CN108034206A - 一种高表面张力膜及其制备方法 - Google Patents

一种高表面张力膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例示出一种高表面张力膜及其制备方法，首先通过酯化反应得到预聚物，将所得预聚物通过聚合得到聚酯，将所得聚酯与无机盐和云母粉按一定质量比例混合，分散搅拌，得到原料的混合物，将混合后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，然后进行铸片，铸片后首先进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜，在将制成的薄膜进行切边，收卷。其中，云母粉由于粒度小，比表面积大，具有高能表面能，能均匀分散于聚酯中，增加薄膜的表面张力，蒸镀材料不脱落，并且云母粉附着力强和粘结能力强，通过云母粉较强的粘结能力，使原料聚酯，无机盐能够与云母粉很好的黏连在一起，使原料能够充分融合在一起。

Description

一种高表面张力膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及薄膜制备技术领域，尤其涉及一种高表面张力膜及其制备方法。
背景技术
薄膜在包装领域中有着十分广泛的应用，而且随着市场的不断扩展，薄膜生产和使用向高速度、高品质和自动化方向发展。为了使印刷油墨和复合用胶黏剂在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，因此如何提高薄膜的表面张力成了困扰行业的一个共性问题。
现有技术通过对薄膜表面进行电晕处理的方法来提高其表面张力，通常采用电晕机进行处理。电晕机由预热辊、电晕处理辊(橡胶材质)、压辊、电极、电晕发生器(高压)以及抽臭氧设备(含抽风机、风管和风门)等组成。电晕机施加高频高压电，使其电晕放电，产生细小密集的紫蓝色火花，空气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下，加速冲击处理装置内的薄膜，能诱发薄膜表面分子的化学键断裂而降解，增大表面粗糙度，提高薄膜表面张力。
但是采用电晕机处理后的薄膜表面张力最高只能做到38dyn/cm，如果想以加大处理功率来获得更高表面张力的话，可能会造成电压、电流过载而损坏设备，并且电晕处理后的薄膜表面张力不能长久保持，一段时间后薄膜的表面张力就会减弱，而且薄膜牢度差，影响产品的质量。
发明内容
本申请实施例示出一种高表面张力膜及其制备方法，用于解决薄膜的表面张力低的问题。
本申请实施例第一方面示出了一种高表面张力膜，包括以下组分：聚酯，无机盐和云母粉；
所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5。
可选地，所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.5：0.5。
本申请实施例第二方面提供了一种高表面张力膜制备方法，所述方法能够显著提高薄膜的表面张力，包括以下步骤：
酯化反应：以二元酸与二元醇作为单体原料，加入催化剂，在反应温度为230～300℃,反应压力为0.1MPa-0.5MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物；
聚合反应：将上述得到的预聚物在反应温度为260～290℃，反应压力为300-1000Pa的条件下进行聚合反应，得到聚酯；
分散搅拌：将上述聚酯与无机盐和云母粉按质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5进行混合，在分散反应釜中进行常温分散搅拌，分散粒径为5-25μm；
双螺杆挤出：将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化；
铸片：将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为20-30℃，第二冷鼓铸片温度为30-45℃，将原料铸成规格的片材；
纵向拉伸：设定纵向拉伸机预热区温度为65-70℃，拉伸区温度为70-85℃，定型区温度为200-210℃，冷却区温度为20-45℃，拉伸倍率为1.01-1.2，冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸；
横向拉伸：设定横向拉伸机预热区温度为90-105℃，拉伸区温度为115-125℃，定型区温度为225-245℃，冷却区温度为40-65℃，拉伸倍率为3-4.5，纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜；
可选地，所述分散搅拌步骤，所述无机盐为氯化钠和氯化钙中的一种或两种。
可选地，所述酯化反应步骤，所述二元酸是选自8至14个碳原子的芳香族二元酸。
