一种抗菌改性PE膜及其制备方法
技术领域
本发明属于PE膜制备技术领域，具体是一种抗菌改性PE膜及其制备方法。
背景技术
PE膜是使用聚乙烯材料制成的薄膜，而聚乙烯(PE)具有分子量高、支化度小、力学性能优异、电绝缘性能优良、耐低温性和易加工成型性以及化学稳定性优异等优点,已广泛应用于工业、农业、建筑和国防等领域,产品诸如薄膜、管材、电线、电缆、家电、塑料制品、包装材料和汽车配件等。随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅猛发展,产量约占塑料总产量的1/4,用量亦居各合成树脂之首1-3。近几年来,随着用于高速公路、运动场、机场、海港等建筑设施的聚乙烯系产品的增多,聚乙烯材料的耐候性能越发引起人们的关注。
现有的PE薄膜制备过程复杂，导致成本高，如专利申请号CN201610010572.7公开了一种聚乙烯薄膜生产流水线，包括挤出机构、动力机构、空压机、储料箱等结构，该方案简化了PE薄膜的制备流程，具有成本低等特点，但是现有的PE薄膜在制备过程中仍然存在以下不足：
1、现有的PE膜柔韧性差，难拉伸且回缩性差，存在透明性不高、拉伸强度低的问题，容易被损坏；
2、现有的PE膜制备过程通常是将PE膜先收卷，再将收卷后的PE膜进行放卷切边料，操作繁琐，工艺复杂；
3、现有的PE膜在生产过程中通过单个收卷辊进行收卷，导致PE膜连续性收卷过程中需要停机更换收卷辊，费时费力，降低了PE膜的生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌改性PE膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗菌改性PE膜，包括以下重量份原料：线性低密度聚乙烯50-60份、低密度聚乙烯30-40份、抗氧剂3-5份、气味消除剂1-3份、加工助剂2-4份、增塑剂3-5份、抗菌剂2-3份、相容剂1-2份、炭黑0.6-1份、光吸收剂1-2份；
该抗菌改性PE膜的制备，包括以下步骤：
步骤一：按重量份将线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯导入高速混合机中以200-300r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为90-110℃，当线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯混合均匀后向高速混合机中加入炭黑，高速混合机内以400-600r/min转速继续混合20-30分钟，高速混合机温度升温到180-200℃，得到熔融状态的混合基料；
步骤二：将步骤一中熔融状态的混合基料通过真空吸料器导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为150-200℃，二区温度为175-220℃，三区温度为180-230℃，四区温度为190-235℃，模具温度为170-200℃，挤出机螺杆转速为150-300r/min，得到聚乙烯塑料颗粒基料；
步骤三：将步骤二中得到的聚乙烯塑料颗粒基料与抗氧剂、加工助剂、增塑剂、抗菌剂、相容剂和光吸收剂加入搅拌釜中以300-500r/min的转速搅拌30-40分钟，并在搅拌过程中加入气味消除剂，得到混合均匀的PE聚乙烯耐候母粒；
步骤四：将步骤三中得到的PE聚乙烯耐候母粒导入高压蒸箱内，通过高压蒸箱对PE聚乙烯耐候母粒混合原料进行高压灭菌处理，在PE聚乙烯耐候母粒混合原料灭菌的过程中，保持高压蒸箱内的压力为99.18kPa，温度为120-125℃，持续灭菌5～10分钟后将其取出自然冷却30-40分钟，得到制膜基料；
步骤五：将步骤四中得到制膜基料注入塑料吹膜机内，进行融化后挤出成膜，并将挤出后的薄膜料粘附在牵引机上,启动牵引机缓慢将薄膜引入真空定型机内，并在真空定型机内以5-15℃的喷淋水冷却定型，并将定型后的抗菌改性PE膜粗料导入收卷台，并通过收卷台两侧的夹紧机构对抗菌改性PE膜粗料在传送过程中进行夹紧，通过裁切机构对抗菌改性PE膜粗料两侧的边料进行裁切，并通过阻隔板上的擦洗块对裁切后的抗菌改性PE膜进行擦洗，从而得到抗菌改性PE膜，并通过收卷台上的收卷架实现对抗菌改性PE膜收卷。
