CN108714993A - 一种聚氯乙烯压延膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氯乙烯压延膜及其制备方法。该制备方法包括：1)将通用型聚氯乙烯树脂100份和消光型聚氯乙烯树脂1～30份的原料熔融混合，预塑化后，送到压延机进行压延，压延的步骤包括：i)将预塑化产品输送到压延机构，使预塑化产品通过压延辊，压延辊的温度为160～210℃，获得压延产品；ii)使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组和第二引离辊组，第一引离辊组的温度为20～50℃，第二引离辊组的温度为60～100℃；iii)将步骤ii)的产品输送到冷却机构，使用冷却辊组对产品进行冷却处理。该方法制备的聚氯乙烯压延膜具有较高的雾度。

Description

一种聚氯乙烯压延膜及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚氯乙烯压延膜及其制备方法。
背景技术
压延成型(calendering molding)是一种专用于热塑性塑料的一次成型技术，其基本成型原理是，先用各种塑炼设备将成型物料加热熔融塑化，然后使已塑化的熔体通过一系列相向旋转的辊筒间隙，使之经受挤压与延展作用成为平面状的连续塑性体，再经过冷却定型和适当的后处理即得到膜、片类塑料制品。
各种热塑性塑料原则上均可采用压延成型技术，目前用量最大的压延塑料品种是聚氯乙烯，其次是聚乙烯、聚丙烯、改性聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和醋酸纤维素等塑料。用压延技术制造的主要产品是薄膜、片材和人造革，例如厚度为0.05-0.5mm的软质聚氯乙烯薄膜、还例如厚度为0.3～0.7mm的硬质聚氯乙烯片材。
一个制备压延膜的方法可以包括：压延前的成型物料准备、压延成型和压延物的定型与后处理三个阶段。压延制品生产线也可由各种备料辅机、压延机和各种冷却定型与后处理辅机三部分组成。
备料辅机，可以包括配制与塑化物料和向压延机供料的料仓、料斗、计量器、开炼机、密炼机和塑化挤出机。
压延机可以包括多个相对运动的压延辊。物料可在两个辊筒之间的间隙内受到钳取力从而被引入辊。
压延机还可包括引离辊组，引离辊组的作用是从压延机辊筒上均匀而无皱折地剥离已成型的薄膜，同时对制品进行一定的拉伸。引离辊组可设置于压延机辊筒出料的前方，距离最后一个压延辊筒75～150ram，可为中空式，内部可通蒸汽加热。
压延机还可以包括冷却装置，冷却装置起到使制品冷却定型的作用。冷却装置可由4～8只冷却辊组筒组成。
发明内容
本公开提供一种聚氯乙烯压延膜的制备方法，包括：
1)将原料熔融混合：
按重量计，原料含有：
通用型聚氯乙烯树脂100份；
消光型聚氯乙烯树脂1～30份(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30份)；
2)对步骤1)的产品进行预塑化，获得预塑化产品；
3)将预塑化产品输送到压延机进行压延；
压延机包括压延机构和引离机构，压延机构包括多个压延辊，引离机构包括第一引离辊组和第二引离辊组；
压延的步骤包括：
i)将预塑化产品输送到压延机构，使预塑化产品通过压延辊，压延辊的温度为160～210℃(例如170℃、180℃、190℃或200℃)，获得压延产品；
ii)使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组和第二引离辊组，第一引离辊组的温度为20～50℃(例如30℃、40℃或50℃)，第二引离辊组的温度为60～100℃(例如70、80、90℃)。
在一些实施方案中，原料中聚氯乙烯的含量为70wt％以上，例如80wt％以上，例如90％以上。
在一些实施方案中，原料含有消光型聚氯乙烯树脂1～5份，5～10份，10～15份，15～20份，20～25份，25～30份或3～8份。
在一些实施方案中，压延机构包括2、3、4或5个压延辊。
在一些实施方案中，压延机构包括依次相邻的第一压延辊、第二压延辊、第三压延辊、第四压延辊和第五压延辊：
第一压延辊温度为180～190℃；
第二压延辊温度为185～195℃；
第三压延辊温度为190～200℃；
第四压延辊温度为200～210℃；
第五压延辊温度为170～180℃。
在一些实施方案中，压延辊的转动线速度为15～30m/min(例如20m/min、25m/min)。
在一些实施方案中，引离辊组由一个或多个引离辊组成，例如仅由一个引离辊组成，再例如由2个、3个或4个相邻的引离辊组成。一个引离辊组内的引离辊具有基本相同的温度。