可选地，所述酯化反应步骤，所述二元醇为乙二醇、三甘醇、丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、1,2环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、四甲基环丁烷二醇或异山梨醇中的一种或几种。
可选地，所述分散搅拌步骤，所述分散反应釜的分散叶轮为盘式叶轮。
本申请实施例第一方面示出一种高表面张力膜，包括以下组分：聚酯，无机盐和云母粉；本申请实施例第二方面示出一种高表面张力膜制备方法，首先通过酯化反应得到预聚物，将所得预聚物通过聚合得到聚酯，将所得聚酯与无机盐和云母粉按一定质量比例混合，分散搅拌，得到原料的混合物，将混合后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，然后进行铸片，铸片后首先进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜，在将制成的薄膜进行切边，收卷。其中，聚酯主要起成膜作用，用于粘附无机盐和云母粉。云母粉可以均匀地分散于聚酯中，且随着云母粉的粒度变细，比表面积增大，云母粉与聚酯之间接触界面增大，从而提高云母粉在聚酯中的分散均匀性。云母粉由于粒度小，比表面积大，具有高能表面能，能均匀分散于聚酯中，增加薄膜的表面张力，蒸镀材料不脱落，并且云母粉附着力强和粘结能力强，通过云母粉较强的粘结能力，使原料聚酯，无机盐能够与云母粉很好的黏连在一起，使原料能够充分融合在一起，无机盐作为抗静电剂，避免薄膜产生静电积累，抑制薄膜吸附尘埃，增加其透明性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一优选实施例示出的一种高表面张膜制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本申请实施例第一方面示出了一种高表面张力膜，包括以下组分：聚酯，无机盐和云母粉；
所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5。
可选地，所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.5：0.5。
参阅图一，本申请实施例第二方面示出了一种高表面张力膜制备方法，包括以下步骤：
S1酯化反应：以二元酸与二元醇作为单体原料，加入催化剂，在反应温度为230～300℃,反应压力为0.1MPa-0.5MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物；
S2聚合反应：将上述得到的预聚物在反应温度为260～290℃，反应压力为300-1000Pa的条件下进行聚合反应，得到聚酯；
S3分散搅拌：将上述聚酯与无机盐和云母粉按质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5进行混合，在分散反应釜中进行常温分散搅拌，分散粒径为5-25μm；
S4双螺杆挤出：将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化；
S5铸片：将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为20-30℃，第二冷鼓铸片温度为30-45℃，将原料铸成规格的片材；
S6纵向拉伸：设定纵向拉伸机预热区温度为65-70℃，拉伸区温度为70-85℃，定型区温度为200-210℃，冷却区温度为20-45℃，拉伸倍率为1.01-1.2，冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸；
S7横向拉伸：设定横向拉伸机预热区温度为90-105℃，拉伸区温度为115-125℃，定型区温度为225-245℃，冷却区温度为40-65℃，拉伸倍率为3-4.5，纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜；
其中，聚酯在原料中主要起成膜作用，用于粘附云母粉华为无机盐，并且聚酯薄膜通常为无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好，是常用的阻透性复合薄膜基材之一。
云母粉可以均匀地分散于聚酯中，且随着云母粉的粒度变细，比表面积增大，云母粉与聚酯之间接触界面增大，从而提高云母粉在聚酯中的分散均匀性。云母粉由于粒度小，比表面积大，具有高能表面能，能均匀分散于聚酯中，增加薄膜的表面张力。使薄膜在后续蒸镀过程中，蒸镀材料不脱落；并且云母粉附着力强和粘结能力强，通过云母粉较强的粘结能力，使原料聚酯，无机盐能够与云母粉很好的黏连在一起，原料能够充分融合在一起。云母粉的阻隔性能强，使薄膜可以对水和其它腐蚀性物质进行强烈阻隔；云母粉可以改善薄膜的一系列物理机械性能，提高薄膜的硬度和机械强度，增加薄膜的抗磨性能，提高薄膜的牢度。