作为本发明进一步的方案：所述线性低密度聚乙烯的密度为0.910-0.915g/cm3。
作为本发明再进一步的方案：所述低密度聚乙烯的密度为0.915-0.923g/cm3。
作为本发明再进一步的方案：所述光吸收剂为紫外线吸收剂UV-1164。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂为主抗氧剂IRGANOX1010和辅助抗氧剂IRGAFOS168按照1:1的质量比混合组成。
作为本发明再进一步的方案：所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者比例为1:2，其中主增塑剂为对环氧乙酰亚麻油酸甲酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。
作为本发明再进一步的方案：所述抗菌剂为负离子粉和纳米氧化银按照1:3的质量比混合组成。
作为本发明再进一步的方案：一种抗菌改性PE膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：按重量份将线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯导入高速混合机中以200-300r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为90-110℃，当线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯混合均匀后向高速混合机中加入炭黑，高速混合机内以400-600r/min转速继续混合20-30分钟，高速混合机温度升温到180-200℃，得到熔融状态的混合基料；
步骤二：将步骤一中熔融状态的混合基料通过真空吸料器导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为150-200℃，二区温度为175-220℃，三区温度为180-230℃，四区温度为190-235℃，模具温度为170-200℃，挤出机螺杆转速为150-300r/min，得到聚乙烯塑料颗粒基料；
步骤三：将步骤二中得到的聚乙烯塑料颗粒基料与抗氧剂、加工助剂、增塑剂、抗菌剂、相容剂和光吸收剂加入搅拌釜中以300-500r/min的转速搅拌30-40分钟，并在搅拌过程中加入气味消除剂，得到混合均匀的PE聚乙烯耐候母粒；
步骤四：将步骤三中得到的PE聚乙烯耐候母粒导入高压蒸箱内，通过高压蒸箱对PE聚乙烯耐候母粒混合原料进行高压灭菌处理，在PE聚乙烯耐候母粒混合原料灭菌的过程中，保持高压蒸箱内的压力为99.18kPa，温度为120-125℃，持续灭菌5～10分钟后将其取出自然冷却30-40分钟，得到制膜基料；
步骤五：将步骤四中得到制膜基料注入塑料吹膜机内，进行融化后挤出成膜，并将挤出后的薄膜料粘附在牵引机上,启动牵引机缓慢将薄膜引入真空定型机内，并在真空定型机内以5-15℃的喷淋水冷却定型，并将定型后的抗菌改性PE膜粗料导入收卷台，并通过收卷台两侧的夹紧机构对抗菌改性PE膜粗料在传送过程中进行夹紧，通过裁切机构对抗菌改性PE膜粗料两侧的边料进行裁切，并通过阻隔板上的擦洗块对裁切后的抗菌改性PE膜进行擦洗，从而得到抗菌改性PE膜，并通过收卷台上的收卷架实现对抗菌改性PE膜收卷。
作为本发明再进一步的方案：步骤五中所述夹紧机构在收卷台的L型板架上设置有两个，且两个所述夹紧机构位于裁切机构的两侧，且裁切机构在竖直方向上的中线对称。
作为本发明再进一步的方案：步骤五中所述收卷架设置有两个，两个所述收卷架并排设置在收卷台的台面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明将线性低密度聚乙烯与低密度聚乙烯按比例混合吹膜，能够集合两者的优势，提高PE吹塑薄膜的透明性和拉伸强度，并且通过加入主抗氧剂与辅助抗氧剂，根据IRGANOX1010的主抗氧剂抗抽出能力强、挥发性低、相容性好、无色无味，有效的保证PE膜稳定性，根据IRGAFOS168的辅助抗氧剂抗挥发性强、耐水解性突出，增强PE膜加工稳定性，通过线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯作为PE膜的制备基料，线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯之间的相互作用增强，受到外力作用时，线性低密度聚乙烯充当“刚性粒子”，能够吸收更多的能量，进而提高PE膜的力学性能，经测试PE膜有以下技术效果：按QB/T1130方法测定：产品撕裂强度110-130kN/m，拉伸强度23-25MPa；伸长率530-550％，防雾滴天数150-170天；透明性、柔韧性和弹性恢复性好，原料简单易得，制备方法简单，抗冲击能1.5-1.7J；
