CN107722322B - 一种耐高温薄膜及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温薄膜，包括：主层，主层由低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维、茂金属催化剂构成；填料层，所述填料层设置在主层与涂层之间，所述填料层为碳化硼、碳化硅、白云石粉末、铝粉中的一种或两种的组合；涂层，涂层由溴代二酚基丙烷、聚二甲基硅氧烷、催化剂、水、二甲苯、丁醇构成，所述催化剂为磷酸钠、盐酸或者多元金属羧酸盐中的一种。该耐高温薄膜不仅具有优异的物理、化学性能，同时具有良好的耐温性能以及抗撕裂性能。

Description

一种耐高温薄膜及其生产工艺
技术领域
本发明涉及塑料薄膜领域，具体涉及到一种耐高温薄膜及其生产工艺。
背景技术
塑料薄膜常用于包装，适用于食品、药品、农业、工业以及航天航空等各个领域，通常采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成，塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大，特别是复合塑料软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，其中又以食品包装所占比例最大，比如饮料包装、速冻食品包装、蒸煮食品包装、快餐食品包装等，这些产品都给人们生活带来了极大的便利，国内塑料制品行业也处于快速发展阶段，2010～2011是塑料薄膜投资高峰期，也是产能释放期，薄膜总体产量保持两位数的增长速度，高端工嗯呢规模也在逐步国产化，电容膜、锂离子电池隔膜、光学膜等领域也开始快速发展，薄膜种类具有单层膜、复合膜以及共挤膜，单层薄膜的力学强度和表面硬度较低、易燃和耐热性差等缺点限制了它的使用范围，共挤膜市场较为广阔，其中，多层共挤技术就是直接采用3种以上的塑料粒子(或者塑料粉末)作为原料,通过几台挤出机分别使每种塑料熔融塑化后,进入同一个口模中(或者通过分配器,将各挤出机所供给的塑料汇合以后供入口模)，然后经过进一步加工处理,制得多层复合薄膜。
随着薄膜行业的发展，保护薄膜可应用于金属产品表面、电子产品表面、航空航天设备以及各种环境温度下，通常薄膜耐温效果较差，通常热变形温度在100～120℃之间，对于高温场合难以满足要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的问题是现有薄膜强度低、耐温性差，易变形，在高温环境下难以持续。
(二)技术方案
为解决所述技术问题，本发明提供一种耐高温薄膜，包括：
主层，所述主层由以下质量份的原料构成：20～30份低密度聚乙烯、25～35份超低密度聚乙烯、45～55份线性低密度聚乙烯、20～30份聚四氟乙烯、5～10份玻璃纤维、1～3份茂金属催化剂；
填料层，所述填料层设置在主层与涂层之间，所述填料层为碳化硼，其粒径分布范围为0.1～1mm，含量为主层重量的1～5％；
涂层，所述涂层由以下质量份的原料构成：20～40份溴代二酚基丙烷、60～80份聚二甲基硅氧烷、1～3份催化剂、120～160份水、60～80份二甲苯、5～10份丁醇，所述催化剂为磷酸钠、盐酸或者多元金属羧酸盐中的一种。
相对应的，本发明还提供了一种耐高温薄膜的生产工艺，具体包括以下步骤：
1)预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min；
2)预热完成之后，将聚四氟乙烯以及玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200～220℃，设置转速为600～650r/min，混合10～15min；
3)将高速混合机温度在5min内均匀降至80～90℃，然后投入低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯以及茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为380～450r/min；
4)混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料；
5)将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层；
6)利用油浴将容器内温度控制在60～80℃，将溴代二酚基丙烷、聚二甲基硅氧烷、催化剂、二甲苯以及丁醇投入容器内，然后加入水，进行水解反应，反应时间控制在60～70min，得到水解体；
7)将水解体进行缩聚反应，温度控制在90～110℃，时间控制在60～70min，得到涂料；
8)将碳化硼喷洒在薄膜主层表面，得到填料层；
9)将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为120～150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为120～150min，得到耐高温薄膜本体。
或者采用如下生产工艺：
1)预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min；
2)预热完成之后，将聚四氟乙烯以及玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200～220℃，设置转速为600～650r/min，混合10～15min；
3)将高速混合机温度在5min内均匀降至80～90℃，然后投入低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯以及茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为380～450r/min；
4)混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料；
5)将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层；
6)利用油浴将容器内温度控制在60～80℃，将碳化硼、溴代二酚基丙烷、聚二甲基硅氧烷、催化剂、二甲苯以及丁醇投入容器内，然后加入水，进行水解反应，反应时间控制在60～70min，得到水解体；
7)将水解体进行缩聚反应，温度控制在90～110℃，时间控制在60～70min，得到含填料的涂料；
8)将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为120～150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为120～150min，得到耐高温薄膜本体。
又或者采用如下生产工艺：
1)预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min；
