CN106188930B - 一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜及其制备方法。本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，主要由特定质量份数的聚氯乙烯树脂、高分子增塑剂、稳定剂、填料制备得到；本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜具有优异的耐高温特性，受热收缩率低，聚氯乙烯薄膜的厚度偏差可控制在5微米内，通过两个厚度控制单元，可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法工艺简单，生产效率高，适于大规模生产。

Description

一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯薄膜技术领域，具体而言，涉及一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯薄膜组成包括聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂、填料、色料，可采用高温压延或高温流延等加工工艺制成，由于具有良好的绝缘、阻燃特性，较高的拉伸强度、延展性能优异等特点，可做为基材用于制备聚氯乙烯胶带、标签等，广泛用于包装、工业上的绝缘保护用途，尤其适用于制作包复和捆扎电缆束的电气胶粘带。
中国专利申请号201610073413.1一种新型耐高温聚氯乙烯胶带的制造方法，该专利叙述了一种耐高温聚氯乙烯胶带的制造方法，重点说明了丙烯酸型UV固化压敏胶的配方设计、特点、涂布工艺等，并大致说明了聚氯乙烯薄膜的大致组成，采用此方法生产的聚氯乙烯胶带具有低气味、低VOC、耐高温的特点。但该专利没有对聚氯乙烯薄膜的制造工艺进行详细的说明。由于热熔压敏胶在120-160度加热熔融后涂布于聚氯乙烯薄膜表面，聚氯乙烯薄膜的耐高温特性直接影响到涂布的效果，普通型聚氯乙烯薄膜由于耐温性能差，涂布热熔压敏胶后容易出现收缩、孔洞等缺陷，并且由于邻苯二甲酸酯类增塑剂的迁移导致胶粘剂内聚力的降低，出现溢胶、凸卷等问题。传统的聚氯乙烯薄膜采用高温压延的工艺制成，采用三辊或者四辊压延设备压延，厚度控制精度在10微米左右，在10微米左右的厚度偏差的聚氯乙烯薄膜可适用于溶剂型或者乳液型胶粘剂的涂布，但用于热熔压敏胶的涂布，无论采用夹缝式挤压、滚棒式或淋膜式涂布，都会由于热熔压敏胶的流动性差，导致热熔压敏胶与聚氯乙烯薄膜间掺杂气泡、胶粘剂厚度偏差大的问题，而出现冒卷、气泡的问题。传统的聚氯乙烯的压延设备采用导热油加热，导热油经过压延辊后进油端和出油端的温差可达3-5度，从而导致薄膜两侧厚度楔形分布，为了最低降低温差导致的影响一般压延设备做的聚氯乙烯薄膜宽度在1.5米以下，这很大程度的降低了生产效率。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，所述的适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜具有优异的耐高温特性，聚氯乙烯薄膜的厚度最大偏差可在5微米内，受热收缩率低，且由于两个厚度控制单元的使用可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。
本发明的第二目的在于提供一种所述的适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，该方法工艺简单，生产效率高，适于大规模生产。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，主要由以下质量份数的成分制备得到：
100份聚氯乙烯树脂、40-60份高分子增塑剂、2-6份稳定剂、10-25份填料；
优选地，主要由以下质量份数的成分制备得到：
100份聚氯乙烯树脂、45-55份高分子增塑剂、3-5份稳定剂、12-20份填料；
进一步优选地，主要由以下质量份数的成分制备得到：
100份聚氯乙烯树脂、49份高分子增塑剂、4份稳定剂、16份填料。
本发明提供了一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，主要由特定质量份数的聚氯乙烯树脂、高分子增塑剂、稳定剂、填料制备得到；本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜具有优异的耐高温特性，聚氯乙烯薄膜的厚度偏差可控制在5微米内，受热收缩率低，且通过两个厚度控制单元，可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。
优选地，所述聚氯乙烯树脂包括聚合度为1000-4000的聚氯乙烯树脂；优选包括聚合度为2000-4000的聚氯乙烯树脂；进一步优选包括聚合度为3000-4000的聚氯乙烯树脂。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜采用特定聚合度的聚氯乙烯树脂作为原料，由于存有高聚合度的聚氯乙烯树脂，制备时的压延温度达到190℃以上，高于普通型薄膜的压延温度5-10℃，可显著提高所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的耐高温性能。