在一些实施方案中，物料依次通过第一引离辊组，第二引离辊组，可选地，第三引离辊组，可选地，第四引离辊组，可选地，第五引离辊组。
在一些实施方案中，各引离辊的转速为30～60m/min(例如40m/min、50m/min)。
在一些实施方案中，引离辊的转速大于压延辊，例如比压延辊转速高至少10m/min。
在一些实施方案中，引离机构还包括第三引离辊组，第三引离辊组的温度为75～95℃，步骤ii)中，使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组、第二引离辊组和第三引离辊组。
在一些实施方案中，引离机构还包括第四引离辊组，第四引离辊组的温度为60～70℃，步骤ii)中，使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组、第二引离辊组、第三引离辊组和第四引离辊组。
在一些实施方案中，原料还含有稳定剂1～5份。
在一些实施方案中，原料还含有润滑剂0.5～5份，例如0.5～2份。
在一些实施方案中，原料还含有加工助剂1～5份。
在一些实施方案中，原料还含有增强剂5～15份。
在一些实施方案中，原料还含有纳米无机物粉末1～10份，例如3～8份。
在一些实施方案中，稳定剂包括硫醇甲基锡。
在一些实施方案中，润滑剂选自脂肪族二羧酸酯和硬脂酸；
在一些实施方案中，加工助剂包括甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物。
在一些实施方案中，增强剂包括丁二烯与甲基丙烯酸价值和丙乙烯的共聚物。
在一些实施方案中，纳米无机物粉末包括纳米二氧化硅，例如气相法纳米二氧化硅。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂的平均聚合度为600～1000。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂的平均聚合度为600～700、700～800、800～900或900～1000。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂的K值为55～65，例如57～60。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂的K值为55～65，例如57～60。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂的表观密度为0.5～0.7g/ml，例如0.6g/ml。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂的表观密度为0.5～0.7g/ml，例如0.6g/ml。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂选自：韩华化学(宁波)有限公司生产的HG800型号的聚氯乙烯树脂和台塑工业(宁波)有限公司生产的S60型号的聚氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂为国家标准《BG/T5761-2006悬浮法通用型聚氯乙烯树脂》中记载的SG6、SG7、SG8或SG9型聚氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，聚氯乙烯压延膜的厚度为0.01～10mm，例如0.01～1mm，例如0.03～0.6mm，例如0.01～0.1mm，例如0.05～0.2mm。
在一些实施方案中，制备方法不包括在膜表面压制磨砂纹路的步骤。
在一些实施方案中，压延机还包括冷却机构，冷却机构用于冷却引离机构输出的产品。
在一些实施方案中，聚氯乙烯压延膜制备方法还包括：
iii)将步骤ii)的产品输送到冷却机构进行冷却处理；
可选地，冷却机构包括一个或多个冷却辊组。
本公开又一方面提供一种聚氯乙烯压延膜，由本公开任一项的方法制备获得。
本公开的聚氯乙烯压延膜是一种新产品，其在以下一个或多个方面具有优于现有聚氯乙烯压延膜的性能：
(1)耐刮花性好，例如在3H硬度下没有明显刮花；
(2)抗黏附油墨性能好，例如在本公开记载的黏附实验中300小时以上不黏附油墨；
(3)透明度高，例如透明度为88～92％；
(4)雾度适中，例如雾度为20％～30％。
在一些实施方案中，本公开聚氯乙烯压延膜表面光滑，没有压花。