无机盐可作为抗静电剂，避免薄膜产生静电积累，抑制薄膜吸附尘埃，增加其透明性，提高薄膜的质量。
分散粒径为5-25μm，混合分散后的粒径过小，达不到薄膜表面张力大的效果；混合分散后的粒径过大，薄膜表面的光泽度不够。
可选地，所述S3分散搅拌步骤，所述无机盐为氯化钠和氯化钙中的一种或两种。
可选地，所述S1酯化反应步骤，所述二元酸是选自8至14个碳原子的芳香族二元酸。
可选地，所述S1酯化反应步骤，所述二元醇为乙二醇、三甘醇、丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、1,2环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、四甲基环丁烷二醇或异山梨醇中的一种或几种。
可选地，所述S3分散搅拌步骤，所述分散反应釜的分散叶轮为盘式叶轮。盘式叶轮能够使原料搅拌的更充分，原料的分散效果更好，能够使云母粉充分的分散于聚酯中。
本申请实施例第一方面示出一种高表面张力膜，包括以下组分：聚酯，无机盐和云母粉；本申请实施例第二方面示出一种高表面张力膜制备方法，首先通过酯化反应得到预聚物，将所得预聚物通过聚合得到聚酯，将所得聚酯与无机盐和云母粉按一定质量比例混合，分散搅拌，得到原料的混合物，将混合后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，然后进行铸片，铸片后首先进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜，在将制成的薄膜进行切边，收卷。其中，聚酯主要起成膜作用，用于粘附无机盐和云母粉。云母粉可以均匀地分散于聚酯中，且随着云母粉的粒度变细，比表面积增大，云母粉与聚酯之间接触界面增大，从而提高云母粉在聚酯中的分散均匀性。云母粉由于粒度小，比表面积大，具有高能表面能，能均匀分散于聚酯中，增加薄膜的表面张力，蒸镀材料不脱落，并且云母粉附着力强和粘结能力强，通过云母粉较强的粘结能力，使原料聚酯，无机盐能够与云母粉很好的黏连在一起，使原料能够充分融合在一起，无机盐作为抗静电剂，避免薄膜产生静电积累，抑制薄膜吸附尘埃，增加其透明性。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高表面张力膜及其制备方法进行详细的说明，但不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
取对苯二甲酸与乙二醇作为酯化反应的单体，加入催化剂，在反应温度为250℃,反应压力为0.3MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物对苯二甲酸乙二酯。将预聚物对苯二甲酸乙二酯在反应温度270℃，反应压力500Pa的条件下进行聚合反应，得到聚对苯二甲酸乙二酯。称取聚对苯二甲酸乙二酯100kg，无机盐0.3kg,云母粉0.3kg进行混合，混合后在分散釜中进行常温分散搅拌，使分散粒径达到20μm左右，将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为30℃，第二冷鼓铸片温度为45℃，将原料铸成规格的片材；冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，纵向拉伸机预热区温度为65℃，拉伸区温度为70℃，定型区温度为200℃，冷却区温度为30℃，拉伸倍率为1.2；纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，预热区温度为90℃，拉伸区温度为115℃，定型区温度为225℃，冷却区温度为40℃，拉伸倍率为3.5，制成薄膜；
利用舒曼达因笔测试工具，对上述制成的薄膜进行表面张力的测定，实施例1所得薄膜的表面张力为40dyn/cm。
实施例2
取对苯二甲酸与乙二醇作为酯化反应的单体，加入催化剂，在反应温度为250℃,反应压力为0.3MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物对苯二甲酸乙二酯。将预聚物对苯二甲酸乙二酯在反应温度270℃，反应压力500Pa的条件下进行聚合反应，得到聚对苯二甲酸乙二酯。称取聚对苯二甲酸乙二酯100kg，无机盐0.4kg,云母粉0.4kg进行混合，混合后在分散釜中进行常温分散搅拌，使分散粒径达到20μm左右，将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为30℃，第二冷鼓铸片温度为45℃，将原料铸成规格的片材；冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，纵向拉伸机预热区温度为65℃，拉伸区温度为70℃，定型区温度为200℃，冷却区温度为30℃，拉伸倍率为1.2；纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，预热区温度为90℃，拉伸区温度为115℃，定型区温度为225℃，冷却区温度为40℃，拉伸倍率为3.5，制成薄膜；
