CN106947206B - 一种高表面张力薄膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种高表面张力薄膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种高表面张力薄膜材料及其制备方法，包括以下质量份数制成：聚酰胺80‑100份、纳米二氧化硅5‑15份、马来酸酐10‑25份、异辛醇磷酸酯2‑4份、甲基丙烯酸三氟乙酯1‑3份、聚酯多元醇3‑4份、二甲基甲酰胺2‑6份、过氧化苯甲酰0.5‑1份、二甲苯0‑10份、BKY表面助剂3‑7份、分散剂2‑5份、抗氧剂0.5‑1份，通过混合、加热、螺杆挤出等步骤制成，制得的薄膜材料具有优异的耐酸碱、耐高温、耐候、抗老化等性能，降低了收缩率，提高了薄膜表面张力，经电晕处理后电晕面可达71达因，非电晕面可达56达因。

Description

一种高表面张力薄膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜表面处理技术领域，具体涉及一种高表面张力薄膜材料及其制备方法。
背景技术
为了使印刷油墨和复合用胶黏剂在塑料薄膜表面具有良好的润湿性和黏合性，就会要求薄膜的表面张力应达到一定的标准，否则就会影响油墨和胶黏剂在其表面的附着力和黏合性，从而影响印刷品和复合产品的质量。而大多数塑料薄膜包装材料的分子结构中基本没有极性基团或只带有弱极性基团，临界表面张力小，惰性较强，是典型的非极性高分子材料，镀铝层，油墨对其表面的润湿性和亲和性差，两者分子间作用力非常弱。
一般来说，塑料薄膜在印刷或者复合之前都必须经过表面处理以提高其表面张力，并能够顺利地进行印刷和复合。目前我们常用的都是通过对薄膜表面进行电晕处理的方法来提高其表面张力，但是这样处理后的牢度差，不能保持长久，另外，现有膜卷的非电晕面表面张力偏低，不能满足市场对非电晕面表面张力的要求，且随着时间的推移，放置环境的不同，表面张力衰减较快，影响使用，所以薄膜表面张力弱、持久性差等是现下包装薄膜生产企业急需解决的问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种高表面张力薄膜材料及其制备方法，通过混合、加热、螺杆挤出等步骤制成，制得的薄膜材料具有优异的耐酸碱、耐高温、耐候、抗老化等性能，降低了收缩率，提高了薄膜表面张力，经电晕处理后电晕面可达71达因，非电晕面可达56达因。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺80-100份、纳米二氧化硅5-15份、马来酸酐10-25份、异辛醇磷酸酯2-4份、甲基丙烯酸三氟乙酯1-3份、聚酯多元醇3-4份、二甲基甲酰胺2-6份、过氧化苯甲酰0.5-1份、二甲苯0-10份、BKY表面助剂3-7份、分散剂2-5份、抗氧剂0.5-1份
优选的，高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺90-100份、纳米二氧化硅10-15份、马来酸酐20-25份、异辛醇磷酸酯3-4份、甲基丙烯酸三氟乙酯2-3份、聚酯多元醇3.5-4份、二甲基甲酰胺5-6份、过氧化苯甲酰0.6-1份、二甲苯0-5份、BKY表面助剂4-7份、分散剂4-5份、抗氧剂0.8-1份。
优选的，所述BKY表面助剂为质量比为1:1-3:1-2的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物。
优选的，所述分散剂为质量比1:2-4的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168 或两者的组合物。
优选的，高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温30-40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先进行预热，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在105-115℃条件下搅拌共混20-25min，然后升温至125℃条件下搅拌共混5-15min，再降温至70-90℃条件下搅拌共混1-2h。
优选的，步骤2）中预热具体为温度140-160℃，时间10-15min。
优选的，步骤2）种螺杆转速为25-28r/min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过混合、加热、螺杆挤出等步骤制成，通过马来酸酐、纳米二氧化硅对聚酰胺进行接枝改性，同时在聚酰胺表面通过反应添加极性基团，在保证薄膜流平效果的条件下，制得的薄膜材料具有优异的耐酸碱、耐高温、耐候、抗老化等性能，降低了收缩率，提高了薄膜表面张力，经电晕处理后电晕面可达71达因，非电晕面可达56达因（以上数据为本发明实施例制得的产品经测试所得平均值）。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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1：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺85份、纳米二氧化硅10份、马来酸酐15份、异辛醇磷酸酯4份、甲基丙烯酸三氟乙酯1.5份、聚酯多元醇3.5份、二甲基甲酰胺4份、过氧化苯甲酰0.8份、二甲苯8份、BKY表面助剂4份、分散剂4份、抗氧剂0.8份。
BKY表面助剂为质量比为1:1:1.5的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:2.5的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温35min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至145℃，搅拌12min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为25r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在105℃条件下搅拌共混25min，然后升温至125℃条件下搅拌共混5min，再降温至75℃条件下搅拌共混1.5h。
实施例2：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺95份、纳米二氧化硅12份、马来酸酐10份、异辛醇磷酸酯4份、甲基丙烯酸三氟乙酯2份、聚酯多元醇3.2份、二甲基甲酰胺2份、过氧化苯甲酰1份、二甲苯10份、BKY表面助剂5份、分散剂2份、抗氧剂1份。
BKY表面助剂为质量比为1:3:2的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:3的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至150℃，搅拌15min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为28r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在110℃条件下搅拌共混25min，然后升温至125℃条件下搅拌共混10min，再降温至90℃条件下搅拌共混1h。
实施例3：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺90份、纳米二氧化硅15份、马来酸酐20份、异辛醇磷酸酯3份、甲基丙烯酸三氟乙酯2份、聚酯多元醇3.5份、二甲基甲酰胺6份、过氧化苯甲酰0.5份、二甲苯5份、BKY表面助剂6份、分散剂3份、抗氧剂0.5份。
BKY表面助剂为质量比为1:3:2的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:3的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂168。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温35min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至155℃，搅拌10min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为26r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在110℃条件下搅拌共混20min，然后升温至125℃条件下搅拌共混10min，再降温至85℃条件下搅拌共混1h。
实施例4：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺100份、纳米二氧化硅5份、马来酸酐20份、异辛醇磷酸酯3.5份、甲基丙烯酸三氟乙酯2.5份、聚酯多元醇4份、二甲基甲酰胺5份、过氧化苯甲酰0.6份、二甲苯3份、BKY表面助剂6份、分散剂5份、抗氧剂0.5份。
BKY表面助剂为质量比为1:2:1的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:4的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168 的组合物。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温35min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至160℃，搅拌10min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为27r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在115℃条件下搅拌共混20min，然后升温至125℃条件下搅拌共混15min，再降温至85℃条件下搅拌共混1.5h。
实施例5：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺80份、纳米二氧化硅8份、马来酸酐25份、异辛醇磷酸酯2份、甲基丙烯酸三氟乙酯3份、聚酯多元醇4份、二甲基甲酰胺4份、过氧化苯甲酰0.5份、二甲苯6份、BKY表面助剂7份、分散剂5份、抗氧剂0.5份。
BKY表面助剂为质量比为1:2.5:1的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:4的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168 的组合物。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至160℃，搅拌15min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为26r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在105℃条件下搅拌共混20min，然后升温至125℃条件下搅拌共混15min，再降温至80℃条件下搅拌共混2h。
实施例6：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺90份、纳米二氧化硅10份、马来酸酐15份、异辛醇磷酸酯2.5份、甲基丙烯酸三氟乙酯2份、聚酯多元醇3份、二甲基甲酰胺5份、过氧化苯甲酰0.8份、二甲苯0份、BKY表面助剂3份、分散剂4份、抗氧剂0.8份。
BKY表面助剂为质量比为1:1.5:2的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:2的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168 的组合物。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至1550℃，搅拌12min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为27r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在105℃条件下搅拌共混20min，然后升温至125℃条件下搅拌共混5min，再降温至70℃条件下搅拌共混2h。
实施例7：
一种高表面张力薄膜材料，包括以下质量份数制成：聚酰胺95份、纳米二氧化硅15份、马来酸酐20份、异辛醇磷酸酯3份、甲基丙烯酸三氟乙酯1份、聚酯多元醇3份、二甲基甲酰胺3份、过氧化苯甲酰1份、二甲苯5份、BKY表面助剂5份、分散剂3份、抗氧剂1份。
BKY表面助剂为质量比为1:2:1.5的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物；分散剂为质量比1:3的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168 的组合物。
高表面张力薄膜材料的制备方法，步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先加热至140℃，搅拌12min，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料，其中螺杆转速为28r/min；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在110℃条件下搅拌共混25min，然后升温至125℃条件下搅拌共混15min，再降温至80℃条件下搅拌共混1.5h。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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精神和范围。

