CN102108158A

CN102108158A - 具有表面极性的高分子复合材料膜片及其制造方法

Info

Publication number: CN102108158A
Application number: CN2009102599825A
Authority: CN
Inventors: 傅新乔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-06-29

Abstract

本发明关于一种具有表面极性的高分子复合材料膜片及其制造方法，以已接枝极性官能基的改性聚丙烯、聚乙烯，添加在聚丙烯、聚乙烯或PET中来增加极性，并大量添加经表面处理的无机填充材料及有极性基团的增韧剂而组成的组合物，经混合、混炼挤压造粒成胶粒，再投入单螺杆或双螺杆挤出机，由T-模挤压出经冷压轮压成膜片，再经卷取机卷取而成，本发明特点是以特殊材料配方，使所生产的高分子复合材料膜片具有低成本及优异的亲水特性、韧性及硬度，可供使用在手提袋、包装盒、文宣品、各式外壳、容器等，在产业的发展具有其价值。

Description

具有表面极性的高分子复合材料膜片及其制造方法

技术领域

本发明关于一种具有表面极性的高分子复合材料膜片及其制造方法，尤指一种以聚丙烯或聚乙烯或PET(聚对苯二甲酸乙二酯polyethylene terephthalate)为基材的膜片及其制造方法。

背景技术

许多高分子材料因为质地轻盈，而且容易加工，因此可以广泛应用于各种产品，其中该高分子材料中的聚丙烯或聚乙烯或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate)，由于干固之后能够产生平滑与具有光泽的外观、而且价格较为经济、容易取得与作为加工应用等优点，因此普遍受到各种产品作为外披膜使用。甚至在其表面涂装(例如印刷)各种图案、文字、商标、花纹等。

但是前述各种聚丙烯或聚乙烯或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate)在使用时，由于通常表面非极性(包括亲水性不佳)而导致水性颜料无法附着。为了改善聚丙烯或聚乙烯作为涂装(例如印刷)材料时的亲水性，有设计者采用聚丙烯或聚乙烯表面接枝极性基团的方法，但因接枝率极低，制造成本昂贵，使得应用上仅能以少量的添加方式添加在主料中效果有限。

又由于有些制品为降低成本，或者其他功能而另有添加碳酸钙等无机填充料，但是该无机填充料往往因为分布不均，因此无法大量添加入料，否则加入的接枝改性聚丙烯或聚乙烯其粘结界面遭受挤压破坏了相容性的临界点，因为无法克服材料受冲击时会产生裂纹和塑性变形太大，因此往往造成抗拉强度降低及脆性增大的问题。

发明内容

有鉴于以上的缺失，本发明为达到为了改善高分子材料的极性(例如印刷时材料时的亲水性)，更为使填充料在主料中可以均匀分散，增加其表面粘结性，因此必须妥善有效地控制界面结构，其解决的技术手段，设计一种具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，一种具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，请参阅图1所示，其步骤包括：

一、混合(1).重量百分比40％-80％的无机填充材料；(2).重量百分比50％-10％，且熔融流动指数大于10，选用聚丙烯、聚乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯polyethylene terephthalate)的群组；(3).重量百分比小于10％，选用化学接枝的极性聚丙烯、化学接枝的极性聚乙烯；(4).重量百分比小于10％的增韧剂为组合物，于总合为100％的前提下，各成分中于各界定的范围中增减；

二、混炼；

三、挤压造粒成胶粒；

四、加热190℃-280℃挤出；

五、经15℃-25℃冷却轮压冷却使成单层结构的膜片。

从而，本发明所制成的材料，即一种具有表面极性的高分子复合材料膜片，其成份包括重量百分比40％-80％的无机填充材料；重量百分比50％-10％，且熔融流动指数大于10，选用聚丙烯、聚乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯polyethylene terephthalate)的群组；重量百分比小于10％，选用化学接枝的极性聚丙烯、化学接枝的极性聚乙烯；重量百分比小于10％的增韧剂；于总合为100％的前提下，各成分中于各界定的范围中增减。

再经卷取机卷取而完成，具有降低成本及涂装性优良且韧性、机械强度、硬度等均可达使用要求。本发明借助加入极性极强的界面耦合剂，如本发明中的有机共聚物增韧剂，以增加基材的耐冲击性及所有组合物的相容性，由于本发明的填充料与有机共聚物之间的良好协同效果，使得填充料得以在基体中均匀分散外，表面的粘结性也显著地提升，本发明所组合成的高分子复合材料其结构上具有很好的相容性，因此填充料的承载量可以提高很多，同时大量地降低成本外，染色性也一并提升，由于物理力学性能均衡，达成了流动性的改善、易加工性、耐冲击性及强韧性的改善，刚性及硬度的提升。

附图说明

图1是本发明的流程图

具体实施方式

以下借助附图的辅助，说明本发明的内容、特色以及实施例，提供有助于审查的理解。

本发明关于一种具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其步骤至少包括：

一、混合：

(1).重量百分比40％-80％的无机填充材料；

考虑到由于聚丙烯或聚乙烯或PET的透明无色，有时会导致颜料涂装时不明显。例如本发明为求不透明性的效果，该无机填充料则可为硫酸钡(BaSO₄)、碳酸钙、二氧化钛等。