2)预热完成之后，将碳化硼、聚四氟乙烯以及玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200～220℃，设置转速为600～650r/min，混合10～15min；
3)将高速混合机温度在5min内均匀降至80～90℃，然后投入低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯以及茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为380～450r/min；
4)混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料；
5)将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到含填料的薄膜主层；
6)利用油浴将容器内温度控制在60～80℃，将溴代二酚基丙烷、聚二甲基硅氧烷、催化剂、二甲苯以及丁醇投入容器内，然后加入水，进行水解反应，反应时间控制在60～70min，得到水解体；
7)将水解体进行缩聚反应，温度控制在90～110℃，时间控制在60～70min，得到涂料；
8)将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为120～150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为120～150min，得到耐高温薄膜本体。
(三)有益效果
(1)本发明提供的耐高温薄膜，主要包括薄膜主层、填料层以及涂层，薄膜主层作为主体结构，利用涂层大大提高薄膜的耐高温性能，同时掺入耐高温填料，在进一步提高耐温性能的同时，提供一定的防滑性能，适用于特定的工作环境，可在300度温度下不变形。
(2)本发明提供的耐高温薄膜，主层由低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维、茂金属催化剂构成，低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚四氟乙烯相互配合来提高整体的耐温性能，同时掺入茂金属催化剂以及玻璃纤维，提高整体抗撕裂性能，满足较恶劣环境下使用，填料层选用碳化硼，提高耐高温性能以及粘性，方便使用，同时涂层中溴代二酚基丙烷以及聚二甲基硅氧烷，大大提高坚韧性，将涂层喷涂在薄膜主层上，在提高耐热性的同时，对膜体进行了保护，同时提高了抗撕裂性能，难以磨损。
(3)本发明提供的耐高温薄膜的生产工艺，采用涂层技术，通过特定的温度以及各项数据的设置，来配合上述薄膜的成型，生产成本较低，满足市场需求。
附图说明
图1为本发明中耐高温薄膜的实施例1或2中示意图；
图2为本发明中耐高温薄膜的实施例3或4中示意图；
图3为本发明中耐高温薄膜的实施例5或6中示意图；
其中，1、主层2、填料层3、涂层。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1，本发明提供一种耐高温薄膜，包括：主层1，所述主层由以下质量份的原料构成：20～30份低密度聚乙烯、25～35份超低密度聚乙烯、45～55份线性低密度聚乙烯、20～30份聚四氟乙烯、5～10份玻璃纤维、1～3份茂金属催化剂；填料层2，所述填料层设置在主层与涂层之间，所述填料层为碳化硼，其粒径分布范围为0.1～1mm，含量为主层重量的1～5％；涂层3，所述涂层由以下质量份的原料构成：20～40份溴代二酚基丙烷、60～80份聚二甲基硅氧烷、1～3份催化剂、120～160份水、60～80份二甲苯、5～10份丁醇，所述催化剂为磷酸钠、盐酸或者多元金属羧酸盐中的一种。
其中，生产工艺根据填料层的分布方式主要分成三种，其一是填料为单独层，其二是填料层掺入涂层内，其三是填料层掺入主层内，下面根据具体实施例对三种方式进行进一步的阐述。
实施例1(填料单独层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将20份聚四氟乙烯以及5份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200℃，设置转速为620r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入20份低密度聚乙烯、25份超低密度聚乙烯、45份线性低密度聚乙烯以及1份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在60℃，将20份溴代二酚基丙烷、60份聚二甲基硅氧烷、1份多元金属羧酸盐、60份二甲苯以及5份丁醇投入容器内，然后加入120份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在90℃，时间控制在60min，得到涂料；接着将2份碳化硼粉末喷洒在薄膜主层表面，得到填料层；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
实施例2(填料单独层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将30份聚四氟乙烯以及10份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200℃，设置转速为620r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入30份低密度聚乙烯、35份超低密度聚乙烯、55份线性低密度聚乙烯以及3份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在60℃，将40份溴代二酚基丙烷、80份聚二甲基硅氧烷、3份多元金属羧酸盐、80份二甲苯以及10份丁醇投入容器内，然后加入160份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在90℃，时间控制在60min，得到涂料；接着将5份碳化硼喷洒在薄膜主层表面，得到填料层；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
实施例3(填料掺入涂层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将20份聚四氟乙烯以及5份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200℃，设置转速为620r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入20份低密度聚乙烯、25份超低密度聚乙烯、45份线性低密度聚乙烯以及1份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在70℃，将2份碳化硼、20份溴代二酚基丙烷、60份聚二甲基硅氧烷、1份多元金属羧酸盐、60份二甲苯以及5份丁醇投入容器内，然后加入120份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在100℃，时间控制在60min，得到含填料的涂料；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
