CN103554901B - 一种双向拉伸聚酰胺薄膜母料、薄膜及其制造方法 - Google Patents

一种双向拉伸聚酰胺薄膜母料、薄膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种双向拉伸聚酰胺薄膜母料、薄膜及其制造方法，该双向拉伸聚酰胺薄膜母料由重量百分比的如下组分制备得到，聚酰胺树脂80～85份；分散剂0.2～3份；开口剂2～15份；爽滑剂1～10份；抗氧剂0.1～5份，用该聚酰胺薄膜母料制备得到聚酰胺薄膜。本发明还保护了该母料和薄膜的制备方法，本发明的聚酰胺薄膜母料适用于生产双向拉伸聚酰胺薄膜时添加在薄膜的电晕面和非电晕面；特别适用于在高湿度环境下使用的双向拉伸聚酰胺薄膜的非电晕面，制备得到的聚酰胺薄膜的摩擦系数低于0.3，从而解决聚酰胺薄膜生产过程中粘连的问题。

Description

一种双向拉伸聚酰胺薄膜母料、薄膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及双向拉伸聚酰胺薄膜母料及其制造方法。
背景技术
塑料薄膜都有粘连在一起的倾向，这常使得膜层之间的分离很困难，薄膜层之间的黏附现象称为粘连，是聚合物薄膜固有属性，加入到塑料薄膜中的开口剂和爽滑剂主要是降低薄膜表面的黏附，从而减少膜层之间的粘连力，当使用合适的防粘剂后，薄膜处理就变得相当容易。在选择添加剂时，添加剂的性能成为需要考虑的主要因素。
迄今为止，应用于聚酰胺薄膜的母料所用的开口剂主要使用二氧化硅，如申请号200580014675.0，为了得到良好的易滑性，需要增加二氧化硅用量，从而导致透明度随之降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使聚酰胺薄膜的摩擦系数低于0.3的母料，从而解决聚酰胺薄膜生产过程中粘连的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种聚酰胺薄膜母料，其特征在于，包括由重量百分比的如下组分制备得到，
聚酰胺树脂80～85份；
分散剂0.2～3份；
开口剂2～15份；
爽滑剂1～10份；
抗氧剂0.1～5份；
优选的，
聚酰胺树脂82～85份；
分散剂1-2份；
开口剂4-12份；
爽滑剂3.5-6份；
抗氧剂0.5-3份；
所述聚酰胺树脂选自尼龙6、尼龙7、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙6T、尼龙46等聚酰胺树脂及这些聚酰胺树脂的共聚物、树脂混合物、聚合物合金中的一种或几种；优选尼龙6；
任选的，所述聚酰胺树脂中的的聚酰胺树脂低聚物含量在3重量%以下，优选含量在1重量%以下。
所述分散剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物和扩散油等一种或几种；优选扩散油。
所述开口剂选自交联的聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷为基的硅微晶树脂等有机开口剂中的一种或几种；优选交联的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述开口剂的平均粒径为1.2～8um，优选为1.5～3.0um。
所述爽滑剂选自聚乙烯蜡及其共聚物蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、高级脂肪酸的双酰胺化合物中的一种或几种；优选EBS。
所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168；优选1098。
本发明还保护聚酰胺薄膜母料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a：将聚酰胺树脂与分散剂依次投入低速混合机中混2min，其中低速混合机的转速为100转/分钟，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，其中低速混合机的转速为100转/分钟；
b：将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即可；
其中双螺杆挤出机的加工工艺为：加工温度：220℃~260℃，螺杆转速300~500转/分钟。
本发明保护一种聚酰胺薄膜，其特征在于，采用了所述的聚酰胺薄膜母料。
本发明保护了一种聚酰胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将所述的聚酰胺薄膜母料按4%的用量与表层相对粘度3.0~3.3的聚酰胺树脂混合，生产双向拉伸聚酰胺薄膜；生产设备为德国布鲁克纳公司的三层挤出机和分步拉伸机组，主要生产工艺参数为加工温度：220～250℃，螺杆转速：45～90rpm，纵向拉伸比：2.5~3.3，横向拉伸比：3.0~4.0，热定型温度：170~210℃。
所述聚酰胺树脂为是在分子链中具有酰胺基的高分子，作为所述聚酰胺树脂优选高粘度的PA6，其相对粘度为3.0~3.3，其低聚物含量在3重量%以下，优选低聚物含量在1重量%以下，更优选低聚物含量在0.5重量%以下，如低聚物含量超过1重量%，在生产聚酰胺薄膜时，低聚物容易析出，附着在激冷滚上，此外，用于本发明的聚酰胺树脂，优选水分含量在1000ppm以内，如果水分含量超过1000ppm，由于挤出加工时会产生水解作用，有在薄膜生产时引起破膜的风险。
