CN102977457B

CN102977457B - 一种聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜

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Publication number: CN102977457B
Application number: CN201210527289.3A
Authority: CN
Inventors: 杜顺林; 李志刚; 刘海国; 王晓昆; 刘瑞明; 张凤珍; 张习红; 王庭昆; 陈铨; 罗俊雄
Original assignee: YUNNAN KISC CALCIUM AND MAGNESIUM FLUX CO Ltd; YUNNAN KUNGANG NEW COMPOSITE MATERIALS DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: YUNNAN KISC CALCIUM AND MAGNESIUM FLUX CO Ltd; YUNNAN KUNGANG NEW COMPOSITE MATERIALS DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: CN102977457A

Abstract

本发明提供一种聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜，由下列各质量百分数的组分组成：耐高温无机物50～80%、聚丙烯12～38%、偶联剂2～5%、润滑剂3～5%、增韧剂1～2%。聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜填充的耐高温无机物的粒度为200～600目、填充率为50～80%；无机物粒度增大，有效降低了隔离膜成本；聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜的规格为0.7mm以上，隔离膜克重为≥1300g/m²，单位面积的高温无机物多，适宜应用于金属压缩比≥30倍的复合坯；聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜具有相对较高的挺度；同时具有柔韧性、防粘隔离作用。

Description

一种聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜，属于隔离膜材料技术领域。

背景技术

层压金属复合材料通常采用热轧轧制法进行生产，生产工艺为组坯-轧制-后处理。一般先将基层金属材料和复层金属材料组合以制造复合坯，再将复合坯进行热轧轧制，通过复合界面金属原子之间的相互扩散来实现基层金属和复层金属的冶金结合，经后处理工序实现上、下层金属复合材料的分离。复合坯制备时，必须在上、下复层金属材料之间涂覆防粘隔离剂或膜，用于防止复层金属在轧制过程中的粘结，以保证在后处理工序中，实现上、下层金属复合材料的分离。

合适的防粘隔离剂或膜，是保证复合坯轧制成功的关键。防粘隔离剂或膜的使用，需要根据复合坯规格及复合卷板最终产品规格来确定，即根据复合坯轧制金属压缩比确定。不同的金属压缩比对防粘隔离剂或膜的用量、厚度、柔韧性、力学性能等有着不同的要求。若防粘隔离剂或膜添加量不足，易导致热轧时耐高温隔离粉的分布不均匀，造成部分区域复层金属的粘接，严重时可导致上下两层金属复合材料无法实现分离。

目前，层压金属复合材料制造领域采用的是一种由耐高温无机物填充改性的聚乙烯膜作为防粘隔离膜。采用现有的聚乙烯防粘隔离膜生产技术，来生产加工的隔离膜，具有较好的柔韧性，适于生产0.1～0.5mm薄规格的防粘隔离膜，用于金属压缩比较小的复合材料生产，当其用于大压缩比的复合材料生产时，需要叠加使用，操作不方便；另外，为保证隔离膜均匀性，所填充的无机物粒度要求为600～1000目，无机物成本较高；同时存在耐热性差，软化温度低（软化温度为120～140℃)等缺陷。使用聚乙烯防粘隔膜组坯，要求在组坯焊接生产过程中须控制复合坯温度在140℃以下，否则聚乙烯隔离膜将软融皱褶，导致后续的耐高温隔离粉分布不均，进而造成复层金属粘接。组坯焊接时温度的苛刻控制，会严重影响组坯的速度与效率。

发明内容

为克服操作不方便、耐热性差、软化温度低等问题，本发明的目的在于提供一种填充无机物粒度为200～600目、填充率为50～80％（无机物重量比）的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜，所得防粘隔离膜能有效克服现有的聚乙烯防粘隔离膜软化温度低等缺点。

本发明通过下列技术方案实现：一种聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜，其特征在于由下列质量百分数的组分组成：

耐高温无机物 50～80%、聚丙烯 12～38%、

偶联剂 2～5%、润滑剂 3～5%、

增韧剂 1～2%。

所述耐高温无机物是粒度为200～600目的轻质氧化镁、氧化铝、二硫化钼、石墨、碳化硼、氧化锌或氧化钛。

所述聚丙烯的熔体指数为2.5～7g/10min。

所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂中的任意一种。

所述润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种，且几种之间的质量比是任意的。

所述增韧剂为CPE（氯化聚乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、SBS（苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）中的一种或几种，且几种之间的质量比是任意的。

本发明提供的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜通过下列常规方法获得：将上述组分原料按比例投料，经高速混合、再充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延，得到0.7mm以上的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。