或者其他特定目的，该无机填充材料选用滑石粉、云母、亚硫酸钙、石膏、玻璃纤维、炉石粉、二氧化硅、高岭土、热分解碳素类群组中的一种或一种以上，该无机填充材料较佳经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，或脂肪酸或脂肪酸盐类表面活性剂处理，不论以前述偶联剂或表面活性剂对无机填充材料做处理，均是以偶联剂或表面活性剂的分子结构的特点含有两类不同的化学官能基团，一类为疏水官能基团，另一类为亲水官能基团在经过化学反应以及物理作用后，其结构的一端与无机填充材料表面结合，另一端则与高分子材料反应交互缠绕，使表面性质相差悬殊的无机填充材料与高分子材料之间，具有良好的相容性，也由于受到两相间的表面张力的改善控制，因此使两相间的互相扩散，接触获得显著的改善，从而得到稳定性以及分散度的提升效果。

(2).重量百分比50％-10％，且熔融流动指数大于10，选用聚丙烯、聚乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯polyethylene terephthalate)的群组。

(3).重量百分比小于10％，选用化学接枝的极性聚丙烯、化学接枝的极性聚乙烯；其中化学接枝的极性聚丙烯包括将极性单体接枝到聚丙烯分子链上的一种以上极性聚丙烯。其中该单体选用马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸脂的群组。借助前述的群组的单体都具有反应性的双链分子结构，可以提供自由基作起始剂的反应中而产生断链的聚丙烯，使两者产生接枝反应，俾益完成表面极性，尤其亲水性的改质。

(4).重量百分比小于10％的增韧剂为组合物，该增韧剂选用无水马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙基丙烯酸脂共聚物、乙烯基-乙酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物群组中的一种或一种以上。

于总合为100％的前提下，各成分中于各界定范围中增减。

二、混炼；

三、挤压造粒成胶粒；该挤出以单螺杆或双螺杆挤出机，由T-模头作单层挤出。

四、加热190℃-280℃挤出；

五、经15℃-25℃冷却轮压冷却使成单层结构的膜片，且该产出膜片厚度为30um-1000um。

从而，该具有表面极性的高分子复合材料膜片，其成份包括：重量百分比40％-80％的无机填充材料；

重量百分比50-10％，且熔融流动指数大于10，选用聚丙烯、聚乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二酯polyethylene terephthalate)的群组；

重量百分比小于10％，选用化学接枝的极性聚丙烯、化学接枝的极性聚乙烯；重量百分比小于10的增韧剂；于总合为100％的前提下，各成分中于各界定的范围中增减。

借此而达到有降低成本及增加其涂装的附着性、亲水性，且增加其韧性、机械强度、耐热、耐压、硬度。且本发明的方法，可以使得膜片的加工容易，不须经双轴延伸机的纵向、横向的伸延及回火冷却等的复杂工艺处理，仅利用单螺杆或双螺杆挤出机，由T-模头作单层挤出即可。更重要可以将有极性的官能基利用机械的压力和剪切力，将无机填充材料在基体中充分结合，发挥出优良的相容性而得以均匀分散，而得以导致成品的耐热耐压性增强，以达到使于聚丙烯或聚乙烯或PET提升其亲水性。

由于认为本发明符合专利法的规定，爰依法提出专利申请。惟，前揭的例举，仅为本发明的实施例，凡与本发明的申请专利范围为均等设计者，也涵括于所欲保障的范畴。

Claims

1.一种具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于步骤包括：

一、混合(1).重量百分比40％-80％的无机填充材料，

(2).重量百分比50％-10％，且熔融流动指数大于10的聚丙烯、聚乙烯或PET，

(3).重量百分比小于10％的化学接枝的极性聚丙烯或化学接枝的极性聚乙烯，

(4).重量百分比小于10％的增韧剂，

为组合物；

二、混炼；

三、挤压造粒成胶粒；

四、加热190℃-280℃挤出；

五、经15℃-25℃冷却轮压冷却使成单层结构的膜片。

2.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，化学接枝的极性聚丙烯包括将极性单体接枝到聚丙烯分子链上的一种以上极性聚丙烯。

3.如权利要求2所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该单体选用马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯酸脂。

4.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该增韧剂选用无水马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙基丙烯酸脂共聚物、乙烯基-乙酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上。

5.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该无机填充材料选用碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、滑石粉、云母、亚硫酸钙、石膏、玻璃纤维、炉石粉、二氧化硅、高岭土、热分解碳素中的一种或一种以上。

6.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该无机填充材料经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，或脂肪酸或脂肪酸盐类的表面活性剂处理。

7.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该步骤四的挤出，以单螺杆或双螺杆挤出机，由T-模头作单层挤出。

8.如权利要求1所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片的制造方法，其特征在于，该产出膜片厚度为30um-1000um。

9.一种具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于包括：

重量百分比40％-80％的无机填充材料；

重量百分比50％-10％，且熔融流动指数大于10的聚丙烯、聚乙烯或PET；

重量百分比小于10％的化学接枝的极性聚丙烯或化学接枝的极性聚乙烯；

重量百分比小于10％的增韧剂。

10.如权利要求9所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，化学接枝的极性聚丙烯包括将极性单体接枝到聚丙烯分子链上的一种以上极性聚丙烯。

11.如权利要求10所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，该单体选用马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯酸脂。

12.如权利要求9所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，该增韧剂选用无水马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙基丙烯酸脂共聚物、乙烯基-乙酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上。

13.如权利要求9所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，该无机填充材料选用碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、滑石粉、云母、亚硫酸钙、石膏、玻璃纤维、炉石粉、二氧化硅、高岭土、热分解碳素中的一种或一种以上。

14.如权利要求9所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，该无机填充材料经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，或脂肪酸或脂肪酸盐类的表面活性剂处理。

15.如权利要求9所述的具有表面极性的高分子复合材料膜片，其特征在于，该产出膜片厚度为30um-1000um。