)中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構(gòu)成。蒙脫土具有很強(qiáng)的吸附能力，良好的分散性能，可以廣泛應(yīng)用于高分子材料行業(yè)作為納米聚合物高分子材料的添加劑，提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定性及氣體阻隔性能等，從而起到增強(qiáng)聚合物綜合物理性能的作用，同時改善物料加工性能。
金紅石型鈦白粉在橡膠、塑料中既作為著色劑，又具有補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用。在塑料中加入少量金紅石型鈦白粉，在日光照射下，耐日曬，不開裂、不變色?？梢蕴岣咚芰现破返哪蜔嵝?、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學(xué)性能得到改善，增強(qiáng)制品的機(jī)械強(qiáng)度，延長使用壽命。
硅灰石針狀纖維是一種三斜晶系，細(xì)板狀晶體，集合體呈放射針狀或纖維狀，是塑料、橡膠制品較好的抗老化填充材料，可以提高塑料、橡膠制品的抗老化、增強(qiáng)流動性以及改善抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、線性拉伸、無毒、耐化學(xué)腐蝕、熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定良好，力學(xué)性能及電性能優(yōu)良。
紫外線吸收劑UVP-327，能強(qiáng)烈吸收波長為270-380納米的紫外線，化學(xué)穩(wěn)定性好，揮發(fā)性極小，特別適用于聚丙烯，與抗氧化劑并用為顯著的協(xié)同效應(yīng)，顯著改善制品的熱氧穩(wěn)定性?？寡鮿?010對聚丙烯有卓越的抗氧化性能，可有效地延長制品的使用期限。光穩(wěn)定劑HPT，該品可用為聚丙烯光穩(wěn)定劑，可賦予制品優(yōu)良的戶外防老化性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，通過汽蒸反應(yīng)、真空微波輻射、超聲波分散等復(fù)合處理，制得一種抗老化無機(jī)納米組份，該抗老化無機(jī)納米組份在聚丙烯材料中具有良好的相容性、分散度較好，得到具有較好力學(xué)性能，使用壽命長，能夠節(jié)約使用成本，減少環(huán)境污染的一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法。
本發(fā)明所述的一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)，將0.5-1份白炭黑，0.2-0.4份表征參數(shù)長為0.5-5μm、寬為0.01-0.10μm凹凸棒晶，0.2-0.4份表征參數(shù)直徑為0.5-3μm，長度為5-20μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.2-0.4份表征參數(shù)直徑為0.5-1μm、長度為5-20μm的硼酸鋁晶須，0.2-0.4份納米蒙脫土，0.5-1份月桂胺聚氧乙烯醚，4-6份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40％的碳酸氫納水溶液混合，在180-200℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)0.8-1h，在200-220℃條件下真空微波輻射2-3h，然后浸于90-100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至85-95℃超聲波分散1-2h，再攪拌分散0.8-1h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)將由步驟A)獲得的2-4份懸浮物用8-10份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4-5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在85-95℃下超聲波處理1-2h，取上層懸浮物經(jīng)100-120目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)取步驟B)得到的3-5份抗老化無機(jī)納米組份，0.1-0.2份UVP-327紫外線吸收劑，0.1-0.2份HPT光穩(wěn)定劑，0.2-0.4份金紅石型鈦白粉，0.2-0.4份納米二氧化硅，0.2-0.4份表征參數(shù)長徑比為14-16:1的硅灰石針狀纖維，0.1-0.2份抗氧劑，0.8-1份PP-g-MAH，2-3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-20％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，80-90℃條件下在混合機(jī)中以400-500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)0.8-1h，在60-80℃條件下真空烘干，再加入300-400份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以250-300轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1-1.5h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出流延工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或E)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出吹塑工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或F)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出拉伸、單向或雙向工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或G)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出機(jī)加熱熔融后從機(jī)頭細(xì)縫擠出一定厚度熔融膜作為皮層，與作為芯層的常規(guī)聚丙烯薄膜經(jīng)壓力滾筒和冷卻滾筒復(fù)合制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
