CN110157030A - 一种离型膜的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离型膜的制备工艺，解决了现有的离型膜制备过程存在引发剂反应不稳定，影响共聚反应，且离型膜的综合性能有待进一步提高的问题。本发明包括如下步骤：采用顺丁烯二酸酐对基材薄膜进行改性，采用含有乙烯基的氟硅预聚体、丙烯酸酯类单体以及引发剂制备离型剂，再将离型剂涂覆在基材薄膜上形成离型膜，在制备离型剂时，改进反应釜设备。本发明具有引发剂的引发效率高，制备的离型膜综合性能高等优点。

Description

一种离型膜的制备工艺

技术领域

本发明涉及离型膜制备技术领域，具体涉及一种离型膜的制备工艺。

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的条件下接触后不具有粘性，或轻微的粘性，通常情况下为了增加塑料薄膜的离型力，会将塑料薄膜做等离子处理，或涂氟处理，或涂硅(silicone)离型剂于薄膜材质的表层上，如PET、PE、OPP等等；让它对于各种不同的有机压感胶(如热融胶、亚克力胶和橡胶系的压感胶)可以表现出极轻且稳定的离型力。根据不同所需离型膜离型力，隔离产品胶的粘性不同，离型力相对应调整，使之在剥离时达到极轻且稳定的离型力。

但是在众多的离型膜产品中，仍然是国外的产品占主导，主要因为其制备的离型膜性能好，其洁净度、平整性和抗静电等指标都达不到电子和模切等行业的使用要求。而高端产品的需求则只能依靠进口，特别是在电子行业应用的离型膜，严重的制约了我国相关行业的发展，进口的离型膜价格高，供货周期长使得国内用户深受困扰。

影响离型膜性能的因素有很多，一方面来自于配方，另一方面来自于制备工艺和设备。

为了制备出性能好的离型膜，现在人们从开始单一的采用现有物质的混合制备离型剂到现在通过单体反应制备离型剂，然后将离型剂涂覆在基材上，使得最终的离型膜表现出更好的性能，但是在制备离型剂的过程中，涉及到物料的配比，引发剂的选择和反应釜设备的条件等都对影响着离型剂的反应生成过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的离型膜制备过程存在引发剂反应不稳定，影响共聚反应，且离型膜的综合性能有待进一步提高。

本发明提供了解决上述问题的一种离型膜的制备工艺。

本发明通过下述技术方案实现：

一种离型膜的制备工艺，包括如下步骤：采用顺丁烯二酸酐对基材薄膜进行改性，采用含有乙烯基的氟硅预聚体、丙烯酸酯类单体以及引发剂制备离型剂，再将离型剂涂覆在基材薄膜上形成离型膜。

进一步地，所述基材薄膜为PET。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述含有乙烯基的氟硅预聚体由氟化硅烷单体和有机硅单体共聚而成，所述氟化硅烷单体与所述有机硅单体的质量比为1:2～1:10。

进一步地，所述氟化硅烷单体包括十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷和十二庚基丙基甲基二甲氧基硅烷，三者的质量比为1:1:2。

进一步地，氟化硅烷单体与所述有机硅单体的质量比为1:3～1:5。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，按照质量百分比计算，所述丙烯酸酯类单体包括：丙烯酸40％～50％；丙烯酸甲酯10％～15％；丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯10％～20％；苯乙烯5％～10％；甲基丙烯酸异丁酯5％～10％。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述顺丁烯二酸酐占所述基材薄膜的质量百分比为：0.2～0.5％。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述离型剂还包括固化剂和溶剂，所述溶剂包括甲苯和乙二醇甲醚。