本发明所述的分散剂优选扩散油，其是一种硅蜡类粘稠液体，常温下溶于多数有机溶剂，不溶于水具有生理惰性和良好的光学稳定性电绝缘性和耐候性，本发明所使用的扩散油优选采用日本东芝TSF-96、德国威凯AK-1000中的一种或其混合物。
在本发明中，所述的开口剂选自交联的聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷为基的硅微晶树脂等有机开口剂中的一种或其混合物，优选聚硅氧烷为基的硅微晶树脂，如日本的SilpowderNT-200B，其平均粒径为1.2～8um，更优选为1.5～3.0um，当其平均粒径低于1.2um时，为了得到良好的爽滑性需要更多的添加量，导致其他性能恶化；相反的，当其平均粒径超过8um时，薄膜的表面粗糙度过大，薄膜的摩擦系数增大，外观变差。
爽滑剂选自聚乙烯蜡及其共聚物蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、高级脂肪酸的双酰胺化合物中的一种或其混合物，优选不仅可以降低表面能，更可以提高薄膜滑动性的乙撑双硬脂酰胺（EBS）。
在本发明中，按重量配比称取聚酰胺树脂、扩散油、有机开口剂、爽滑剂、抗氧剂，将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混3-5min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机（科倍隆南京机械有限公司）的加料斗，经熔融挤出，造粒，加工温度如下：从双螺杆挤出机喂料口到模头各区的温度分别为一区200-215℃，二区255-270℃，三区245-260℃，四区245-255℃，五区225-235℃，六区220-230℃，七区220-230℃，八区230-245℃，九区245-260℃，模头260-265℃。
本发明的聚酰胺薄膜母料适用于生产双向拉伸聚酰胺薄膜时添加在薄膜的电晕面和非电晕面；特别适用于在高湿度环境下使用的双向拉伸聚酰胺薄膜的非电晕面。
现有技术中开口剂主要使用二氧化硅做为开口剂，其添加量一般不高主要是因为开口剂一般粒子的粒径较小，堆积密度小，很轻，难于均匀下料，且在基体树脂中很难分散开，容易团聚，本发明选用有机开口剂，其优点在于：相对于二氧化硅，有机开口剂和聚酰胺树脂的相容性更好，有利于有机开口剂在聚酰胺树脂中的分散；有机开口剂折光指数和聚酰胺树脂比较接近，在相同的添加量情况下，使用有机开口剂的聚酰胺薄膜比使用二氧化硅的聚酰胺薄膜的雾度更低，本发明通过调整螺杆组合且采用先进的计量下料系统来解决这个问题，从而解决了有机开口剂分散困难的问题，从而获得薄膜雾度更低，摩擦系数更低的效果，当有机开口剂的平均粒径低于1.2um时，为了得到良好的爽滑性需要更多的添加量，导致其他性能恶化；相反的，当其平均粒径超过8um时，薄膜的表面粗糙度过大，薄膜的摩擦系数增大，外观变差。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在下面实施例的配方中，可以选用不同厂家的产品，如：
聚酰胺树脂可选相对粘度为3.2的PA6，如霍尼韦尔H100QP、DSMF130、新会美达M3400中的一种或几种。
扩散油优选采用日本东芝TSF-96、德国威凯AK-1000中的一种或其混合物。
开口剂可以选用日本的SilpowderNT-200B、海扬HY-690的一种或其混合物。
爽滑剂和抗氧剂均为市售商品。
实施例1：母料制备
按重量比称好DSMF13082份、日本东芝TSF-962份、日本的SilpowderNT-200B12份、EBS3.5份、抗氧剂10980.5份。将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混3min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即得到本发明所述母料。
实施例2：母料制备
按重量比称好DSMF13080份、德国威凯AK-10003份、海扬HY-69015份、EBS1份、抗氧剂10981份，将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混2min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即得到本发明所述母料。
实施例3：母料制备
按重量比称好新会美达M340085份、日本东芝TSF-961份、日本的SilpowderNT-200B8份、EBS5.9份、抗氧剂0.1份，将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混3min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即得到本发明所述母料。
实施例4：母料制备
按重量比称好新会美达M340084.8份、日本东芝TSF-960.2份、日本的SilpowderNT-200B4份、EBS6份、抗氧剂5份，将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混3min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即得到本发明所述母料。
实施例5：母料制备