本發(fā)明所述的一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)，將0.7份白炭黑，0.3份表征參數(shù)長為2.75μm、寬為0.05μm凹凸棒晶，0.3份表征參數(shù)直徑為1.75μm，長度為12.5μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.3份表征參數(shù)直徑為0.75μm、長度為12.5μm的硼酸鋁晶須，0.3份納米蒙脫土，0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的碳酸氫納水溶液混合，在190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)0.9h，在210℃條件下真空微波輻射2.5h，然后浸于95份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至90℃超聲波分散1.5h，再攪拌分散0.9h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)，將由步驟A)制備的3份懸浮物用9份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在90℃下超聲波處理1.5h，取上層懸浮物經(jīng)110目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)，取步驟B)制備的4份抗老化無機(jī)納米組份，0.15份UVP-327紫外線吸收劑，0.15份HPT光穩(wěn)定劑，0.3份金紅石型鈦白粉，0.3份納米二氧化硅，0.3份表征參數(shù)長徑比為15:1的硅灰石針狀纖維，0.15份抗氧劑，0.9份PP-g-MAH，2.5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，85℃條件下在混合機(jī)中以450轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)0.9h，在70℃條件下真空烘干，再加入350份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以270轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1.2h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)制備的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出機(jī)加熱熔融后從機(jī)頭細(xì)縫擠出一定厚度熔融膜作為皮層，與作為芯層的常規(guī)聚丙烯薄膜經(jīng)壓力滾筒和冷卻滾筒復(fù)合制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：本發(fā)明將白炭黑、無機(jī)晶須等材料通過汽蒸反應(yīng)、真空微波輻射、超聲波分散等復(fù)合處理后，制得一種抗老化無機(jī)納米組份，再與紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑、PP-g-MAH、偶聯(lián)劑等改性劑混合后加入到等規(guī)聚丙烯粉體中，然后再進(jìn)一步加工制成一種抗老化聚丙烯薄膜，使得抗老化無機(jī)納米材料在聚丙烯薄膜中具有良好的相容性、分散度較好，其抗老化效果優(yōu)良；凹凸棒晶、碳酸鈣晶須、硼酸鋁晶須等材料在聚丙烯薄膜中以微原纖狀態(tài)存在，能增強(qiáng)聚丙烯薄膜的力學(xué)性能。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹：本發(fā)明所述的一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)，將0.5-1份白炭黑，0.2-0.4份表征參數(shù)長為0.5-5μm、寬為0.01-0.10μm凹凸棒晶，0.2-0.4份表征參數(shù)直徑為0.5-3μm，長度為5-20μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.2-0.4份表征參數(shù)直徑為0.5-1μm、長度為5-20μm的硼酸鋁晶須，0.2-0.4份納米蒙脫土，0.5-1份月桂胺聚氧乙烯醚，4-6份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40％的碳酸氫納水溶液混合，在180-200℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)0.8-1h，在200-220℃條件下真空微波輻射2-3h，然后浸于90-100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至85-95℃超聲波分散1-2h，再攪拌分散0.8-1h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)將由步驟A)獲得的2-4份懸浮物用8-10份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4-5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在85-95℃下超聲波處理1-2h，取上層懸浮物經(jīng)100-120目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)取步驟B)得到的3-5份抗老化無機(jī)納米組份，0.1-0.2份UVP-327紫外線吸收劑，0.1-0.2份HPT光穩(wěn)定劑，0.2-0.4份金紅石型鈦白粉，0.2-0.4份納米二氧化硅，0.2-0.4份表征參數(shù)長徑比為14-16:1的硅灰石針狀纖維，0.1-0.2份抗氧劑，0.8-1份PP-g-MAH，2-3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-20％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，80-90℃條件下在混合機(jī)中以400-500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)0.8-1h，在60-80℃條件下真空烘干，再加入300-400份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以250-300轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1-1.5h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出流延工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或E)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出吹塑工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或F)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出拉伸、單向或雙向工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜；
或G)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出機(jī)加熱熔融后從機(jī)頭細(xì)縫擠出一定厚度熔融膜作為皮層，與作為芯層的常規(guī)聚丙烯薄膜經(jīng)壓力滾筒和冷卻滾筒復(fù)合制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
