CN110126406B - 一种防刮花耐高温吸塑胶片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防刮花耐高温吸塑胶片及其制备方法，属于吸塑胶片加工技术领域，一种防刮花耐高温吸塑胶片，包括胶片主体以及分别设于胶片主体两侧的防刮层；所述胶片主体包括芯层以及分别设于芯层两侧的耐高温层；所述芯层由瓶级PET聚酯切片制得；所述耐高温层由耐高温色母粒制得；所述防刮层由耐高温PET薄膜制得。本发明通过设于芯层两侧的耐高温层以及设于耐高温外侧的耐高温PET薄膜，可以显著提高吸塑胶片的耐高温性能。

Description

一种防刮花耐高温吸塑胶片及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸塑胶片加工技术领域，更具体的说，它涉及一种防刮花耐高温吸塑胶片及其制备方法。
背景技术
吸塑胶片又称硬片，是吸塑产品用的塑料片材，常用的塑料片材有：PET(聚对苯二甲酸乙二酯)硬片、PVC(聚氯乙烯)硬片、PS(聚苯乙烯)硬片以及ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)。吸塑制品的制备原理是将平展的塑料硬片材料加热变软后，用真空吸附于模具表面，再冷却成型；其该大致流程为：塑料片材-切割-片材固定-加热-成型-脱模-去料边-成品。吸塑制品主要包括：泡壳、托盘、吸塑盒；吸塑制品主要用于电子、电器行业，食品行业，五金工具，化妆品行业，玩具行业，日用品行业，医药、保健品行业，文具、文体用品等类别的行业。
其中PET胶片由于具有强度大、耐磨性好、透明性高以及燃烧时不产生有害气体等优点，因而得到了广泛的应用；但是由于PET中含有酯键，使其在高温和水蒸气的条件下不耐水、酸以及碱的作用，这就限制了其在高温环境下的应用，因此，如何能够提高吸塑胶片的耐高温性能，是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种防刮花高温吸塑胶片，其通过设于芯层两侧的耐高温层以及设于耐高温外侧的耐高温PET薄膜，可以显著提高吸塑胶片的耐高温性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防刮花耐高温吸塑胶片，包括胶片主体以及分别设于胶片主体两侧的防刮层；所述胶片主体包括芯层以及分别设于芯层两侧的耐高温层；所述芯层由瓶级PET聚酯切片制得；所述耐高温层由耐高温色母粒制得；所述防刮层由耐高温PET薄膜制得。
通过采用上述技术方案，以瓶级PET聚酯切片为芯层，在其两侧分别设有耐高温层，可以显著提高该吸塑胶片的耐高温性能，在其表面设有的防刮层采用耐高温PET薄膜制得，不仅可以对吸塑胶片起到保护、防刮花的作用，还可以进一步改善吸塑胶片的耐高温性能。
进一步地，所述耐高温色母粒由包含以下重量份的原料制得：聚对苯二甲酸丁二醇酯30-40份、乙烯-辛烯共聚物6-8份、萜烯树脂5-7份、聚酰胺树脂3-4份、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷2-3份、聚乙烯蜡1-2份、钙锌稳定剂0.5-1份以及颜料30-40份。
通过采用上述技术方案，以与PET性能相近的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为色母载体，可以提高耐高温层与芯层的相容性；乙烯-辛烯共聚物、萜烯树脂、聚酰胺树脂可以提高吸塑胶片的耐高温性能；鲸蜡基聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡以及钙锌稳定剂，可以在提高色母粒流动性的同时，提高其与芯层的粘结力。
进一步地，所述耐高温色母粒采用如下方法制备：按照比例将原料以400-600r/min的速度进行混合10-15min，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，在300-310℃的温度下挤出造粒，得到耐高温色母粒。
通过采用上述技术方案，在400-600r/min的速度下，对各原料充分混合得到混合料，将混合料在300-310℃的温度下，熔融挤出造粒，得到的耐高温色母粒，不仅具有很好的耐高温性能，而且与芯层的瓶级PET聚酯树脂具有很好的粘结力。
进一步地，所述芯层与耐高温层的厚度比为(6-7):(1.5-2)。
进一步地，所述防刮层的厚度为14-18μm。