2、PE膜在收卷过程中，通过电机三驱动螺杆二转动，使螺杆二带动两端的螺母座二相向移动，使螺母座二通过转轴一带动两端的挤压辊实现对PE膜的压紧，使PE膜在收卷台上拉紧绷直，通过电机四驱动转轴二转动，使转轴二带动两端的齿轮与直齿条啮合传动，对导向板在竖直方向上的高度进行调整，通过电机五驱动螺杆三转动，使螺杆三驱动两端的螺母座三带动切割电机相向或反向移动，实现对切割电机间距的调整，从而通过切割电机驱动切割轮对PE膜两侧的边角料进行切割，摒弃了传统PE膜制备过程通常是将PE膜先收卷，再放卷切边，简化了PE膜的加工流程；
3、通过在收卷台上设置两个收卷架，使该收卷台在PE膜收卷过程中无需停机操作，更换收卷辊，提高了PE膜的收卷效率，同时，通过在收卷台上设置两个完全独立的收卷架，使该收卷台能够对PE膜在加工过程中对切的两条PE膜分开收卷，实用性强，应用范围广。
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为收卷台的正面结构示意图。
图2为收卷台中收卷架立体图。
图3为收卷台中收卷架右视图。
图4为收卷台中夹紧机构的结构示意图。
图5为收卷台中齿轮与直齿条连接结构示意图。
图6为收卷台中U型架的结构示意图。
图中：收卷台1、L型板架101、收卷架2、导向块201、导轨202、电机一203、螺杆一204、移动基板205、气缸安装板206、气缸一207、横向支撑板208、连杆209、连接弯臂210、支撑块211、L型安装座212、气缸二213、顶针一2131、电机二214、顶针二2141、工字型收卷辊215、夹紧机构3、条形槽301、螺杆二302、螺母座二303、电机三304、转轴一305、挤压辊306、裁切机构4、导向板401、直齿条402、转轴二403、齿轮404、电机四405、U型架406、螺杆三407、电机五408、螺母座三409、切割轮410、切割电机411、阻隔板5、固定板501、移动块502、擦洗块503、推动杆504、横板6、边角料收集框601。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种抗菌改性PE膜，包括以下重量份原料：线性低密度聚乙烯55份、低密度聚乙烯35份、抗氧剂4份、气味消除剂2份、加工助剂3份、增塑剂4份、抗菌剂2.5份、相容剂1.5份、炭黑0.8份、光吸收剂1.5份；
该抗菌改性PE膜的制备，包括以下步骤：
步骤一：按重量份将线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯导入高速混合机中以200-300r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为90-110℃，当线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯混合均匀后向高速混合机中加入炭黑，高速混合机内以400-600r/min转速继续混合20-30分钟，高速混合机温度升温到180-200℃，得到熔融状态的混合基料；
步骤二：将步骤一中熔融状态的混合基料通过真空吸料器导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为150-200℃，二区温度为175-220℃，三区温度为180-230℃，四区温度为190-235℃，模具温度为170-200℃，挤出机螺杆转速为150-300r/min，得到聚乙烯塑料颗粒基料；
步骤三：将步骤二中得到的聚乙烯塑料颗粒基料与抗氧剂、加工助剂、增塑剂、抗菌剂、相容剂和光吸收剂加入搅拌釜中以300-500r/min的转速搅拌30-40分钟，并在搅拌过程中加入气味消除剂，得到混合均匀的PE聚乙烯耐候母粒；
