CN105774152B

CN105774152B - 一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法

Info

Publication number: CN105774152B
Application number: CN201410797876.3A
Authority: CN
Inventors: 张艳中; 张昱喆; 刘伟; 常怀云; 马培良
Original assignee: Zhejiang Province Blue Green Environmental Protection Fluorine Materials Co Ltd; Sinochem Lantian Co Ltd
Current assignee: Sinochem Lantian Co Ltd; Sinochem Lantian Fluorine Materials Co Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2018-10-16
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: CN105774152A

Abstract

本发明提供了一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，通过配置两种浆料并通过三层共挤出模头流延铸片、双向拉伸得到BA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。本发明制备的薄膜具有优异的抗老化性能。

Description

一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法。

背景技术

聚氟乙烯是以-CH₂-CHF-为结构单元的链状结晶性聚合物，具有同其它含氟聚合物类似的优异性能，其作为薄膜和涂料已广泛应用于建筑、装饰、电子电路、光伏产业等领域。

聚氟乙烯特殊的结构致使其熔融温度与分解温度相差不大，不宜采用传统的热塑性树脂直接熔融挤出的加工方式。生产中采用添加潜溶剂的方式降低树脂熔融温度制备薄膜，加上这种特殊的加工方式，再加之聚氟乙烯树脂表面能低和填料助剂同树脂的相容性不佳等原因，容易导致填料或助剂向薄膜表面迁移，引起口模积料、薄膜表面色泽不均一、薄膜表面不够光滑等问题，降低产品品质。

目前高聚物共挤出工艺已成为当代最先进的塑料成型加工方法之一，是一种使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，在一个复合机头内汇合或采用熔体分配器共挤出得到多层复合制品的加工过程。它能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到特殊要求的性能和外观，如防氧和防湿的阻隔能力、着色性、保温性、热成型和热粘合能力，以及强度、刚度、硬度等机械性能。这些具有综合性能的多层复合材料在许多领域中有极其广泛的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三层共挤制备聚氟乙烯薄膜的方法，制备的聚氟乙烯薄膜具有优异的抗老化性能。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按重量计，将20～50份聚氟乙烯树脂、40～70份潜溶剂、0～15份填料和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A；

(2)按重量计，将20～50份聚氟乙烯树脂、40～70份潜溶剂和0～15份填料于40～100℃下分散混合成均匀浆料B；

(3)将浆料A加入到第一挤出机、浆料B加入到第二挤出机，第一挤出机和第二挤出机与三层共挤出模头连接，浆料A和浆料B按顺序通过三层共挤出模头形成ABA三层流延铸片，再经冷毂冷却定性后得到ABA型三层共挤聚氟乙烯厚片；

(4)将步骤(3)得到的ABA型三层共挤聚氟乙烯厚片经过双向拉伸后制得ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。

作为一种优选的方式，所述步骤(1)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂、6～12份填料和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A；所述步骤(2)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂和6～12份填料于40～100℃下分散混合成均匀浆料B；所述ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜为白色的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。

作为另一种优选的方式，所述步骤(1)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A；所述步骤(2)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂和50～65份潜溶剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料B；所述ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜为透明的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。

上述制备方法中，所述潜溶剂优选自N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二甲酯和异氟尔酮中的一种、两种或三种以上组合；所述填料优选自钛白粉、白炭黑、碳酸钙、炭黑和消光粉中的一种、两种或三种以上组合；所述助剂优选为热稳定剂、紫外吸收剂和光稳定剂中的一种、两种或三种。作为进一步优选的方式，所述热稳定剂优选自环氧树脂、有机锡类和金属皂类中的一种、两种或三种，所述紫外吸收剂优选自二苯甲酮类、三嗪类和苯并三氮唑类中的一种、两种或三种，所述光稳定剂为受阻胺类。

上述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法中，作为一种优选的方式，步骤(1)和步骤(1)中所述浆料A和浆料B采用高速分散机分散混合，分散速度为800～1500转/分，分散温度为40℃～100℃；步骤(3)中，浆料A与浆料B的重量配比优选为10～50:50～90，挤出机温度为150～220℃，冷毂温度为30℃～100℃。

上述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法步骤(4)中，作为一种优选的方式，ABA型三层共挤聚氟乙烯厚片先经纵向拉伸得到纵向拉伸薄膜，纵向拉伸温度为70℃～120℃，纵向拉伸倍率为2～8倍；纵向拉伸薄膜再经横向拉伸得到ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜，横向拉伸温度为80℃～150℃，横向拉伸倍率为2～8倍。经双向拉伸后的ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜优选经脱挥、热定型和电晕处理后得到成品ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜。脱挥步骤通过冷凝回收挥发组分，脱挥温度优选为120℃～160℃。热定型温度优选为160～190℃。

本发明制备的ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜，可以通过选择在浆料制作时加入或不加入填料来控制薄膜的颜色，当不加入填料时，能够制得透明的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜，当加入本发明优选的填料时，能够制得白色的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。当然，也可以通过加入其他的填料来使制得的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜具有不同的颜色。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

实施例1

在高速分散机中加入20kgγ-丁内酯，温度升至80℃后，将10kg聚氟乙烯树脂、30gUV-326(Ciba公司销售一种羟苯基苯并三唑类紫外吸收剂)、20g光稳定剂770(Ciba公司销售一种受阻胺类光稳定剂)分别加入到高速搅拌的γ-丁内酯中分散成均匀浆料A。在高速分散机中加入20kgγ-丁内酯，温度升至80℃后，将20kg聚氟乙烯树脂加入到高速搅拌的γ-丁内酯中分散成均匀浆料B。