本发明的目的之二在于提供一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，包括如下步骤：
S1、预处理：将瓶级PET聚酯切片以及耐高温色母粒分别经过预热、一次干燥以及二次干燥后备用；
S2、胶片主体的复合：将经过预处理后的瓶级PET聚酯切片与耐高温色母粒置于双螺杆挤出机中，使双螺杆挤出机的主机对瓶级PET聚酯切片进行熔融加工，加工温度为280-305℃，得到芯层；双螺杆挤出机的副机对耐高温色母粒进行熔融加工，加工温度为265-290℃，得到耐高温层；通过挤出、压延、冷却成型后，使耐高温层分别位于芯层的两侧，得到胶片主体；
S3、吸塑胶片的复合：在胶片主体的两侧分别放置耐高温PET薄膜，在温度为280-320℃、牵引速度为3-5m/s的条件下，将耐高温PET薄膜与胶片主体进行复合，得到防刮层，从而得到包含一层芯层、两层耐高温层以及两侧防滑层的防刮花耐高温吸塑胶片。
通过采用上述技术方案，将PET聚酯切片与耐高温色母粒进行复合后形成的胶片主体具有很好的耐高温性能，将其与耐高温PET薄膜复合得到的吸塑胶片不仅具有良好的耐高温性能，还具有优异的防刮花性能。
进一步地，S1中的预热温度为150-160℃，结晶预热时间为2-4h。
通过采用上述技术方案，在干燥之前先分别对瓶级聚酯切片以及防静电色母粒进行预热，可以使其均匀受热，在后续干燥处理时，有利于维持瓶级聚酯切片性能的稳定性，提高其物理机械性能。
进一步地，S1中的一次干燥温度为160-170℃，一次干燥时间为10-14h。
通过采用上述技术方案，由于PET树脂中含有酯基，具有一定的亲水性，当其含有的水分含量超过一定的极限时，在加工的过程中，PET树脂的分子量会下降，使得制品发生变色、变脆现象，影响制品性能的稳定性；在160-170℃的温度下，对PET树脂以及耐高温色母粒分别一次干燥10-14h，可以有效地提高吸塑胶片性能的稳定性。
进一步地，S1中的二次干燥温度为240-280℃，二次干燥时间为200-300min。
通过采用上述技术方案，在240-280℃的温度下，对PET聚酯切片以及耐高温色母粒二次干燥200-300min，可以进一步降低PET聚酯切片以及耐高温色母粒的水分含量，提高制品的机械性能。
进一步地，主机分为五个区，各区段的温度分别为一区为280-290℃、二区为285-295℃、三区为290-300℃、四区为295-305℃、五区为295-305℃、模口295-305℃；副机分为五个区，各区段的温度分别为一区为265-275℃、二区为270-280℃、三区为275-285℃、四区为280-290℃、五区为280-290℃、模口275-285℃。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.瓶级PET聚酯切片为芯层，在其两侧分别设有耐高温层，可以显著提高该吸塑胶片的耐高温性能，在其表面设有的防刮层采用耐高温PET薄膜制得，不仅可以对吸塑胶片起到保护、防刮花的作用，还可以进一步改善吸塑胶片的耐高温性能；
2.以与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)性能相近的聚对苯二甲酸丁二醇酯为色母载体，可以提高耐高温层与芯层的相容性；乙烯-辛烯共聚物、萜烯树脂、聚酰胺树脂可以提高吸塑胶片的耐高温性能；鲸蜡基聚二甲基硅氧烷、聚乙烯蜡以及钙锌稳定剂，可以在提高色母粒流动性的同时，提高其与芯层的粘结力。
附图说明
图1是实施例1中的防刮花耐高温吸塑胶片的层结构剖面示意图。
图中，1、胶片主体；11、芯层；12、耐高温层；2、防刮层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一、耐高温色母粒的制备例
以下制备例中的聚对苯二甲酸丁二醇酯采用南箭提供的工业级聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚酰胺树脂采用深圳市吉田化工有限公司提供的牌号为E1102的聚酰胺树脂；乙烯-辛烯共聚物采用美国陶氏化学提供的型号为8200的乙烯-辛烯共聚物；萜烯树脂采用深圳市云林化工有限公司提供的型号为T-110的萜烯树脂；鲸蜡基聚二甲基硅氧烷采用上海恒臣实业有限公司提供的牌号为ABIL Wax9601的鲸蜡基聚二甲基硅氧烷；聚乙烯蜡采用NOVO提供的型号为202的聚乙烯蜡；钙锌稳定剂采用德国熊牌提供的型号为8329P的钙锌稳定剂；颜料选用金红石型钛白粉、酞青兰、酞青绿、柠檬黄、永固红中的一种，以下制备例均采用东莞市日进高分子材料有限公司提供的太克CR-510的金红石型钛白粉。