Claims (7)

1.一种高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下质量份数制成：聚酰胺80-100份、纳米二氧化硅5-15份、马来酸酐10-25份、异辛醇磷酸酯2-4份、甲基丙烯酸三氟乙酯1-3份、聚酯多元醇3-4份、二甲基甲酰胺2-6份、过氧化苯甲酰0.5-1份、二甲苯0-10份、BKY表面助剂3-7份、分散剂2-5份、抗氧剂0.5-1份；
具体制备方法包括步骤如下：
（1）按重量粉称取原料，将甲基丙烯酸三氟乙酯、聚酯多元醇加热至85℃搅拌保温30-40min得混料一备用；
（2）将聚酰胺送入高速混合机中，先进行预热，然后将马来酸酐、纳米二氧化硅、二甲基甲酰胺、过氧化苯甲酰、2/3用量的分散剂、抗氧剂加入其中，混合均匀后通过双螺杆挤出机进行反应挤出，得接枝改性混料；
（3）将接枝改性混料与异辛醇磷酸酯、混料一、BKY表面助剂、剩余1/3用量的分散剂、二甲苯共混，在105-115℃条件下搅拌共混20-25min，然后升温至125℃条件下搅拌共混5-15min，再降温至70-90℃条件下搅拌共混1-2h。
2.根据权利要求1所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下质量份数制成：聚酰胺90-100份、纳米二氧化硅10-15份、马来酸酐20-25份、异辛醇磷酸酯3-4份、甲基丙烯酸三氟乙酯2-3份、聚酯多元醇3.5-4份、二甲基甲酰胺5-6份、过氧化苯甲酰0.6-1份、二甲苯0-5份、BKY表面助剂4-7份、分散剂4-5份、抗氧剂0.8-1份。
3.根据权利要求1或2所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述BKY表面助剂为质量比为1:1-3:1-2的BKY380、BKY3560、DISPERBYK-166的组合物。
4.根据权利要求1或2所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为质量比1:2-4的2-氨基-2-甲基-1-丙醇和聚乙二醇的组合物。
5.根据权利要求1或2所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168 或两者的组合物。
6.根据权利要求1或2所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中预热具体为温度140-160℃，时间10-15min。
7.根据权利要求1或2所述的高表面张力薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）种螺杆转速为25-28r/min。
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