进一步地，所述固化剂为MX-100氮丙啶。

进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述离型剂的制备在密闭的反应釜中进行，所述离型剂的制备方法为：先将所述氟硅预聚体与丙烯酸酯类单体以及部分甲苯加入到反应釜中，加热，向反应釜中通入乙二醇甲醚蒸汽，使其完全填充整个反应釜，再喷入加热后的溶于甲苯中的引发剂，向反应釜中国通入乙二醇甲醚蒸汽，排除反应釜的釜体内部的空气，有利于减少共聚反应过程中氧气对共聚反应的减缓或阻止等不利作用，当乙二醇甲醚蒸汽将氧气排除干净后，喷入引发剂，引发剂充分分散，会与釜体中充满的乙二醇甲醚蒸汽充分接触，而引发剂过氧化苯甲酰会与乙二醇甲醚反应生成初始自由基，而这个自由基一旦与釜体内的反应物单体接触，就可引发共聚反应，提高了引发剂的引发速度，提高了共聚反应的速度。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述反应釜包括釜体，盖体，搅拌轴，搅拌桨，原料加入口和进气口，所述盖体内部设置有向下的喷管，所述釜体内部设置有向上的喷雾装置，所述喷雾装置喷入加热的乙二醇甲醚，引发剂从喷管从上向下喷出，所述喷雾装置从下向上喷入乙二醇甲醚，这样可以实现引发剂过氧化苯甲酰和稀释剂乙二醇甲醚的充分反应。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述喷雾装置包括中部开设有通孔的中空盘体，所述中空盘体设置向上的喷雾管，所述中空盘体还设置有收集孔，所述收集孔与收集腔连通，所述搅拌轴靠近所述中空盘体的部位设置有环形凹槽，所述环形凹槽下方的搅拌轴设置有环形通孔并与所述环形凹槽相通，所述收集腔的出口端伸入所述环形凹槽中，所述环形通孔的下端延伸至所述搅拌轴的下端且与外界相通。

所述中空盘体一方面与外界的稀释剂储存罐连通，通过喷雾管向上喷出乙二醇甲醚，另一方面在向下喷出的引发剂与向上喷出的乙二醇甲醚接触反应后会落入到中空盘体上，通过收集孔流向收集腔，然后再沿环形凹槽向下流入到环形通孔中，直至流到搅拌轴的下端，而随着搅拌轴的转动，在离心力的作用下，反应后生成的自由基会在装有氟硅预聚体与丙烯酸酯类单体以及部分甲苯的溶液中快速混合，促进与之接触的预聚体和单体快速共聚反应，而对于从环形通孔中流下的还来不及反应的引发剂，也会在离心力和下面溶液中快速分解出自由基引发共聚反应。

本发明优选一种离型膜的制备工艺，所述中空盘体的中部向下倾斜，这样有利于收集乙二醇甲醚和过氧化苯甲酰的混合物或已经反应生成的自由基。

本发明具有如下的有益效果：

1、本发明制备含氟离型剂，可改善有机硅离型剂引起的耐迁移型差的问题，且提高了耐热、耐磨、耐粘污性等。

2、本发明采用顺丁烯二酸酐对基材薄膜进行改性，提高了离型剂与基材的结合力。

3、本发明通过改进离型剂的制备设备和工艺，使得引发剂引发共聚反应效率更高，引发剂的利用率更高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明反应釜结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-釜体，2-盖体3-原料加入口，4-进气口，5-喷管，6-搅拌电机，7-搅拌轴，8-搅拌桨，9-环形凹槽，10-环形通孔，11-中空盘体，12-喷雾管，13-收集孔，14-收集腔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种离型膜的制备工艺，包括如下步骤：采用顺丁烯二酸酐对基材薄膜进行改性，采用含有乙烯基的氟硅预聚体、丙烯酸酯类单体以及引发剂制备离型剂，再将离型剂涂覆在基材薄膜上形成离型膜。

所述基材薄膜为PET。

所述顺丁烯二酸酐占所述基材薄膜的质量百分比为：0.2～0.5％。

采用顺丁烯二酸酐对PET基材薄膜进行改性的方法为：：将顺丁烯二酸酐与PET按重量比例1:9混合，熔融共混，经10-20度冷却4小时后得到改性的基材。

所述含有乙烯基的氟硅预聚体由氟化硅烷单体和有机硅单体共聚而成，所述氟化硅烷单体与所述有机硅单体的质量比为1:3。

所述氟化硅烷单体包括十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷和十二庚基丙基甲基二甲氧基硅烷，三者的质量比为1:1:2。