本公开又一方面提供一种邮票册，包括邮票册内页，邮票册内页上设置有邮票保护膜，邮票保护膜由本公开的聚氯乙烯压延膜制成。
在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所涉及的实验室操作步骤均为相应领域内广泛使用的常规步骤。同时，为了更好地理解本发明，下面提供相关术语的定义和解释。
在一些实施方案中，润滑剂是指，用以降低高分子材料加工时的聚合物分子间的内摩擦，减少产生的热量及其对聚合物的降解作用，减少或避免聚合物对加工设备及模具产生黏附和摩擦，从而起到提高生产效率、实现节能降耗和/或改善制品外观质量的作用的物质。
在一些实施方案中，润滑剂包括：脂肪酸及其金属皂类、酯类、醇类、酰胺类或石蜡及烃类等。脂肪酸及其金属皂类主要品种有硬脂酸和硬脂酸皂类，硬脂酸皂类中的硬脂酸锌、钙、铅、钡都兼具热稳定作用。酯类主要品种有硬脂酸正丁酯、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯。醇类为有效的内润滑剂，主要有高级脂肪醇、多元醇、聚乙二醇或聚丙二醇。酰胺类具有较好的外润滑作用，主要品种是油酸酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺。
在一些实施方案中，润滑剂包括内润滑剂和/或外润滑剂。
在一些实施方案中，加工助剂是一类高分子材料，当加入到PVC中时，能显著改进PVC树脂的加工性能，而基本不损害其它性能。这种助剂与增塑剂或润滑剂不同，由于它与PVC高度相容其相对分子量很高(Mw为约1～2×105～2.5×106)无皮层粉末。
在一些实施方案中，加工助剂为以下文献中记载的任一种加工助剂：龚浏澄,郑德,李杰.聚氯乙烯塑料助剂与配方设计技术[M].中国石化出版社,2012。
在一些实施方案中，稳定剂、加工改进剂(如润滑剂，加工助剂)，冲击改性剂(增强剂)：是以下文献中记载的任一种：林师沛.聚氯乙烯塑料配方设计指南[M].化学工业出版社,2002。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂为以下文献中记载的任一种PVC消光树脂：赖丁有,李志忠,潘燕玲.PVC消光剂及其应用[J].上海涂料,2001,39(4):24-25。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂为以下文献中记载的任一种交联消光型聚氯乙烯树脂：张国锋,肖娜.交联消光型聚氯乙烯树脂的生产及应用[J].河南化工,2011,28(18):36-37。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂为乙烯法聚氯乙烯树脂。例如单一乙烯法生产的悬浮法聚氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，通用型聚氯乙烯树脂是一种PVC糊树脂。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂是部分交联聚氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂具有胶体含量10～50％。
在一些实施方案中，消光型聚氯乙烯树脂是德国VINNOLIT公司销售的C100V聚氯乙烯树脂粉。
在一些实施方案中，纳米无机物的粒径为1～100nm，例如1～50nm，例如7～40nm。
在一些实施方案中，聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinyl chloride)，CAS9002-86-2，是氯乙烯单体(vinyl chloride monomer,简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，本领域技术人员将认识到，术语“聚氯乙烯树脂”不限于氯乙烯的均聚物。本领域技术人员将认识到，该术语具有更广泛的含义。本领域技术人员将认识到，“聚氯乙烯树脂”还可被称为“聚(氯乙烯)树脂”。就此而言，“聚氯乙烯树脂”包括(但不限于)聚氯乙烯均聚物、氯乙烯共聚物、接枝共聚物和在其它树脂(诸如HDT(热变形温度)增强树脂、抗冲击增韧剂、阻透树脂、链转移剂、稳定剂、增塑剂或流动改性剂)存在下聚合的氯乙烯树脂。
在一些实施方案中，“包括”是指含量为1～99％、10～20％、20～30％、30～40％、40～50％、50～60％、60～70％、70～80％、80～90％或100％。
除非特别说明，％为重量％，份数为重量份。
有益效果：