优选地，所述高分子增塑剂包括液体高分子增塑剂和固体高分子增塑剂中的一种或多种。
进一步优选地，所述高分子增塑剂为复配型高分子增塑剂，包括液体高分子增塑剂中的一种或多种和固体高分子增塑剂中的一种或多种。
进一步优选地，所述液体高分子增塑剂包括己二酸乙二醇聚酯增塑剂和己二酸丙二醇聚酯增塑剂中的一种或两种；所述固体高分子增塑剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、丁腈橡胶粉(NBR)和氯化聚乙烯(CPE)中的一种或多种。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜采用特定用量和成分的增塑剂，能够有效避免在高温状况下增塑剂的迁移导致聚氯乙烯薄膜的变脆、易断问题，也增加了所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的耐温性能，且能够满足热熔压敏胶涂布后免于受到增塑剂迁移的影响。
优选地，所述稳定剂包括非铅类液体稳定剂和非铅类液体稳定剂中的一种或多种；优选包括钡锌稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡稳定剂中的一种或多种。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜采用特定用量和成分的稳定剂，能够保证聚氯乙烯薄膜在高温加工工艺或后续高温使用条件下保持稳定；采用非铅类的钡锌稳定剂、钙锌稳定剂、有机锡类稳定剂等皆为环保型热稳定剂，符合欧盟颁布的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(ROHS指令)的要求。
优选地，所述填料包括碳酸钙、高岭土中的一种或两种；优选包括高岭土；进一步优选包括2000目以上的煅烧高岭土。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜采用特定用量和成分的稳定剂，能够改善所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的机械加工性能，便于后续压延成膜及厚度控制，也能提高所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的强度，防止在后续涂布热熔压敏胶的过程中发生聚氯乙烯薄膜损坏。
优选地，所述适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的原料成分还包括色料。
优选地，所述色料的用量和成分根据实际需求确定，进一步优选地，所述色料包括采用上述增塑剂制备得到的色料。
上述的一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，采用压延设备制备适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
本发明采用压延设备采用特定成分及用量的原料制备成适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，工艺简单，生产效率高，适于大规模生产。
优选地，按比例将备原料经搅拌机混合，再依次经开炼机、挤出机、压延机后，将所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
进一步优选地，将所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
进一步优选地，所述压延机包括三辊或者四辊压延机。
优选地，本发明第一厚度控制单元和第二厚度控制单元分别主要由电脑控制的导热流体流量控制装置、温度控制装置、4-10根直径200-400mm镜面中空钢辊组成，其中每个镜面中空辊均分别设置导热流体的流量控制模块、温度控制模块，从而根据镜面中空辊导热流体流入端与流出端的温度差，由电脑形成反馈信号传输至导热流体的流量控制装置，调整导热流体的流量，从而将流体流入端和流出端的温差在1-2度范围内；且相邻镜面中空辊的导热流体的流向相反，从而相互弥补由于流入端和流出端的温差造成的薄膜的厚度变化。所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的厚度偏差可控制在5微米内，通过两个厚度控制单元，可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。
聚氯乙烯薄膜在收卷过程中均会产生一定的张力，而仅靠收卷轴与冷却系统之间速比导致的张力，可造成薄膜的冷却状态的拉伸，导致涂布胶粘剂过程后胶带产品容易出现收缩问题。本发明采用两个厚度控制单元，可有效的调整冷却系统与收卷轴间的张力差异，且通过将收卷系统加热在140-160℃范围内可有效调整聚氯乙烯薄膜在收卷前保持柔软性能，收卷后的聚氯乙烯薄膜产品没有气泡、内外张力均匀，可保证在涂布过程中整卷聚氯乙烯薄膜的张力一致，涂布胶带产品宽度也可保证一致的宽度，从而有效降低由于薄膜收缩导致的胶带产品冒卷问题。