浆料分别通过计量泵输送至双螺杆挤出机料斗，经过装配熔体分配器的共挤模头，在50℃冷毂上铸片得到厚片。厚片先在80℃下于拉伸辊中进行纵向拉伸，拉伸倍率为3倍，再在110℃下进行横向拉伸，拉伸倍率为3倍，然后经过170℃热定型，最后经过电晕、分切、收卷制成厚度为30um的透明ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜。

实施例2

在高速分散机中加入15kgγ-丁内酯，温度升至80℃后，将10kg聚氟乙烯树脂、1.5kg钛白粉、0.3kg热稳定剂(环氧大豆油)分别加入到高速搅拌的γ-丁内酯中分散成均匀白色浆料A。在高速分散机中加入20kgγ-丁内酯，温度升至80℃后，将15kg聚氟乙烯树脂、1.5kg钛白粉分别加入到高速搅拌的γ-丁内酯中分散成均匀白色浆料B。

浆料分别通过计量泵输送至双螺杆挤出机料斗，经过装配熔体分配器的共挤模头，在50℃冷毂上铸片得到厚片。厚片先在80℃下拉伸辊中进行纵向拉伸，拉伸倍率为3倍，再在120℃下进行横向拉伸，拉伸倍率为3倍，然后经过170℃热定型，最后经过电晕、分切、收卷制成厚度为28um的白色ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜。

实施例3

在高速分散机中加入15kg N，N-二甲基乙酰胺，温度升至75℃后，将10kg聚氟乙烯树脂、2kg钛白粉、5g炭黑、0.5kg消光粉、0.05kgUV-360Ciba公司销售一种羟苯基苯并三唑类紫外吸收剂、0.35kg热稳定剂(硬脂酸钡)分别加入到高速搅拌的N，N-二甲基乙酰胺中分散成均匀白色浆料A。在高速分散机中加入20kg N，N-二甲基乙酰胺，温度升至75℃后，将20kg聚氟乙烯树脂、1.5kg钛白粉分别加入到高速搅拌的N，N-二甲基乙酰胺中分散成均匀白色浆料B。

浆料分别通过计量泵输送至双螺杆挤出机料斗，经过装配熔体分配器的共挤模头，在50℃冷毂上铸片得到厚片。厚片在75℃下拉伸辊中进行纵向拉伸，拉伸倍率为3倍，再在100℃下进行横向拉伸，拉伸倍率为3倍，然后经过160℃热定型，最后经过电晕、分切、收卷制成厚度为30um的灰白色ABA型三层共挤聚氟乙烯薄膜。

对比实施例1

在高速分散机中加入45kgγ-丁内酯，温度升至80℃后，将30kg聚氟乙烯树脂、4.5kg钛白粉，0.6kg增塑剂邻苯二甲酸二甲酯(DMP)分别加入到高速搅拌的γ-丁内酯中分散成均匀白色浆料。

浆料通过计量泵输送至双螺杆挤出机料斗，经过单层模头，在50℃冷毂上铸片得到厚片。厚片先在80℃下拉伸辊中进行纵向拉伸，拉伸倍率为3倍，再在120℃下进行横向拉伸，拉伸倍率为3倍，然后经过170℃热定型，最后经过电晕、分切、收卷制成厚度为30um的白色聚氟乙烯薄膜。

表1、薄膜性能比较

由表1可知，本发明提供三层共挤聚氟乙烯薄膜相比单层聚氟乙烯薄膜，不仅具有明显优异的老化性能，而且薄膜在光泽和颜色上可以更多样化，也更均匀。

Claims

1.一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按重量计，将20～50份聚氟乙烯树脂、40～70份潜溶剂、0～15份填料和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A，所述助剂为热稳定剂和光稳定剂中的一种或两种；

(3)将浆料A加入到第一挤出机、浆料B加入到第二挤出机，第一挤出机和第二挤出机与三层共挤出模头连接，浆料A和浆料B按顺序通过三层共挤出模头形成ABA三层流延铸片，再经冷毂冷却定型后得到ABA型三层共挤聚氟乙烯厚片；

2.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂、6～12份填料和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A；所述步骤(2)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂和6～12份填料于40～100℃下分散混合成均匀浆料B；所述ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜为白色的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。

3.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂、50～65份潜溶剂和0.5～3份助剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料A；所述步骤(2)中，按重量计，将25～40份聚氟乙烯树脂和50～65份潜溶剂于40～100℃下分散混合成均匀浆料B；所述ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜为透明的ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜。

4.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述潜溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二甲酯和异氟尔酮中的一种、两种或三种以上组合；所述填料选自钛白粉、白炭黑、碳酸钙和炭黑中的一种、两种或三种以上组合。

5.按照权利要求4所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述热稳定剂选自环氧树脂、有机锡类和金属皂类中的一种、两种或三种，所述光稳定剂为紫外吸收剂或受阻胺类，所述紫外吸收剂选自二苯甲酮类、三嗪类和苯并三氮唑类中的一种、两种或三种。

6.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述浆料A和浆料B采用高速分散机分散混合，分散速度为800～1500转/分，分散温度为40℃～100℃。

7.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于按重量计，所述浆料A与浆料B的重量配比为10～50:50～90。

8.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述第一挤出机和第二挤出机的温度为150～220℃，冷毂温度为30℃～100℃。

9.按照权利要求1所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中，ABA型三层共挤聚氟乙烯厚片先经纵向拉伸得到纵向拉伸薄膜，纵向拉伸温度为70℃～120℃，纵向拉伸倍率为2～8倍；纵向拉伸薄膜再经横向拉伸得到ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜，横向拉伸温度为80℃～150℃，横向拉伸倍率为2～8倍。

10.按照权利要求9所述的三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述ABA型三层共挤出聚氟乙烯薄膜经脱挥、热定型和电晕处理，所述脱挥温度为120℃～160℃，热定型温度为160～190℃。