本公开采用特定聚氯乙烯配方，配合特定压延工艺，获得一种聚氯乙烯压延膜新产品。该新产品兼具高透明度和适宜的雾度，其用作邮票保护膜，既能够观察邮票细节，还能够避免膜反光给观察者带来的不适。
本申请制备方法及制备所得聚氯乙烯压延膜具有以下一项或多项
有益效果：
(1)耐刮花性好；
(2)抗黏附油墨性能好；
(3)透明度高；
(4)雾度适宜。
下面将结合附图和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是，本领域技术人员将理解，下列附图和实施例仅用于说明本发明，而不是对本发明的范围的限定。根据附图和优选实施方案的下列详细描述，本发明的各种目的和有利方面对于本领域技术人员来说将变得显然。
附图说明
图1为一个制备聚氯乙烯压延膜的实施方案的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。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，均为可以通过市购获得的常规产品。
如图1所示，一个一个制备聚氯乙烯压延膜的实施方案的流程包括：
将树脂和助剂配置混合，经塑化后，供料至压延设备，经压延设备压延后，用牵引设备(也称引离设备)将膜从压延设备剥离，然后冷却、卷取。
以下通过实施例1进一步详述制备PVC压延膜的工艺步骤。
实施例1
1、配方
按照表1称取树脂和添加剂。
表1
通用型PVC和消光型PVC的具体参数参见表2：
表2
2、高速捏合和冷却混合(捏合工序)
a)该步骤使树脂和添加剂充分混合均匀，并且助剂被树脂完全吸收；
b)原理分析：高速混和和冷却混和合称捏和工序，目的是为了使PVC树脂与各种助剂能迅速、充分混合均匀，以确保能为下道工序提供均匀的物料，高速混合可以产生很高的温度，使PVC树脂能迅速吸收各种液体助剂，可以提高工作效率，稳定产品质量。
高速捏合时先将经计量的聚氯乙烯树脂加入高速捏合机中，再加入其它助剂，并控制最终排料温度在90±20℃之间，混合好的高温状态的干混料排入冷却混合机中在运转状态下进行冷却。
3、挤出塑化及两辊混炼
a)该步骤使混合好的冷混料经加热熔融并塑化均匀，为压延机供料；
b)原理分析：经过高速捏合及冷却混合后得到的粉状冷混料加入行星挤出机，因挤出机料筒和螺杆中均通有热媒油，在挤出机螺杆及料筒的外加热和高速旋转的挤出机螺杆剪切磨擦作用下粉状干混料逐步熔融塑化成为可流动的熔体。
经挤出机塑化的熔融物料还经两辊混炼机(又称轧轮机)进一步压实和补充塑化，之后送入压延机进行成型。挤出机的温度可为50～190℃。
c)使用设备：190行星挤出机；
4、压延成型
a)该步骤使塑化好的物料经压延机成型为片状产品；
b)经过塑化的材料，通过压延机辊筒成型为PVC片。压延辊温度控制在150℃～220℃之间。其它参数如压延机辊筒的间隙、辊间余料直径、相临辊筒速度之比和辊筒速度等工艺条件根据工艺需要控制。
c)使用设备：1900五辊压延机；
5、引离
a)该步骤将成型的片状产品从压延辊筒上剥离下来；
b)通过引离装置将经过压延后的物料从压延机的出片辊上剥离下来，一般辊速从压延开始往后则逐渐增加，相临辊筒速度增加比例为1.02～1.20之间，具体视产品规格及要求会有所变动。
c)使用设备：压延辅机，包括第一至第四引离辊组；
6、冷却
a)该步骤将成型的片状产品从压延辊筒上剥离下来；
b)原理分析：冷却是为了将从压延机上引离下来的仍是高温熔融状态的硬片冷却至常温，定型为成品，冷却的温度从前向后应逐步降低，速度逐渐增加，比例为1.02～1.20之间，也视产品规格及要求变动。
c)使用设备：压延辅机。
7、切边、粉碎。
8、卷取。
9、分切及包装。
对比例1
配方工艺参照实施例1，区别在于：
步骤5引离步骤中，引离辊组温度不同。
对比例2
配方工艺参照实施例1，区别在于：
配方中不含有消光型聚氯乙烯树脂和纳米二氧化硅。
实施例1和对比例1～3各压延辊、引离辊和冷却辊的温度如表3所示。
表3
*第一引离辊组只有1根引离辊。第二至第四引离辊组每组由3根相同温度的引离辊构成。第一至第五冷却辊组每组由三根相同温度的冷却辊组构成。
分析检测：
对实施例1和对比例1～2制备的PVC压延膜进行分析检测，结果如下表2所示：
表2
[1]耐刮花性能用铅笔轻度及测量。
[2]耐析出检测条件，环境条件：温度50℃，湿度80％。将制备的PVC压延膜覆盖在邮票表面，用100g砝码作为重物压在PVC压延膜上，记录加压多长时间，PVC膜表面有黏附油墨。
[3]透明度和雾度检测按照GB2410-80透明塑料透光率和雾度试验方法