利用舒曼达因笔测试工具，对上述制成的薄膜进行表面张力的测定，实施例2所得薄膜的表面张力为41dyn/cm。
实施例3
取对苯二甲酸与乙二醇作为酯化反应的单体，加入催化剂，在反应温度为250℃,反应压力为0.3MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物对苯二甲酸乙二酯。将预聚物对苯二甲酸乙二酯在反应温度270℃，反应压力500Pa的条件下进行聚合反应，得到聚对苯二甲酸乙二酯。称取聚对苯二甲酸乙二酯100kg，无机盐0.5kg,云母粉0.5kg进行混合，混合后在分散釜中进行常温分散搅拌，使分散粒径达到20μm左右，将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化，将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为30℃，第二冷鼓铸片温度为45℃，将原料铸成规格的片材；冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸，纵向拉伸机预热区温度为65℃，拉伸区温度为70℃，定型区温度为200℃，冷却区温度为30℃，拉伸倍率为1.2；纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，预热区温度为90℃，拉伸区温度为115℃，定型区温度为225℃，冷却区温度为40℃，拉伸倍率为3.5，制成薄膜；
利用舒曼达因笔测试工具，对上述制成的薄膜进行表面张力的测定，实施例3所得薄膜的表面张力为43dyn/cm。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种高表面张力膜，其特征在于，包括以下组分：聚酯，无机盐和云母粉；所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5。
2.根据权利要求1所述的高表面张力膜，其特征在于，所述聚酯，所述无机盐和所述云母粉的质量比为100：0.5：0.5。
3.一种高表面张力膜制备方法，制备如权利要求1或2所述的高表面张力膜，其特征在于，包括以下步骤：
酯化反应：以二元酸与二元醇作为单体原料，加入催化剂，在反应温度为230～300℃,反应压力为0.1MPa-0.5MPa的条件下进行酯化反应得到预聚物；
聚合反应：将上述得到的预聚物在反应温度为260～290℃，反应压力为300-1000Pa的条件下进行聚合反应，得到聚酯；
分散搅拌：将上述聚酯与无机盐和云母粉按质量比为100：0.3-0.5：0.3-0.5进行混合，在分散反应釜中进行常温分散搅拌，分散粒径为5-25μm；
双螺杆挤出：将上述混合分散后的原料经过双螺旋杆挤出机熔融塑化；
铸片：将上述挤出的熔体经过齿轮泵进入铸片机铸片，控制第一冷鼓铸片温度为20-30℃，第二冷鼓铸片温度为30-45℃，将原料铸成规格的片材；
纵向拉伸：设定纵向拉伸机预热区温度为65-70℃，拉伸区温度为70-85℃，定型区温度为200-210℃，冷却区温度为20-45℃，拉伸倍率为1.01-1.2，冷鼓出来的厚片进入纵向拉伸机进行纵向拉伸；
横向拉伸：设定横向拉伸机预热区温度为90-105℃，拉伸区温度为115-125℃，定型区温度为225-245℃，冷却区温度为40-65℃，拉伸倍率为3-4.5，纵向拉伸后在进入横向拉伸机进行横向拉伸，制成薄膜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散搅拌步骤，所述无机盐为氯化钠和氯化钙中的一种或两种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酯化反应步骤，所述二元酸是选自8至14个碳原子的芳香族二元酸。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酯化反应步骤，所述二元醇为乙二醇、三甘醇、丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、1,2环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、四甲基环丁烷二醇或异山梨醇中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分散搅拌步骤，所述分散反应釜的分散叶轮为盘式叶轮。
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