CN110092973A - 一种离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于离型膜领域，具体涉及一种离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜。所述离型母粒的制备原料含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50在6～10μm之间且粒径分布d90‑d10≤10μm。本发明提供的离型母粒的制备原料中同时含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，由此获得的离型母粒在具有优异的离型能力的基础上，还不易掉粉，极具工业应用前景。

Description

一种离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜
技术领域
本发明属于离型膜领域，具体涉及一种离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜。
背景技术
离型膜是指薄膜表面能有区分的薄膜，离型膜与特定的材料在有限条件下接触后不具有粘性或者仅具有轻微粘性。随着高光制品表面的普及，越来越多产品生产后对制品的表面提出了更高的要求，离型膜的使用也越来越普遍。离型膜中通常需要加入离心母粒，现有的离心母粒通常为普通纳米级SiO2、TiO2离型母粒，由此得到的离型膜存在容易掉SiO2、TiO2粉末的问题，易对离型膜的表面造成污染，无法满足高端产品对表面的品质要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服含有SiO2、TiO2离型母粒的离型膜存在容易掉粉的缺陷，而提供一种新的离型母粒和制备原料及制备方法和离型膜。
具体地，本发明提供了一种离型母粒的制备原料，其中，所述离型母粒的制备原料含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50在6～10μm之间且粒径分布d90-d10≤10μm，优选粒径分布d50在8～9μm之间且粒径分布d90-d10≤6μm。
进一步的，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的含量为15～30重量份，所述交联剂的含量为0.01～0.02重量份，所述分散剂的含量为0.1～0.5重量份。
进一步的，所述低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为5～20g/min，优选为10～15g/min。
进一步的，所述丙烯酸酯类聚合物粉末选自聚丙烯酸粉末、聚丙烯酸甲酯粉末、聚甲基丙烯酸粉末和聚甲基丙烯酸甲酯粉末中的至少一种。
进一步的，所述交联剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、二亚乙基三胺、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、α,α’-双(叔丁基过氧化)-1,3-二异丙苯、三烯丙基异三聚氰酸酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
进一步的，所述分散剂为含氟类高分子聚合物，优选为含氟加工助剂PPA。
本发明还提供了一种离型母粒的制备方法，其中，该方法包括将所述离型母粒的制备原料置于双螺杆挤出机中进行熔融挤出。
进一步的，所述低密度聚乙烯、交联剂和分散剂从主喂料口加入双螺杆挤出机中，而所述丙烯酸酯类聚合物粉末从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，且所述熔融挤出的条件包括熔融挤出各区温度为150～220℃，所述侧喂加料口及之后三区温度较其他区温度低20～30℃，螺杆转速为300～500rpm。
本发明还提供了由上述方法制得的离型母粒。
此外，本发明还提供了一种离型膜，所述离型膜含有树脂基体以及分散于所述树脂基体中的离型母粒，其中，所述离型母粒为上述离型母粒。
本发明的提供的离型母粒的制备原料中同时含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，由此获得的离型母粒在具有优异离型能力的基础上，还不易掉粉。推测其原因，可能是由于：一方面，与普通纳米级SiO2、TiO2相比，丙烯酸酯类聚合物粉末在离型母粒的生产过程中会发生熔解，由于热运动使得分子链相互缠结从而不易从体系中脱落；另一方面，在离型母粒的制备过程中，低密度聚乙烯和交联剂进行反应而形成交联低密度聚乙烯，丙烯酸酯类聚合物粉末能够分散在该交联低密度聚乙烯的交联网络结构中并与其交联点形成缠结，以进一步确保不会产生脱落。
附图说明
图1为本发明提供的离型膜的离型能力测试过程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
在本发明中，所述低密度聚乙烯(LDPE)作为基体树脂。所述低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数优选为5～20g/min，更优选为10～15g/min。
在本发明中，所述丙烯酸酯类聚合物粉末作为离型剂。所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50优选在6～10μm之间，更优选在8～9μm之间。所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d90-d10优选≤10μm，更优选≤6μm。当所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50小于6μm时，离型效果不好；当所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50大于10μm时，所得离型膜的表面凹凸不平，容易出现掉粉现象。此外，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的具体实例包括但不限于：聚丙烯酸粉末、聚丙烯酸甲酯粉末、聚甲基丙烯酸粉末和聚甲基丙烯酸甲酯粉末中的至少一种。