實(shí)施例1：一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)，將0.5份白炭黑，0.2份表征參數(shù)長為0.5μm、寬為0.01μm凹凸棒晶，0.2份表征參數(shù)直徑為0.5μm，長度為5μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.2份表征參數(shù)直徑為0.5μm、長度為5μm的硼酸鋁晶須，0.2份納米蒙脫土，0.5份月桂胺聚氧乙烯醚，4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的碳酸氫納水溶液混合，在180℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)0.8h，在200℃條件下真空微波輻射2h，然后浸于90份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至85℃超聲波分散1h，再攪拌分散0.8h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)，將由步驟A)制備的2份懸浮物用8份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在85℃下超聲波處理1h，取上層懸浮物經(jīng)100目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)，取步驟B)制備的3份抗老化無機(jī)納米組份，0.1份UVP-327紫外線吸收劑，0.1份HPT光穩(wěn)定劑，0.2份金紅石型鈦白粉，0.2份納米二氧化硅，0.2份表征參數(shù)長徑比為14:1的硅灰石針狀纖維，0.1份抗氧劑，0.8份PP-g-MAH，2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，80℃條件下在混合機(jī)中以400轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)0.8h，在60℃條件下真空烘干，再加入300份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以250轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出雙向拉伸工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
實(shí)施例2：一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)將0.7份白炭黑，0.3份表征參數(shù)長為2.75μm、寬為0.05μm凹凸棒晶，0.3份表征參數(shù)直徑為1.75μm，長度為12.5μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.3份表征參數(shù)直徑為0.75μm、長度為12.5μm的硼酸鋁晶須，0.3份納米蒙脫土，0.7份月桂胺聚氧乙烯醚，5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的碳酸氫納水溶液混合，在190℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)0.9h，在210℃條件下真空微波輻射2.5h，然后浸于95份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至90℃超聲波分散1.5h，再攪拌分散0.9h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)，將由步驟A)制備的3份懸浮物用9份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在90℃下超聲波處理1.5h，取上層懸浮物經(jīng)110目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)，取步驟B)制備的4份抗老化無機(jī)納米組份，0.15份UVP-327紫外線吸收劑，0.15份HPT光穩(wěn)定劑，0.3份金紅石型鈦白粉，0.3份納米二氧化硅，0.3份表征參數(shù)長徑比為15:1的硅灰石針狀纖維，0.15份抗氧劑，0.9份PP-g-MAH，2.5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，85℃條件下在混合機(jī)中以450轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)0.9h，在70℃條件下真空烘干，再加入350份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以270轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1.2h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)制備的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出機(jī)加熱熔融后從機(jī)頭細(xì)縫擠出一定厚度熔融膜作為皮層，與作為芯層的常規(guī)聚丙烯薄膜經(jīng)壓力滾筒和冷卻滾筒復(fù)合制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
實(shí)施例3：一種抗老化聚丙烯薄膜的制備方法，采用如下步驟：
A)按質(zhì)量份數(shù)，將1份白炭黑，0.4份表征參數(shù)長為5μm、寬為0.10μm凹凸棒晶，0.4份表征參數(shù)直徑為0.5-3μm，長度為20μm有機(jī)碳酸鈣晶須，0.4份表征參數(shù)直徑為1μm、長度為20μm的硼酸鋁晶須，0.4份納米蒙脫土，1份月桂胺聚氧乙烯醚，6份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的碳酸氫納水溶液混合，在200℃過熱蒸汽反應(yīng)釜內(nèi)攪拌汽蒸反應(yīng)1h，在220℃條件下真空微波輻射3h，然后浸于100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至95℃超聲波分散2h，再攪拌分散1h，取懸浮物；
B)按質(zhì)量份數(shù)，將由步驟A)制備的4份懸浮物用10份含質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在95℃下超聲波處理2h，取上層懸浮物經(jīng)120目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到一種抗老化無機(jī)納米組份；
C)按質(zhì)量份數(shù)，取步驟B)制備的5份抗老化無機(jī)納米組份，0.2份UVP-327紫外線吸收劑，0.2份HPT光穩(wěn)定劑，0.4份金紅石型鈦白粉，0.4份納米二氧化硅，0.4份表征參數(shù)長徑比為16:1的硅灰石針狀纖維，0.2份抗氧劑，1份PP-g-MAH，3份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，90℃條件下在混合機(jī)中以500轉(zhuǎn)/min的速度攪拌反應(yīng)1h，在80℃條件下真空烘干，再加入400份等規(guī)聚丙烯塑料粉，以300轉(zhuǎn)/min的速度攪拌1.5h，在同向雙螺桿熔融混練擠出得到一種抗老化聚丙烯塑料粒子；
D)將由步驟C)得到的抗老化聚丙烯塑料粒子通過擠出雙向拉伸工藝制成一種抗老化聚丙烯薄膜。
本發(fā)明所述的實(shí)施例并不限于以上所述實(shí)施例，通過前述公開的數(shù)值范圍，在就具體實(shí)施例中進(jìn)行任意替換，從而可以得到無數(shù)個實(shí)施例，對此不一一例舉。