制备例1：取聚对苯二甲酸丁二醇酯30kg、乙烯-辛烯共聚物6kg、萜烯树脂5kg、聚酰胺树脂3kg、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷2kg、聚乙烯蜡1kg、钙锌稳定剂0.5kg以及金红石型钛白粉30kg，以400r/min的速度进行混合10min，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，在300℃的温度下挤出造粒，得到耐高温色母粒。
制备例2：取聚对苯二甲酸丁二醇酯35kg、乙烯-辛烯共聚物7kg、萜烯树脂6kg、聚酰胺树脂3.5kg、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷2.5kg、聚乙烯蜡1.5kg、钙锌稳定剂0.75kg以及金红石型钛白粉35kg，以500r/min的速度进行混合13min，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，在305℃的温度下挤出造粒，得到耐高温色母粒。
制备例3：聚对苯二甲酸丁二醇酯40kg、乙烯-辛烯共聚物8kg、萜烯树脂7kg、聚酰胺树脂4kg、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷3kg、聚乙烯蜡2kg、钙锌稳定剂1kg以及金红石型钛白粉40kg，以600r/min的速度进行混合15min，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，在310℃的温度下挤出造粒，得到耐高温色母粒。
制备例4：本制备例与制备例1的不同之处在于，原料中不包含乙烯-辛烯共聚物和萜烯树脂。
制备例5：本制备例与制备例1的不同之处在于，原料中不包含聚酰胺树脂。
制备例6：本制备例与制备例1的不同之处在于，原料中不包含鲸蜡基聚二甲基硅氧烷。
二、实施例
以下实施例中的瓶级PET聚酯切片采用湖南逸盛石化有限公司提供的型号为YS-W01的瓶级PET聚酯切片；所述耐高温PET薄膜采用汕头市金平区潮发包装材料有限公司提供的耐高温PET薄膜。
实施例1：参见图1，一种防刮花耐高温吸塑胶片包括胶片主体1以及分别设于胶片主体1两侧的防刮层2；胶片主体1包括芯层11以及分别设于芯层11两侧的耐高温层12；芯层11由瓶级PET聚酯切片制得；耐高温层12由耐高温色母粒制得；防刮层2由耐高温PET薄膜制得；其中芯层11与耐高温层12的厚度比为6:2，防刮层2的厚度为14μm。
一种防刮花耐高温吸塑胶片采用如下方法制备而得：
S1、预处理：将瓶级PET聚酯切片以及耐高温色母粒(选自制备例1制备的耐高温色母粒)分别经过预热、一次干燥以及二次干燥后备用；其中预热温度为150℃，预热时间为2h；一次干燥温度为160℃，一次干燥时间为10h；二次干燥温度为240℃，二次干燥时间为200min；
S2、胶片主体的复合：将经过预处理后的瓶级PET聚酯切片与耐高温色母粒置于双螺杆挤出机中，使双螺杆挤出机的主机对瓶级PET聚酯切片进行熔融加工，得到芯层；使双螺杆挤出机的副机对耐高温色母粒进行熔融加工，得到耐高温层；通过挤出、压延、冷却成型后，使耐高温层分别位于芯层的两侧，得到胶片主体；主机分为五个区，各区段的温度分别为一区为280℃、二区为285℃、三区为290℃、四区为295℃、五区为295℃、模口295℃；副机分为五个区，各区段的温度分别为一区为265℃、二区为270℃、三区为275℃、四区为280℃、五区为280℃、模口275℃；
S3、吸塑胶片的复合：在胶片主体的两侧分别放置耐高温PET薄膜，在温度为280℃、牵引速度为3m/s的条件下，将耐高温PET薄膜与胶片主体进行复合，得到防刮层，从而得到包含一层芯层、两层耐高温层以及两侧防滑层的防刮花耐高温吸塑胶片。
实施例2：一种防刮花耐高温吸塑胶片采用如下方法制备而得：
S1、预处理：将瓶级PET聚酯切片以及耐高温色母粒(选自制备例2制备的耐高温色母粒)分别经过预热、一次干燥以及二次干燥后备用；其中预热温度为155℃，预热时间为3h；一次干燥温度为165℃，一次干燥时间为12h；二次干燥温度为260℃，二次干燥时间为250min；