步骤四：将步骤三中得到的PE聚乙烯耐候母粒导入高压蒸箱内，通过高压蒸箱对PE聚乙烯耐候母粒混合原料进行高压灭菌处理，在PE聚乙烯耐候母粒混合原料灭菌的过程中，保持高压蒸箱内的压力为99.18kPa，温度为120-125℃，持续灭菌5～10分钟后将其取出自然冷却30-40分钟，得到制膜基料；
步骤五：将步骤四中得到制膜基料注入塑料吹膜机内，进行融化后挤出成膜，并将挤出后的薄膜料粘附在牵引机上,启动牵引机缓慢将薄膜引入真空定型机内，并在真空定型机内以5-15℃的喷淋水冷却定型，并将定型后的抗菌改性PE膜粗料导入收卷台1，并通过收卷台1两侧的夹紧机构3对抗菌改性PE膜粗料在传送过程中进行夹紧，通过裁切机构4对抗菌改性PE膜粗料两侧的边料进行裁切，并通过阻隔板5上的擦洗块503对裁切后的抗菌改性PE膜进行擦洗，从而得到抗菌改性PE膜，并通过收卷台1上的收卷架2实现对抗菌改性PE膜收卷。
所述线性低密度聚乙烯的密度为0.910-0.915g/cm3。
所述低密度聚乙烯的密度为0.915-0.923g/cm3。
所述光吸收剂为紫外线吸收剂UV-1164。
所述抗氧剂为主抗氧剂IRGANOX1010和辅助抗氧剂IRGAFOS168按照1:1的质量比混合组成。
所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者比例为1:2，其中主增塑剂为对环氧乙酰亚麻油酸甲酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。
所述抗菌剂为负离子粉和纳米氧化银按照1:3的质量比混合组成。
一种抗菌改性PE膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：按重量份将线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯导入高速混合机中以200-300r/min转速进行混合，混合时间为15-20分钟，混合温度为90-110℃，当线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯混合均匀后向高速混合机中加入炭黑，高速混合机内以400-600r/min转速继续混合20-30分钟，高速混合机温度升温到180-200℃，得到熔融状态的混合基料；
步骤二：将步骤一中熔融状态的混合基料通过真空吸料器导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为150-200℃，二区温度为175-220℃，三区温度为180-230℃，四区温度为190-235℃，模具温度为170-200℃，挤出机螺杆转速为150-300r/min，得到聚乙烯塑料颗粒基料；
步骤三：将步骤二中得到的聚乙烯塑料颗粒基料与抗氧剂、加工助剂、增塑剂、抗菌剂、相容剂和光吸收剂加入搅拌釜中以300-500r/min的转速搅拌30-40分钟，并在搅拌过程中加入气味消除剂，得到混合均匀的PE聚乙烯耐候母粒；
步骤四：将步骤三中得到的PE聚乙烯耐候母粒导入高压蒸箱内，通过高压蒸箱对PE聚乙烯耐候母粒混合原料进行高压灭菌处理，在PE聚乙烯耐候母粒混合原料灭菌的过程中，保持高压蒸箱内的压力为99.18kPa，温度为120-125℃，持续灭菌5～10分钟后将其取出自然冷却30-40分钟，得到制膜基料；
步骤五：将步骤四中得到制膜基料注入塑料吹膜机内，进行融化后挤出成膜，并将挤出后的薄膜料粘附在牵引机上,启动牵引机缓慢将薄膜引入真空定型机内，并在真空定型机内以5-15℃的喷淋水冷却定型，并将定型后的抗菌改性PE膜粗料导入收卷台1，并通过收卷台1两侧的夹紧机构3对抗菌改性PE膜粗料在传送过程中进行夹紧，通过裁切机构4对抗菌改性PE膜粗料两侧的边料进行裁切，并通过阻隔板5上的擦洗块503对裁切后的抗菌改性PE膜进行擦洗，从而得到抗菌改性PE膜，并通过收卷台1上的收卷架2实现对抗菌改性PE膜收卷。
步骤五中所述收卷台1包括收卷架2、夹紧机构3和裁切机构4，所述收卷台1的台面上竖直设置有L型板架101，所述夹紧机构3设置有两个，两个所述夹紧机构3分别设置在L型板架101竖直板的两侧，所述裁切机构4位于两个所述夹紧机构3之间且贯穿L型板架101水平板设置，所述收卷架2设置有两个，且两个收卷架2沿收卷台1竖直方向轴线对称设置在收卷台1的台面上；