优选地，所述压延设备的压延温度为190℃以上，优选为190-210℃，进一步优选为190-200℃。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜采用特定高聚合度的聚氯乙烯树脂作为原料，制备时的压延温度达到190℃以上，高于普通型薄膜的压延温度5-10℃，可显著提高所得适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的耐高温性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，主要由特定质量份数的聚氯乙烯树脂、复配型高分子增塑剂、稳定剂、填料制备得到；本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜具有优异的耐高温特性，受热收缩率低，聚氯乙烯薄膜的厚度偏差可控制在5微米内，通过两个厚度控制单元，可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法工艺简单，生产效率高，适于大规模生产。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过巿售购买获得的常规产品。
实施例1
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚合度为1000-2000的聚氯乙烯树脂、40份己二酸乙二醇聚酯、2份钡锌稳定剂、10份碳酸钙经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜，压延温度为190℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实施例2
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚合度为1000-2000的聚氯乙烯树脂、60份己二酸丙二醇聚酯、6份钙锌稳定剂、25份高岭土经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜，压延温度为195℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实施例3
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚聚合度为2000-3000的聚氯乙烯树脂、45份丁腈橡胶粉、3份有机锡稳定剂、12份高岭土、2份PVC专用绿色色母(生产商为东莞巿汉领塑胶有限公司)经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜压延温度为200℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实施例4
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚聚合度为2000-3000的聚氯乙烯树脂、55份氯化聚乙烯、5份钡锌稳定剂、20份碳酸钙、4份PVC专用蓝色色母(生产商为东莞巿汉领塑胶有限公司)经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜，压延温度为205℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实施例5
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚合度为3000-4000的聚氯乙烯树脂、24份己二酸乙二醇聚酯、25份乙烯-醋酸乙烯共聚物、4份钙锌稳定剂、16份2000目的煅烧高岭土经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜，压延温度为210℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实施例6
一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，以质量份数计，将100份聚合度为3000-4000的聚氯乙烯树脂、25份己二酸丙二醇聚酯、24份乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、4份有机锡稳定剂、16份2500目的煅烧高岭土经搅拌机搅拌混合均匀，所得混合物料经开炼机混炼，所得混炼胶料经挤出机挤出后通过压延机压延成膜，压延温度为210℃，得到一种聚氯乙烯薄膜；
所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、压花辊、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
实验例
将本发明实施例所得PVC薄膜进行尺寸测定及涂胶应用实验，其中厚度测定采用MiniTest 4100涂层测厚仪(ElektroPhysik公司)，配套高精度测厚基底进行测定，在每个PVC薄膜上分别随机测定30个点的厚度，取平均值，并计算标准差SD；对比例1采用巿售电工胶带用PVC压延膜(生产商为保定洪鑫革塑有限责任公司)；涂胶实验用胶采用巿售透明热熔压敏胶块1201(生产商为深圳巿宇兴环保热熔胶厂)，涂胶温度为160℃；所得结果如下：
表1本发明所得PVC薄膜尺寸及涂胶应用结果
实施例 平均厚度/mm 标准差(SD)/mm 最大宽度/米