在本发明中，所述交联剂可以为现有的各种能够使得低密度聚乙烯发生交联反应的物质，其具体实例包括但不限于：所述交联剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、二亚乙基三胺、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、α,α’-双(叔丁基过氧化)-1,3-二异丙苯、三烯丙基异三聚氰酸酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
在本发明中，所述分散剂所起的作用为促进各组分的均匀分散。所述分散剂优选为含氟类高分子聚合物，更优选为含氟加工助剂PPA。
在本发明中，所述离型母粒的制备原料含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，优选由低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂组成。其中，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的含量优选为15～30重量份。此外，所述交联剂的含量只要能够使得低密度聚乙烯发生交联反应即可，例如，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述交联剂的含量优选为0.01～0.02重量份。所述分散剂的含量只要能够使得各组分均匀分散即可，例如，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述分散剂的含量优选为0.1～0.5重量份。在本发明的最优选实施方式中，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的含量为15～30重量份，所述交联剂的含量为0.01～0.02重量份，所述分散剂的含量为0.1～0.5重量份。
本发明提供的离型母粒的制备方法包括将所述离型母粒的制备原料置于双螺杆挤出机进行熔融挤出。在所述熔融挤出过程中，各物料可以同时从主喂料口加入双螺杆挤出机，也可以将所述低密度聚乙烯、交联剂和分散剂从主喂料口加入双螺杆挤出机，而所述丙烯酸酯类聚合物粉末从侧喂料口加入双螺杆挤出机。当采用后一种方式加入物料时，在将所述低密度聚乙烯、交联剂和分散剂加入双螺杆挤出机之前，还可以先将以上各组分进行预混合。所述预混合可以手动搅拌混合，也可以在现有的各种混合设备中进行。所述预混合的条件以使得以上几种组分形成均一体系即可。在所述预混合过程中，以上几种组分可以以任意顺序混合，例如，可以将以上几种组分按照任意顺序逐一加入混合容器中进行混合，也可以将以上几种组分中的任意两种混合均匀后再加入其它组分继续混合均匀。当所述低密度聚乙烯、交联剂和分散剂从主喂料口加入双螺杆挤出机，而所述丙烯酸酯类聚合物粉末从侧喂料口加入双螺杆挤出机时，所述熔融挤出的条件包括熔融挤出各区温度为150～220℃，所述侧喂加料口及之后三区温度较其他区温度低20～30℃，螺杆转速为300～500rpm、优选为350～400rpm。此外，对于包括十区的双螺杆挤出机，所述侧喂料口通常位于四区或者五区。
本发明还提供了由上述方法制得的离型母粒。
此外，本发明还提供了一种离型膜，所述离型膜含有树脂基体以及分散于所述树脂基体中的上述离型母粒。其中，本发明提供的离型膜的主要改进之处在于采用了一种新的离型母粒，而树脂基体的种类、离型膜厚度等条件均可以与现有技术相同。例如，所述树脂基体可以为聚乙烯、聚丙烯等中的至少一种。所述离型膜的厚度可以为10～100μm。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。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。
实施例1
将低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg砝码作用下的熔融指数为5g/min)、过氧化二苯甲酰和分散剂(PPA，具体为PA17L，下同)加入混料锅中混合均匀，混料锅转速为450rpm，混料时间为4min，之后将混合好的物料从一区主喂料口加入双螺杆挤出机中，而聚甲基丙烯酸酯粉末(粒径分布d50为8.5μm、粒径分布d10为6.7μm且d90为11.5μm)从四区侧喂料口加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各段温度分别为：200℃、210℃、210℃、180℃、180℃、180℃、180℃、200℃、210℃、210℃，机头温度为220℃，螺杆转速为400rpm，切粒于90℃干燥8小时打包得离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
实施例2
将低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg砝码作用下的熔融指数为20g/min)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷和分散剂加入混料锅中混合均匀，混料锅转速为450rpm，混料时间为4min，之后将混合好的物料从一区主喂料口加入双螺杆挤出机，而聚丙烯酸粉末(粒径分布d50为10μm、粒径分布d10为6.3μm且d90为15.1μm)从四区侧喂料口加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各段温度分别为：200℃、210℃、210℃、180℃、180℃、180℃、180℃、200℃、210℃、210℃，机头温度为220℃，螺杆转速为400rpm，切粒于90℃干燥8小时打包得离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
实施例3
将低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg砝码作用下的熔融指数为12g/min)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和分散剂加入混料锅中混合均匀，混料锅转速为450rpm，混料时间为4min，之后将混合好的物料从一区主喂料口加入双螺杆挤出机，而聚甲基丙烯酸粉末(粒径为d50为6.0μm、粒径分布d10为4.2μm且d90为11.4μm)从四区侧喂料口加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各段温度分别为：200℃、210℃、210℃、180℃、180℃、180℃、180℃、200℃、210℃、210℃，机头温度为220℃，螺杆转速为400rpm，切粒于90℃干燥8小时打包得离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