由以上数据可知，本实施例1方法制备的PVC压延膜具有以下有益效果：
(1)耐刮花性好；
(2)抗黏附油墨性能好；
(3)透明度高；
(4)雾度较高。
该聚氯乙烯压延膜透明度较高且雾度适宜，该聚氯乙烯压延膜用作邮票的保护膜，既能够清楚地观察膜下面的邮票细节，又能够避免聚氯乙烯压延膜反光太强给观察者带来的不适。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，但本领域技术人员将理解：根据已经公开的所有教导，可以对细节进行各种修改和变动，并且这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (14)

1.一种聚氯乙烯压延膜的制备方法，包括：
1)将原料熔融混合：
按重量计，所述原料含有：
通用型聚氯乙烯树脂100份；
消光型聚氯乙烯树脂1～30份；
2)对步骤1)的产品进行预塑化，获得预塑化产品；
3)将预塑化产品输送到压延机进行压延；
所述压延机包括压延机构和引离机构，所述压延机构包括多个压延辊，所述引离机构包括第一引离辊组和第二引离辊组；
所述压延的步骤包括：
i)将预塑化产品输送到压延机构，使预塑化产品通过压延辊，压延辊的温度为160～210℃，获得压延产品；
ii)使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组和第二引离辊组，第一引离辊组的温度为20～50℃，第二引离辊组的温度为60～100℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述压延机构包括2、3、4或5个压延辊。
3.根据权利要求1所述的制备方法，所述压延机构包括依次相邻的第一压延辊、第二压延辊、第三压延辊、第四压延辊和第五压延辊：
第一压延辊温度为180～190℃；
第二压延辊温度为185～195℃；
第三压延辊温度为190～200℃；
第四压延辊温度为200～210℃；
第五压延辊温度为170～180℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，所述压延辊的转动线速度为15～30m/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，所述引离辊组包括一个或多个引离辊，各引离辊的转速为30～60m/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，所述引离机构还包括第三引离辊组，第三引离辊组的温度为75～95℃，所述步骤ii)中，使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组、第二引离辊组和第三引离辊组。
7.根据权利要求6所述的制备方法，所述引离机构还包括第四引离辊组，第四引离辊组的温度为60～70℃，所述步骤ii)中，使用引离机构将压延产品从压延辊上剥离，并使压延产品依次经过第一引离辊组、第二引离辊组、第三引离辊组和第四引离辊组。
8.根据权利要求1所述的制备方法，所述原料还含有以下一项或多项：
-稳定剂1～5份；
-润滑剂0.5～5份；
-加工助剂1～5份；
-增强剂5～15份；
-纳米无机物粉末1～10份。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于以下一项或多项：
-所述稳定剂包括硫醇甲基锡；
-所述润滑剂选自脂肪族二羧酸酯和硬脂酸；
-所述加工助剂包括甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物；
-所述增强剂包括丁二烯与甲基丙烯酸价值和丙乙烯的共聚物；
-所述纳米无机物粉末包括纳米二氧化硅粉末。
10.根据权利要求1所述的制备方法，所述通用型聚氯乙烯树脂的平均聚合度为600～1000。
11.根据权利要求1所述的制备方法，所述压延机还包括冷却机构，所述冷却机构用于冷却所述引离机构输出的产品；
所述制备方法还包括：
iii)将步骤ii)的产品输送到冷却机构进行冷却处理；
可选地，所述冷却机构包括一个或多个冷却辊组。
12.根据权利要求1所述的制备方法，所述聚氯乙烯压延膜的厚度为0.01～10mm。
13.一种聚氯乙烯压延膜，由权利要求1～12任一项的方法制备获得。
14.一种邮票册，包括邮票册内页，所述邮票册内页上设置有邮票保护膜，所述邮票保护膜由权利要求13的聚氯乙烯压延膜制成。
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