一種自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于功能性高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自修復(fù)材料又稱自愈合材料，類似生物體的自愈合，其最突出的特征即是材料受到外界破壞之后，具備自愈合能力和再生能力。目前所研發(fā)的自修復(fù)材料主要包括自身修復(fù)材料與填埋物修復(fù)材料兩類。其中，填埋物修復(fù)材料是將修復(fù)劑植入一些聚合物的基體中，當(dāng)材料被破壞時(shí)，通過修復(fù)劑的釋放恢復(fù)原有性能，從而延長材料的使用壽命，提高其可靠性。對(duì)于高分子材料的應(yīng)用，尤其是在極端環(huán)境條件下的應(yīng)用，起到了極大的推動(dòng)作用，是對(duì)傳統(tǒng)高分子材料的一項(xiàng)重大變革。
[0003]聚丙烯樹脂具有屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及彈性模量較高，耐應(yīng)力龜裂性及耐化學(xué)藥品性優(yōu)異等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于制造構(gòu)件、容器、薄膜等各類產(chǎn)品。但是，由于球晶顆粒較大，耐沖擊性能差，高溫剛性不足，且受其自身結(jié)構(gòu)的缺陷和外界環(huán)境等多種因素影響，聚丙烯樹脂在日光暴曬、強(qiáng)紫外線照射等紫外輻射環(huán)境下極易發(fā)生降解，出現(xiàn)變脆、表面龜裂、發(fā)黏、發(fā)黃褪色等問題，嚴(yán)重影響其使用壽命，極大限制了其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料及其制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料，包括如下組分:聚丙烯樹脂40?90重量份；乙烯丙烯共聚物5?30重量份;修復(fù)劑0.1?15重量份。
[0007]上述方案中，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和無規(guī)共聚聚丙烯中的一種或幾種。
[0008]上述方案中，所述乙烯丙烯共聚物為聚烯烴彈性體、乙丙橡膠和乙烯丙烯共聚樹脂中的一種或幾種。
[0009]上述方案中，所述修復(fù)劑為載負(fù)有光引發(fā)劑、交聯(lián)助劑和紫外光吸收劑的介孔分子篩MCM、SBA、MSU-n和HMS中的一種或幾種，所述修復(fù)劑的載負(fù)量為5wt %?20wt %。
[0010]上述方案中，所述光引發(fā)劑為二苯甲酮、甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-羥甲基二苯甲酮、鄰苯甲?；郊姿峒柞ズ?，4_ 二羥基二苯甲酮中的一種或幾種。
[0011]上述方案中，所述交聯(lián)助劑為季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、氰尿酸三烯丙酯和異氰尿酸三烯丙酯中的一種或幾種。
[0012]上述方案中，所述紫外光吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2_(2’-羥基-3 ’，
5’ -二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、鄰羥基二苯甲酮和2-( 2 ’ -羥基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中的一種或幾種。
[0013]上述方案中，所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料還包括如下組分:聚乙烯樹脂5?30重量份;成核劑0.001?0.01重量份。
[0014]上述方案中，所述聚乙烯樹脂為低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一種或幾種;所述成核劑為苯甲酸鋁、特丁基苯甲酸鋁、肉桂酸鈉、雙甲苯亞甲基山梨醇、2，2-亞甲基雙(4，6-特丁基苯酚)膦鈉鹽、4-甲基戊酸鈉中的一種或幾種。
[0015]上述方案中，所述聚丙烯樹脂的熔融溫度(DSC) 145?195°C，熔體流動(dòng)速率1.0?