所述收卷架2包括设置在收卷台1上的固定板，且在固定板表面两端分别设置有导向块201，所述导向块201上设置有导轨202，所述固定板的表面的一端通过电机安装座固定设置有电机一203，所述电机一203的输出端通过螺纹连接有螺杆一204，所述螺杆一204上经螺纹连接有螺母座，且螺母座的顶面上固定设置有移动基板205，所述移动基板205底面两侧设置有与导轨202相适配的滑动块，所述移动基板205通过底面滑动块滑动连接在导轨202上，所述固定板另一端的通过两侧的支撑块211设置有横向支撑板208，所述横向支撑板208上固定设置有L型安装座212，所述L型安装座212上固定设置有气缸二213，所述气缸二213的输出端连接有顶针一2131，所述移动基板205远离横向支撑板208的一侧也设置有L型安装座212，所述L型安装座212设置有电机二214，所述电机二214的输出端连接有顶针二2141，且在顶针一2131与顶针二2141之间设置有工字型收卷辊215；
所述移动基座205的一侧固定设置有气缸安装板206，所述气缸安装板206上设置有气缸一207，所述气缸一207的输出端连接有连接弯臂210，所述连接弯臂210同连杆209转动连接，所述连杆209贯穿横向支撑板208设置；
所述夹紧机构3包括开设在L型板架101竖直板上的条形槽301，且L型板架101背面位于条形槽301的两端设置有侧板，且在两端的侧板之间设置有螺杆二302，所述螺杆二302的顶端贯穿侧板同电机三304输出端连接，所述螺杆二302沿中线方向两端的螺纹旋向相反，所述螺杆二302的两端通过螺纹连接对称设置有螺母座一303，所述螺母座一303的正面上设置有转轴一305，所述转轴一305贯穿条形槽301设置有挤压辊306；
所述裁切机构4包括导向板401和设置在导向板401一侧的转轴二403，所述L型板架101水平板顶面两侧固定设置有侧板，且在两侧的侧板之间设置有转轴二403，所述转轴二403的一端同电机四405输出端固定连接，所述转轴二403的两端设置有齿轮404，所述导向板401的一侧板面竖直设置有与齿轮404相适配的直齿条402，所述齿轮404与直齿条402啮合连接，所述导向板401贯穿L型板架101水平板设置，所述导向板401的底端固定设置有倒置的U型架406，所述U型架406的内部设置有螺杆三407，所述螺杆三407的一端贯穿U型架406一侧同电机五408输出端固定连接，所述螺杆三407沿中线方向两端的螺纹旋向相反，所述螺杆三407的两端通过螺纹连接对称设置有螺母座二409，所述螺母座二409的底面上固定设置有切割电机411，所述切割电机411的输出端连接有切割轮；
所述L型板架101竖直板位于U型架406的正下方设置有横板6，所述横板6上设置有边角料收集框601；
所述L型板架101竖直板位于两个收卷架2的正上方设置有阻隔板5，所述阻隔板5的一端设置有固定板501，所述阻隔板5上开设有滑槽，所述阻隔板5的滑槽内滑动连接有移动块502，所述固定板501上通过螺纹连接有推动杆504，所述推动杆504的另一端与移动块502的侧面相抵，所述移动块502的另一侧开设有T型槽，且在移动块502的T型槽内滑动连接有擦洗块503。
收卷台的工作原理：PE膜在收卷过程中，通过电机三304驱动螺杆二302转动，使螺杆二302带动两端的螺母座二303相向移动，使螺母座二303通过转轴一305带动两端的挤压辊306实现对PE膜的压紧，使PE膜在收卷台1上拉紧绷直，通过电机四405驱动转轴二403转动，使转轴二403带动两端的齿轮404与直齿条402啮合传动，对导向板401在竖直方向上的高度进行调整，通过电机五408驱动螺杆三407转动，使螺杆三407驱动两端的螺母座三409带动切割电机411相向或反向移动，实现对切割电机411间距的调整，从而通过切割电机411驱动切割轮对PE膜两侧的边角料进行切割，并通过边角料收集框601对切割过程中产生的边角废料进行收集，同时通过转动推动杆504，使推动杆504推动两侧阻隔板5上的移动块502相向移动，使擦洗块503对裁切后的PE膜进行双面擦洗，并通过收卷架2实现对PE膜的收卷。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