本发明采用的耐高温无机物的熔点大于1000℃，偶联剂在耐高温无机物与聚丙烯材料界面间起到“分子桥”的作用，可改善耐高温无机物在聚丙烯中的分散性，促进其在聚丙烯中的填充能力。润滑剂能够改善聚丙烯的加工性能，增强聚丙烯与耐高温氧化物的混合产品的流动性，提高整个物料的的熔体流动速率。增韧剂可以增强隔离膜的韧性，提高隔离膜的抗冲击强度和耐曲折性。

本发明具备的优点和效果如下：

（1）聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜填充的耐高温无机物的粒度为200～600目、填充率为50～80%；无机物粒度增大，有效降低了隔离膜成本；

（2）聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜的规格为0.7mm以上，隔离膜克重为≥1300g/m²，单位面积的高温无机物多，适宜应用于金属压缩比≥30倍的复合坯；

（3）聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜具有相对较高的挺度；同时具有柔韧性、防粘隔离作用。解决了现有的聚乙烯防粘隔离膜软化温度低等缺点。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为200目的氧化铝 66%、

熔体指数为2.5g/10min的聚丙烯 25%、

钛酸酯偶联剂 3%、

聚乙烯蜡 4%、

ABS 2%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过240℃挤压压延得到0.9mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率、抗张指数检测结果见表1。

表1 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	4.741	3.213	1.26
纵向	8.601	3.021	1.58

实施例2

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为300目的氧化铝 62%、

熔体指数为5g/10min的聚丙烯 30%、

钛酸酯偶联剂 2%、

聚乙烯蜡 4%、

ABS 2%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过235℃挤压压延得到0.7mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表2。

表2 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	5.46	3.793	3.823
纵向	10.405	6.881	4.883

实施例3

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为600目的轻质氧化镁 78%、

熔体指数为7g/10min的聚丙烯 14%、

硅烷偶联剂 4%、

硬脂酸和石蜡 3%、

CPE 1%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.8mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表3。

表3聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	3.46	3.012	0.96
纵向	7.257	5.668	1.32

实施例4

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为200～600目的二硫化钼 50%、

熔体指数为3g/10min的聚丙烯 38%、

铝酸酯偶联剂 5%、

石蜡 5%、

SBS 2%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.9mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表4。

表4 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	5.684	6.625	3.28
纵向	10.123	7.643	4.56

实施例5

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为500～600目的石墨 70%、

熔体指数为6g/10min的聚丙烯 20%、

螯合型钛酸酯偶联剂 4%、

硬脂酸 4.5%、

SBS和EVA 1.5%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.7mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表5。

表5 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	3.46	3.212	1.18
纵向	7.157	5.268	1.72

实施例6

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为200～400目的碳化硼 65%、

熔体指数为5g/10min的聚丙烯 25%、

铝酸酯偶联剂 5%、

石蜡和聚乙烯蜡 3%、

EVA 2%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.8mm规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表6。

表6 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	4.96	2.96	1.31
纵向	7.125	2.594	1.28

实施例7

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为200～600目的氧化锌 55%、

熔体指数为6～7g/10min的聚丙烯 35%、

硅烷偶联剂 5%、

石蜡 4%、

CPE、ABS和SBS 1%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.7mm以上规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表7。

表7 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	5.123	4.83	2.19
纵向	9.512	4.53	3.13

实施例8

按下列各质量百分数的组分备料：

粒度为200～600目的氧化钛 60%、

熔体指数为4g/10min的聚丙烯 34%、

螯合型钛酸酯偶联剂 2%、

硬脂酸和聚乙烯蜡 3%、

EVA 1%。

将上述组分原料按比例投料，经高速混合充分分散后进行揉搓、塑化、挤压、造粒，得到母粒；然后将母粒通过挤压压延得到0.7mm以上规格的聚丙烯层压金属复合材料防粘隔离膜。其抗张强度、断后伸长率和抗张指数检测结果见表8。

表8 聚丙烯隔离膜性能检测结果

	抗张强度（Mpa）	断裂伸长率（%）	抗张指数
				横向	4.76	3.213	2.14
纵向	8.143	6.874	1.64

Claims

1.一种聚丙烯防粘隔离膜在制备层压金属复合材料中的应用，其特征在于所述的聚丙烯防粘隔离膜由下列质量百分数的组分组成：

耐高温无机物 50～80%、聚丙烯 12～38%、

偶联剂 2～5%、润滑剂 3～5%、

增韧剂 1～2%；

所述耐高温无机物是粒度为200～600目的轻质氧化镁、氧化铝、二硫化钼、石墨、碳化硼、氧化锌或氧化钛；

所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂中的任意一种；

所述润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；

所述增韧剂为CPE、ABS、SBS、EVA中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯防粘隔离膜在制备层压金属复合材料中的应用，其特征在于：所述聚丙烯的熔体指数为2.5～7g/10min。