实施例1 0.1 0.001 2.8
实施例2 0.12 0.001 2.8
实施例3 0.15 0.002 2.8
实施例4 0.18 0.002 2.8
实施例5 0.20 0.002 2.8
实施例6 0.30 0.002 2.8
对比例1 0.15 0.006 1.5
通过表1可以看出，本发明所得PVC薄膜相比于现有技术中的PVC薄膜，具有更低的厚度偏差，其最大厚度偏差在5微米之内，而对比例1所采用的PVC薄膜的最大厚度偏差为12微米；此外，本发明所得PVC薄膜具有优异的耐高温特性，受热收缩率低，相比之下，对比例1所采用的PVC薄膜的受热收缩率高，其宽度只能做到1.5m，而本发明PVC薄膜的宽度可以做到2.5m以上。
将热熔压敏胶分别在160℃下涂布在本发明实施例1-6所得PVC薄膜与对比例1所得PVC薄膜上，制备得到胶层厚度为20微米的软电气绝缘PVC胶带，具体方法是在热熔涂布机上采用夹缝式挤压、刮棒式或淋膜式涂布工艺完成的。将耐高温聚氯乙烯膜基材安装到放卷轴上，并引出至收卷轴。设定熔胶箱温度为130-140℃，涂布头温度为160℃，根据上胶的重量调整胶泵的转速和主机速度的比值。设定收卷张力和放卷张力，并打开冷却装置。调整主机速度，将涂布头慢慢靠至聚氯乙烯膜面，打开胶泵开关进行涂布，调整涂布头和基材之间的间隙距离，调整涂布机速度进行涂布，本发明所采用的热熔压敏胶的涂布量是10-35克/平方米。
对所得软电气绝缘PVC胶带进行检测，所得结果如表1所示，表1中的软电气绝缘PVC胶带的初粘、180°剥离强度和低速解卷强度分别按中国国家标准GB/T4852-1984、GB/T8451-1998、GB/T2792-1998和GB/T4850-1984的方法测定；温度稳定性的测试方法如下：以软电气绝缘PVC胶带缠绕线束后，在85℃下老化24小时，观测老化后线束是否边缘胶带翘起、胶带松脱、是否有胶液溢出，以胶带未翘起、未松脱、不溢胶为合格；柔软性测试方法：将缠绕在纸芯(外径为36mm、纸芯壁厚为3-4mm)的软电气绝缘PVC胶带(宽度为19-25mm)，长度至少为10米，经20±1℃，相对湿度50±5％RH处理24小时后，以15-20cm/秒的速度对软电气绝缘PVC胶带解卷，胶带均匀打开，无响声、无粘-滑跳动现象，判定为柔软性好；如果解卷跳动、有响声，判定为柔软性差。
表2采用本发明PVC薄膜制备得到的软电气绝缘PVC胶带测试结果
Figure BSA0000131460590000111
Figure BSA0000131460590000121
通过表1可以看出采用本发明PVC薄膜制备得到的软电气绝缘PVC胶带，具有优异的柔软性和温度稳定性好；相比之下，采用对比例1橡胶体系热熔压敏黏合剂制备得到的软电气绝缘PVC胶带，柔软性稍差，溢胶，快速解卷有响声。
本发明提供了一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜，主要由特定质量份数的聚氯乙烯树脂、复配型高分子增塑剂、稳定剂、填料制备得到；本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜具有优异的耐高温特性，受热收缩率低，聚氯乙烯薄膜的厚度偏差可控制在5微米内，通过两个厚度控制单元，可将聚氯乙烯薄膜的宽度做到2.5米以上。
本发明适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法工艺简单，生产效率高，适于大规模生产。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (4)

1.一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，
所述适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜由以下质量份数的成分制备得到：
100份聚氯乙烯树脂、40-60份高分子增塑剂、2-6份稳定剂、10-25份填料；
其中，所述聚氯乙烯树脂包括聚合度为2000-4000的聚氯乙烯树脂，所述聚氯乙烯薄膜由上述成分采用压延设备混合压延制备得到，所述压延温度为190℃以上，
其中所述制备包括在两个厚度控制单元中，使用电脑控制镜面中空钢辊中导热流体的流量，从而将流体流入端和流出端的温差控制在1-2度范围内，且相邻镜面中空辊的导热流体的流向相反，从而弥补由于所述流入端和所述流出端的温差造成的所述薄膜的厚度变化。
2.根据权利要求1所述的一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，按比例将各原料经搅拌机混合，再依次经开炼机、挤出机、压延机后，将所得聚氯乙烯膜依次进入第一厚度控制单元、冷却系统、第二厚度控制单元、收卷系统，得到一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述压延设备的压延温度为190-210℃。
4.根据权利要求3所述的一种适用于热熔压敏胶涂布的聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述压延设备的压延温度为190-200℃。
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