实施例4(填料掺入涂层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将30份聚四氟乙烯以及10份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200℃，设置转速为620r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入30份低密度聚乙烯、35份超低密度聚乙烯、55份线性低密度聚乙烯以及3份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在70℃，将5份碳化硼、40份溴代二酚基丙烷、80份聚二甲基硅氧烷、3份多元金属羧酸盐、80份二甲苯以及10份丁醇投入容器内，然后加入160份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在100℃，时间控制在60min，得到涂料；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
实施例5(填料掺入主层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将2份碳化硼、20份聚四氟乙烯以及5份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至220℃，设置转速为650r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入20份低密度聚乙烯、25份超低密度聚乙烯、45份线性低密度聚乙烯以及1份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在70℃，将20份溴代二酚基丙烷、60份聚二甲基硅氧烷、1份多元金属羧酸盐、60份二甲苯以及5份丁醇投入容器内，然后加入120份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在100℃，时间控制在60min，得到涂料；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
实施例6(填料掺入主层)
首先，预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min，预热完成之后，将5份碳化硼、30份聚四氟乙烯以及10份玻璃纤维投入高速混合机内，加温至220℃，设置转速为650r/min，混合10～15min，将高速混合机温度在5min内均匀降至90℃，然后投入30份低密度聚乙烯、35份超低密度聚乙烯、55份线性低密度聚乙烯以及3份茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为450r/min，混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料，将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层，然后利用油浴将容器内温度控制在70℃，将40份溴代二酚基丙烷、80份聚二甲基硅氧烷、3份多元金属羧酸盐、80份二甲苯以及10份丁醇投入容器内，然后加入160份水，进行水解反应，反应时间控制在60min，得到水解体，将水解体进行缩聚反应，温度控制在100℃，时间控制在60min，得到涂料；最后，将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为150min，得到耐高温薄膜本体。
配合上述实施例，与市场上常见的聚乙烯薄膜进行比较，得出结果如下：
Figure GDA0004174010430000071
Figure GDA0004174010430000081
由表格结果可知，本发明的薄膜热变形温度以及抗撕裂强度均高于市面上常见的聚乙烯薄膜，同时，实施例5的抗撕裂强度以及热变形温度最高。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员
在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (1)

1.一种耐高温薄膜，包括：
主层，所述主层由以下质量份的原料构成：20～30份低密度聚乙烯、25～35份超低密度聚乙烯、45～55份线性低密度聚乙烯、20～30份聚四氟乙烯、5～10份玻璃纤维、1～3份茂金属催化剂；
填料层，所述填料层设置在主层与涂层之间，所述填料层为碳化硼，其粒径分布范围为0.1～1mm，含量为主层重量的1～5%；
涂层，所述涂层由以下质量份的原料构成：20～40份溴代二酚基丙烷、60～80份聚二甲基硅氧烷、1～3份催化剂、120～160份水、60～80份二甲苯、5～10份丁醇，所述催化剂为磷酸钠、盐酸或者多元金属羧酸盐中的一种；
所述耐高温薄膜的生产工艺，包括以下步骤：
1）预热高速混合机，预热温度为80℃，预热时间为5min；
2）预热完成之后，将聚四氟乙烯以及玻璃纤维投入高速混合机内，加温至200～220℃，
设置转速为600～650r/min，混合10～15min；
3）将高速混合机温度在5min内均匀降至80～90℃，然后投入低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯以及茂金属催化剂，并在该温度下混合15～30min，设置转速为380～450r/min；
4）混合完成之后利用螺杆挤出机挤出，造粒，得到耐高温母料；
5）将耐高温母料经薄膜挤出成型，得到薄膜主层；
6）利用油浴将容器内温度控制在60～80℃，将溴代二酚基丙烷、聚二甲基硅氧烷、催化剂、二甲苯以及丁醇投入容器内，然后加入水，进行水解反应，反应时间控制在60～70min，得到水解体；
7）将水解体进行缩聚反应，温度控制在90～110℃，时间控制在60～70min，得到涂料；
8）将碳化硼喷洒在薄膜主层表面，得到填料层；
9）将涂料均匀喷涂在薄膜主层表面，将填料层包覆，喷涂完成之后，在烘箱中进行预固化，预固化温度为80℃，预固化时间为120～150min，之后进行全固化，全固化温度为120℃，全固化时间为120～150min，得到耐高温薄膜本体。
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