S2、胶片主体的复合：将经过预处理后的瓶级PET聚酯切片与耐高温色母粒置于双螺杆挤出机中，使双螺杆挤出机的主机对瓶级PET聚酯切片进行熔融加工，得到芯层；使双螺杆挤出机的副机对耐高温色母粒进行加工，得到耐高温层；通过挤出、压延、冷却成型后，使耐高温层分别位于芯层的两侧，得到胶片主体，其中芯层与耐高温层的厚度比为6.5:1.75，防刮层的厚度为16μm；主机分为五个区，各区段的温度分别为一区为285℃、二区为290℃、三区为295℃、四区为300℃、五区为300℃、模口300℃；副机分为五个区，各区段的温度分别为一区为270℃、二区为275℃、三区为280℃、四区为285℃、五区为285℃、模口280℃；
S3、吸塑胶片的复合：在胶片主体的两侧分别放置耐高温PET薄膜，在温度为300℃、牵引速度为4m/s的条件下，将耐高温PET薄膜与胶片主体进行复合，得到防刮层，从而得到包含一层芯层、两层耐高温层以及两侧防滑层的防刮花耐高温吸塑胶片。
实施例3：一种防刮花耐高温吸塑胶片采用如下方法制备而得：
S1、预处理：将瓶级PET聚酯切片以及耐高温色母粒(选自制备例3制备的耐高温色母粒)分别经过预热、一次干燥以及二次干燥后备用；其中预热温度为160℃，预热时间为4h；一次干燥温度为170℃，一次干燥时间为14h；二次干燥温度为280℃，二次干燥时间为300min；
S2、胶片主体的复合：将经过预处理后的瓶级PET聚酯切片与耐高温色母粒置于双螺杆挤出机中，使双螺杆挤出机的主机对芯层的原料，瓶级PET聚酯切片进行熔融加工；双螺杆挤出机的副机对耐高温层的原料，耐高温色母粒进行熔融加工；通过挤出、压延、冷却成型后，使耐高温层分别位于芯层的两侧，得到胶片主体，其中芯层与耐高温层的厚度比为7:1.5，防刮层的厚度为18μm；主机分为五个区，各区段的温度分别为一区为290℃、二区为295℃、三区为300℃、四区为305℃、五区为305℃、模口305℃；副机分为五个区，各区段的温度分别为一区为275℃、二区为280℃、三区为285℃、四区为290℃、五区为290℃、模口285℃；
S3、吸塑胶片的复合：在胶片主体的两侧分别放置耐高温PET薄膜，在温度为320℃、牵引速度为5m/s的条件下，将耐高温PET薄膜与胶片主体进行复合，得到防刮层，从而得到包含一层芯层、两层耐高温层以及两侧防滑层的防刮花耐高温吸塑胶片。
三、对比例
对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于，耐高温色母粒选自制备例4制备的耐高温色母粒。
对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于，耐高温色母粒选自制备例5制备的耐高温色母粒。
对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于，耐高温色母粒选自制备例6制备的耐高温色母粒。
四、性能测试：采用如下标准或方法，对实施例1-3以及对比例1-3中吸塑胶片的性能进行测试，将测试结果示于表1。
拉伸强度：根据GB/T1040-2006《塑料拉伸性能的测定》对吸塑胶片的拉伸强度进行测试。
断裂伸长率：根据GB/T1040-2006《塑料拉伸性能的测定》对吸塑胶片的断裂伸长率进行测试。
冲击强度：根据GB/T1043.1-2008《塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》，对吸塑胶片的冲击强度进行测试。
弯曲强度：根据GB/T9341-2008《塑料弯曲性能的测定》，对吸塑胶片的弯曲强度侧向测试。
耐热性能：根据GB/T1634-1979《塑料弯曲负载热变形温度(简称热变形温度)试验方法》，对吸塑胶片的热变形温度进行测试。
防刮花性能：采用划环对吸塑胶片的表面防刮花性能进行测试，将划环以45°角下压至吸塑胶片的表面，以逐级增加压在吸塑模板上的负荷，直至吸塑胶片的表面产生划伤为止；其中划环以洛氏硬度为58的抛光钢棒制成，其粗糙度<0.05μm，钢棒的直径为1.6mm，划环外圈直径为(3.25±0.05)mm。
表1
Figure BDA0002002990200000071
由以上数据可知，本发明制备的吸塑胶片具有优良的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度以及弯曲强度，说明其具有良好的力学强度以及弯曲柔韧性；热变形温度大于160℃，说明本发明中的吸塑胶片具有优异的耐高温性能；划环对吸塑胶片的划伤负荷大于4.5N，说明本发明的吸胶片具有良好的防刮花性能；综上所述，本发明制备的吸塑胶片具有优异的力学强度、弯曲柔韧性、耐高温性能以及防刮花性能。
