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探讨|聚烯烃透气膜用碳酸钙的9点要求
来源:非矿院 2020-05-08 15:23  点击:
  中国粉体网讯  聚烯烃透气膜是以碳酸钙等无机填料作为致孔剂填充聚烯烃做成母粒,然后通过压延或流延、吹塑方法制成薄膜,最后经单向或双向拉伸形成可透气的薄膜。它是一种高分子防水透气材料,多应用在卫生巾、尿不湿以及防护服等产品中。随着新型冠状病毒在全球的蔓延,全球各地医用物资需求较大,随之透气膜材料的需求不断增长,进而刺激了透气膜所用碳酸钙需求的增长。
 
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1.聚烯烃透气膜简介
 
透气机理
 
透气膜上每平方厘米有1×107~1×108个微孔,其孔径非常微细(约0.01~10μm),只能透过粒径约为0.4nm的水蒸气分子,而对于水滴或雨滴,因其粒径过大而无法通过。换言之,人体散发的水蒸气能有效地通过孔径向外扩散,而水滴则无法向内渗透,从而达到防水透湿的效果。
 
致孔机理
 
在树脂中加入无机填料(如碳酸钙等),利用在拉伸过程中无机填料微粒(1~10μm)与正在定型的塑料膜基体结合处发生分离而形成微孔。
 
透气膜母粒
 
该母粒是以聚烯烃树脂为载体,透气膜专用碳酸钙为填料,并辅以功能助剂进行表面处理,经过共混、熔融、挤出、造粒而得。
 
透气膜的生产工艺流程
 
透气膜一般采用挤出平膜再拉伸的方法,工艺流程可分为制备片材、拉伸、定型三个部分。其生产工艺大致流程为:聚烯烃透气膜专用料—挤出片材—冷却—预热—拉伸—热定型—冷却—切边—卷取。
 
2.聚烯烃透气膜用碳酸钙的要求
 
透气膜的性能要求包括:良好的机械强度,便于纵向横向拉伸;优异的疏水性;比较均匀的孔隙率与透气性;特殊的形态结构等。这就对所用碳酸钙提出了具体要求。
 
(1)稳定的品质。这与跟矿石的加工方式有关。矿石在使用之前,建议每片矿石先做成分分析,如果条件具备,可对矿石做XRD分析,预测矿石的长期稳定性。
 
(2)优秀的加工性能,膜不断裂。依据膜的厚度要求,进行二次、三次分级,筛分出大颗粒。
 
(3)可以做出稳定的膜度。依据膜的厚度,确定粉体粒径分布范围。碳酸钙不能超过膜的厚度,若超过,会导致透气膜在纵向横向拉伸时出现破孔。
 
(4)适合高速生产。提高透气量的关键之一就是使碳酸钙颗粒能单个均一地分散在膜中,经拉伸后能保证膜的强度,并获得较高的孔隙率。若钙粉在膜中分散不良,流动性太差,会导致下游膜的破孔,降低生产效率。
 
(5)特殊的粒径分布控制,配备合适的研磨、分级和活化设备。筛分出大颗粒,同时细粉含量也不易太高。
 
(6)出色的表面处理工艺。长期以来国内透气膜专用碳酸钙受制于国外的主要原因是:一方面包覆设备达不到,另一方面包覆的助剂达不到。对此国内企业近年来做了很多工作,据悉采用由东莞市五全机械有限公司研发的钉盘活化机,改性后的透气膜用碳酸钙的平均活化度高达99.8%。
 
(7)优秀的稳定性,低挥发性物质,选用合适的活化助剂。
 
(8)低水分含量(重钙粉的低吸水性)。碳酸钙含水量过高,易导致下游做流延膜时起水纹。更严重时熔融状态下会导致团聚体增大,导致堵网、出料不均、穿孔等现象。
 
(9)较低的吸油量。一方面是吸油量低则团聚现象少,另一方面是吸油量低可避免造粒时加入过多的低分子助剂,因为透气膜生产时每分钟200米以上的牵引速度必须要有高的熔体强度和膜的拉伸强度,过多的助剂加入会降低熔体强度和膜的拉伸强度。
 
几种透气膜用碳酸钙数据对比

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目前透气膜用碳酸钙还未有标准参考,依据实践,透气膜母粒专用碳酸钙参数指标如下:
 
  • 物料类型:小方解石、大方解石、大理石
  • 白度≥94
  • 粉体细度指标跟膜厚度要求有关,具体可参考英格瓷Filmlink520或Filmlink525
  • D50=1.7μm,D98=8μm
  • D50=2.7μm,D98=14μm
  • 最大颗粒粒径(D100)不能超过透气膜膜材厚度
  • 粒径分布相对窄较好
 
小结
 
目前国内提供透气膜专用碳酸钙的厂家有欧米亚、英格瓷、五全新材料公司等,随着透气膜需求的增长,未来会有更多碳酸钙企业加大对这一应用领域的投入。



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