3.0g/10min，拉伸強(qiáng)度35?65MPa，拉伸模量400?lOOOMPa，斷裂伸長率200?500%。
[0016]上述方案中，所述乙烯丙烯共聚物的熔融溫度(DSC)80?150°C，熔體流動(dòng)速率1.0?3.0g/10min，拉伸強(qiáng)度20?35MPa，斷裂伸長率500?1000%。
[0017]上述方案中，所述聚乙烯樹脂的熔融溫度(DSC) 145?185°C，熔體流動(dòng)速率1.0?3.0g/10min，拉伸強(qiáng)度30?50MPa，斷裂伸長率500?1000%。
[0018]上述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料的制備方法，包括如下步驟:
[0019](1)修復(fù)劑的制備:在攪拌條件下，將光引發(fā)劑、交聯(lián)助劑、紫外光吸收劑和介孔分子篩混合，利用紫外分光光度計(jì)測定混合液的濃度，直至混合液的濃度恒定不變后停止攪拌，迅速過濾，并用溶劑洗滌除去粘附在介孔分子篩表面的光引發(fā)劑、交聯(lián)助劑與紫外光吸收劑，再經(jīng)真空干燥后，得到載負(fù)有光引發(fā)劑、交聯(lián)助劑和紫外光吸收劑的介孔分子篩，即為修復(fù)劑；
[0020](2)按各組分的重量份數(shù)稱取原料，充分混合均勻后，通過吹膜工藝制備得到自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料。
[0021]上述方案中，所述吹膜工藝為:將混合均勻后的原料加入擠出機(jī)料斗中，設(shè)定擠出機(jī)的加料段溫度、熔融段溫度、均化段溫度和濾網(wǎng)溫度，使原料在擠出機(jī)內(nèi)充分塑化及混合，設(shè)定機(jī)頭的模體溫度、口模溫度，調(diào)節(jié)氣嘴進(jìn)氣量控制吹脹比，調(diào)節(jié)風(fēng)環(huán)間隙保持泡管冷卻線水平，調(diào)節(jié)人字板角度，調(diào)節(jié)牽引輥轉(zhuǎn)速控制牽伸比，制備得到自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料經(jīng)收卷裝置進(jìn)行裁切和收卷。
[0022]上述方案中，所述擠出機(jī)加料段溫度為140?170°C，熔融段溫度為160?190°C，均化段溫度為160?190°C，濾網(wǎng)溫度為170?200°C;所述機(jī)頭的模體溫度為160°C?190°C，口模溫度為1401?1901;所述吹脹比為1?2.5，人字板角度為50°，牽伸比為2?3。
[0023]本發(fā)明通過吹膜工藝制備得到的自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料具有優(yōu)良的耐老化性能與機(jī)械強(qiáng)度，初始拉伸強(qiáng)度40?95MPa，斷裂伸長率450?800%，經(jīng)戶外暴曬6個(gè)月后，拉伸強(qiáng)度20?40MPa，斷裂伸長率200?600%。
[0024]本發(fā)明的有益效果:(1)本發(fā)明所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料具有優(yōu)良的耐老化性能與機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)，在紫外輻射條件下可以引發(fā)其中的修復(fù)劑與自由基反應(yīng)，對(duì)紫外輻射所造成的聚丙烯樹脂分子鏈斷裂進(jìn)行有效地修復(fù)，恢復(fù)或提高材料的原有力學(xué)性能，從而使自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料可以根據(jù)不同紫外輻射條件調(diào)節(jié)自身力學(xué)性能，保持材料性能的穩(wěn)定與可靠，所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料的初始拉伸強(qiáng)度4 0?95MPa，斷裂伸長率450?800%，經(jīng)戶外暴曬6個(gè)月后，拉伸強(qiáng)度20?40MPa，斷裂伸長率200?600%; (2)本發(fā)明所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料適合作為建材、家電、汽車等產(chǎn)品的保護(hù)膜基材，也可作為隔熱膜、遮光膜、農(nóng)膜等等強(qiáng)光照環(huán)境使用薄膜材料的基材，適用范圍廣泛，具有突出的應(yīng)用價(jià)值與良好的社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0025]圖1本發(fā)明所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料的生產(chǎn)過程示意圖，其中1為料斗，2為擠出機(jī)，3為濾網(wǎng)，4為模體，5為口模，6為氣嘴，7為風(fēng)環(huán)，8為人字板，9為牽引輥，10為收卷裝置。
[0026]圖2本發(fā)明所述自修復(fù)型高強(qiáng)度耐老化薄膜材料與現(xiàn)有的聚丙烯樹脂材料在不同紫外輻條件下的力學(xué)性能對(duì)比結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例、附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0028]以下實(shí)施例中，修復(fù)劑有效成分的載負(fù)量按如下方法計(jì)算:Wt%= (C后一C前)/C前X100%，其中Qt為載負(fù)前介孔分子篩的質(zhì)量，C后為載負(fù)后介孔分