对比例1
按照实施例1的方法制备离型母粒，不同的是，未添加交联剂，切粒于90℃干燥8小时打包得到参比离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法制备离型母粒，不同的是，将聚甲基丙烯酸酯粉末采用相同重量份的SiO2粉末(粒径分布d50为8.5μm、粒径分布d10为5.9μm且d90为11.6μm)替代，切粒于90℃干燥8小时打包得参比离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
对比例3
按照实施例1的方法制备离型母粒，不同的是，将聚甲基丙烯酸酯粉末采用相同重量份的低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg砝码作用下的熔融指数为5g/min)替代，切粒于90℃干燥8小时打包得参比离型母粒。其中，各物料的用量如表1所示。
表1
项目 低密度聚乙烯 丙烯酸酯类聚合物粉末 交联剂 分散剂
实施例1 100 15 0.01 0.1
实施例2 100 30 0.02 0.5
实施例3 100 20 0.015 0.3
对比例1 100 15 - 0.1
对比例2 100 15(SiO<sub>2</sub>) 0.01 0.1
对比例3 115 - 0.01 0.1
测试例
将由实施例1～3得到的离型母粒以及由对比例1～3得到的参比离型母粒与低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg砝码作用下的熔融指数为10g/min)按照质量比1:9共混流延成厚度为50μm的离型膜，之后再按照以下方法对所述离型膜的离型能力和掉粉现象进行测定，所得结果如表2所示。
(1)离型能力的测定：
将离型膜剪成10cm×10cm片材并粘附于PP保护膜含胶面上，之后将1.5kg的法码置于离型膜上压制12小时得到复合膜。如图1所示，天平调零，将复合膜的下表面(保护膜面)固定在天平其中一端的固定平板上，复合膜的上表面(离型膜面)固定在天平该端的上测试平板上，天平的另一端采用滴定管加水，直到复合膜中离型膜和保护膜被拉开，记录滴定水的重量即可反映离型能力。其中，水的重量越小表明离型能力越好。
(2)掉粉现象测定：
通过电子显微镜观察以上被拉开的复合膜中离型膜的掉粉现象。
表2
项目 离型能力(g) 掉粉现象
实施例1 23.0 无
实施例2 21.2 无
实施例3 22.3 无
对比例1 30.0 少量
对比例2 24.3 有
对比例3 300 无
由表1的结果可以看出，本发明的提供的离型母粒的制备原料中同时含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，由此获得的离型母粒不仅具有优异的离型能力，而且还不易掉粉，极具工业应用前景。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种离型母粒的制备原料，其特征在于，所述离型母粒的制备原料含有低密度聚乙烯、丙烯酸酯类聚合物粉末、交联剂和分散剂，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的粒径分布d50在6～10μm之间且粒径分布d90-d10≤10μm，优选粒径分布d50在8～9μm之间且粒径分布d90-d10≤6μm。
2.根据权利要求1所述的离型母粒的制备原料，其特征在于，相对于100重量份的所述低密度聚乙烯，所述丙烯酸酯类聚合物粉末的含量为15～30重量份，所述交联剂的含量为0.01～0.02重量份，所述分散剂的含量为0.1～0.5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的离型母粒的制备原料，其特征在于，所述低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为5～20g/min，优选为10～15g/min。
4.根据权利要求1或2所述的离型母粒的制备原料，其特征在于，所述丙烯酸酯类聚合物粉末选自聚丙烯酸粉末、聚丙烯酸甲酯粉末、聚甲基丙烯酸粉末和聚甲基丙烯酸甲酯粉末中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的离型母粒的制备原料，其特征在于，所述交联剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、二亚乙基三胺、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、α,α’-双(叔丁基过氧化)-1,3-二异丙苯、三烯丙基异三聚氰酸酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的离型母粒的制备原料，其特征在于，所述分散剂为含氟类高分子聚合物，优选为含氟加工助剂PPA。
7.一种离型母粒的制备方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1～6中任意一项所述的离型母粒的制备原料置于双螺杆挤出机进行熔融挤出。
8.根据权利要求7所述的离型母粒的制备方法，其特征在于，所述低密度聚乙烯、交联剂和分散剂从主喂料口加入双螺杆挤出机中，而所述丙烯酸酯类聚合物粉末从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，且所述熔融挤出的条件包括熔融挤出各区温度为150～220℃，所述侧喂加料口及之后三区温度较其他区温度低20～30℃，螺杆转速为300～500rpm。
9.由权利要求7或8所述的方法制得的离型母粒。
10.一种离型膜，所述离型膜含有树脂基体以及分散于所述树脂基体中的离型母粒，其特征在于，所述离型母粒为权利要求9所述的离型母粒。
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