按重量比称好新会美达M340083份、日本东芝TSF-962份、日本的SilpowderNT-200B2份、EBS10份、抗氧剂3份，将称好的聚酰胺树脂和扩散油依次投入低速混合机中混3min，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，最后将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即得到本发明所述母料。
实施例6：聚酰胺薄膜制备
将实施例1-3的母料按4重量%的用量与表层相对粘度3.2的聚酰胺树脂混合，生产双向拉伸聚酰胺薄膜，生产设备为德国布鲁克纳公司的三层挤出机和分步拉伸机组，主要生产工艺如下：
加工温度：220～250℃
螺杆转速：45～90rpm
纵向拉伸比：2.85
横向拉伸比：3.3
热定型温度：195℃
对添加不同配方母料制备的聚酰胺薄膜做相应测试，如表1：
摩擦系数按照GB/T10006-1988塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法进行测试；
拉伸强度按照GB/T13022-1991塑料薄膜拉伸性能试验方法进行测试；
雾度按照GB/T2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定方法进行测试；
热收缩按照GB/T12027-2004塑料薄膜和薄片加热尺寸变化率试验方法进行测试；
表1：实验薄膜检测报告
从实验结果可以看出，在聚酰胺薄膜的生产中添加母料，可以使聚酰胺薄膜的摩擦系数显著降低，拉伸强度也有所提高，热收缩率性能也明显提高，同时薄膜仍保持良好的透明性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种聚酰胺薄膜母料，其特征在于，由如下重量份的组分制备得到，
所述聚酰胺树脂选自尼龙6、尼龙7、尼龙11、尼龙12、尼龙66、尼龙6T、尼龙46聚酰胺树脂及这些聚酰胺树脂的共聚物、树脂混合物、聚合物合金中的一种或几种；
所述分散剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物和扩散油中的一种或几种；
所述爽滑剂选自聚乙烯蜡及其共聚物蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、高级脂肪酸的双酰胺化合物中的一种或几种；
所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168；
所述聚酰胺树脂中的聚酰胺树脂低聚物含量在3重量％以下；
所述开口剂选自交联的聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷为基的硅微晶树脂有机开口剂中的一种或几种；
所述开口剂的平均粒径为1.2～8μm。
2.如权利要求1所述聚酰胺薄膜母料，其特征在于，由如下重量份的组分制备得到，
3.如权利要求2所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述聚酰胺树脂为尼龙6。
4.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述聚酰胺树脂中的的聚酰胺树脂低聚物含量在1重量％以下。
5.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述分散剂为扩散油。
6.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述开口剂为交联的聚甲基丙烯酸甲酯。
7.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述开口剂的平均粒径为1.5～3.0μm。
8.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述爽滑剂为EBS。
9.如权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098。
10.一种权利要求1所述的聚酰胺薄膜母料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a：将聚酰胺树脂与分散剂依次投入低速混合机中混2min，其中低速混合机的转速为100转/分钟，再将开口剂、爽滑剂、抗氧剂投入低速混合机中混5min，其中低速混合机的转速为100转/分钟；
b：将混合好的树脂投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒后在100℃除湿干燥剂干燥4小时，即可；
其中双螺杆挤出机的加工工艺为：加工温度：220℃～260℃，螺杆转速300～500转/分钟。
11.一种聚酰胺薄膜，其特征在于，采用了权利要求1-9中任一项所述的聚酰胺薄膜母料。
12.一种聚酰胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求中1-9任一项所述的聚酰胺薄膜母料按4％的用量与表层相对粘度3.0～3.3的聚酰胺树脂混合，生产双向拉伸聚酰胺薄膜；生产设备为德国布鲁克纳公司的三层挤出机和分步拉伸机组，主要生产工艺参数为：加工温度220～250℃，螺杆转速45～90rpm，纵向拉伸比2.5～3.3，横向拉伸比3.0～4.0，热定型温度170～210℃。
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