对比例1中的耐高温色母粒选自制备例4制备的耐高温色母粒，该色母粒中不包含乙烯-辛烯共聚物和萜烯树脂，相较于实施例1，吸塑胶片的冲击强度以及弯曲强度明显降低，说明乙烯-辛烯共聚物和萜烯树脂的加入可以明显提高吸塑胶片的抗冲击性能以及柔韧性。
对比例2中的耐高温色母粒选自制备例5制备的耐高温色母粒，该色母粒中原料中不包含聚酰胺树脂，相较于实施例1，吸塑胶片的拉伸强度、断裂伸长率有所下降，说明聚酰胺树脂可以改善吸塑胶片的力学强度；热变形温度明显降低，说明聚酰胺树脂的加入可以提高吸塑胶片的耐高温性能。
对比例3的耐高温色母粒选自制备例6制备的耐高温色母粒，该原料中不包含鲸蜡基聚二甲基硅氧烷，相较于实施例1，吸塑胶片的拉伸强度、断裂伸长率以及热变形温度均有是下降，说明鲸蜡基聚二甲基硅氧烷的加入可以改善吸塑胶片的力学强度以及耐高温性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种防刮花耐高温吸塑胶片，其特征在于：包括胶片主体以及分别设于胶片主体两侧的防刮层；所述胶片主体包括芯层以及分别设于芯层两侧的耐高温层；
所述芯层由瓶级PET聚酯切片制得；
所述耐高温层由耐高温色母粒制得；
所述防刮层由耐高温PET薄膜制得；
所述耐高温色母粒由包含以下重量份的原料制得：聚对苯二甲酸丁二醇酯30-40份、乙烯-辛烯共聚物6-8份、萜烯树脂5-7份、聚酰胺树脂3-4份、鲸蜡基聚二甲基硅氧烷2-3份、聚乙烯蜡1-2份、钙锌稳定剂0.5-1份以及颜料30-40份；所述耐高温色母粒采用如下方法制备：按照比例将原料以400-600r/min的速度进行混合10-15min，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，在300-310℃的温度下挤出造粒，得到耐高温色母粒。
2.根据权利要求1所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片，其特征在于：所述芯层与耐高温层的厚度比为（6-7）:（1.5-2）。
3.根据权利要求1所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片，其特征在于：所述防刮层的厚度为14-18μm。
4.根据权利要求1所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、预处理：将瓶级PET聚酯切片以及耐高温色母粒分别经过预热、一次干燥以及二次干燥后备用；
S2、胶片主体的复合：将经过预处理后的瓶级PET聚酯切片与耐高温色母粒置于双螺杆挤出机中，使双螺杆挤出机的主机对瓶级PET聚酯切片进行熔融加工，加工温度为280-305℃，得到芯层；使双螺杆挤出机的副机对耐高温色母粒进行熔融加工，加工温度为265-290℃，得到耐高温层；通过挤出、压延、冷却成型后，使耐高温层分别位于芯层的两侧，得到胶片主体；
S3、吸塑胶片的复合：在胶片主体的两侧分别放置耐高温PET薄膜，在温度为280-320℃、牵引速度为3-5m/s的条件下，将耐高温PET薄膜与胶片主体进行复合，得到防刮层，从而得到包含一层芯层、两层耐高温层以及两侧防刮层的防刮花耐高温吸塑胶片。
5.根据权利要求4所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，其特征在于： S1中的预热温度为150-160℃，预热时间为2-4h。
6.根据权利要求4所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，其特征在于： S1中的一次干燥温度为160-170℃，一次干燥时间为10-14h。
7.根据权利要求4所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，其特征在于：S1中的二次干燥温度为240-280℃，二次干燥时间为200-300min。
8.根据权利要求4所述的一种防刮花耐高温吸塑胶片的制备方法，其特征在于：主机分为五个区，各区段的温度分别为一区为280-290℃、二区为285-295℃、三区为290-300℃、四区为295-305℃、五区为295-305℃、模口295-305℃；副机分为五个区，各区段的温度分别为一区为265-275℃、二区为270-280℃、三区为275-285℃、四区为280-290℃、五区为280-290℃、模口275-285℃。
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