所述有机硅单体包括：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷，且四者的质量比为1:1:2:2。

含有乙烯基的氟硅预聚体的制备方法为：

按照上述配比称取氟化硅烷单体和有机硅单体备用；向质量分数为60％的乙醇溶液中加入0.2％45％的盐酸溶液形成盐酸水溶液；把无水乙醇加入至带冷凝器、温度计和搅拌器的烧瓶中，搅拌加热至30℃；将氟化硅烷单体和有机硅单体加入上述烧瓶中，并均匀滴加配置好的盐酸水溶液，在50℃温度下均匀搅拌2-3小时，待反应完全后停止搅拌；把得到的溶液在100℃下蒸馏，待溶剂和未反应完全的单体蒸馏后即可得乙烯基封端的氟硅预聚体。

按照质量百分比计算，所述丙烯酸酯类单体包括：丙烯酸40％～50％；丙烯酸甲酯10％～15％；丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯10％～20％；苯乙烯5％～10％；甲基丙烯酸异丁酯5％～10％。

所述氟硅预聚体与所述丙烯酸酯类单体的质量比为1:1.2。

所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述引发剂的用量为：所有单体总质量的2％。

所述反应物单体与所述溶剂的质量比为1:3，所述溶剂包括甲苯和乙二醇甲醚，所述甲苯和乙二醇甲醚的质量比为1:2。

所述离型剂的制备方法为：将所有的氟硅预聚体与所述丙烯酸酯类单体和部分甲苯加入到反应釜中，密封反应釜，开启搅拌并加热至85℃，加热乙二醇甲醚使其产生蒸汽，并通入到反应釜中，直至排除所有的空气，再将加热到85℃的过氧化苯甲酰的甲苯溶液喷入到反应釜的釜体1中，随后加入加热后的乙二醇甲醚进行喷雾直至氧化苯甲酰甲苯溶液和乙二醇甲醚加入完毕，提升温度值95℃保温4h，待反应完全，冷却、出料，得聚合物乳液；将得到的聚合物乳液加入固化剂、甲苯和乙二醇甲醚制成涂布液，所述聚合物乳液：乙二醇甲醚：甲苯的质量比为1:1:2，使用涂布机涂布在PET基材薄膜上再烘干得到离型膜，所述固化剂为MX-100氮丙啶，加入量为丙烯酸类单体质量的2％。

对比例1：PET基材薄膜不进行改性。

对比例2：采用有机硅预聚体代替氟硅预聚体。

对上述实施例进行性能测试：

1)离型层与基材薄膜结合力测试：考察150和180℃条件下采用拉力机进行测试，拉力为2.0kgf/cm²，持续15-25min，观察离型膜的分层情况。

2)离型力测试：1、取25.4mm宽、200mm长的TESA 7475胶带贴于膜的测试面(离型面)，并用2KG标准碾压手辊碾往复碾压3次。操作时要一边贴全一边碾压，避免贴胶带时于离型膜之间有气泡；2、贴好胶带后静置20分钟，实验室的温湿度分别控制在23±2℃及50±5％；3、用双面胶贴于样片的非测试面并固定在标准钢板上，待测试；4、将材料安装上夹具，用拉力机以180度角拉伸测试胶带的方法测试，拉力机电脑显示的数据即为试片的离型力，取5个数值的平均值为测试结果。

3)残余粘着力的测试：将标准胶带(日东31B，25mm宽度)贴于离型膜上，用2kg标准压辊来回辊压3次，然后在70℃温度，2kg标准砝码的压力下老化20h，然后在室温下冷却0.5-2h，然后以300mm/min进行180°剥离，每组试样不少于3条；将步骤1中剥离下来的标准胶带再贴于标准不锈钢板或洁净的聚酯膜上，在2kg压力，室温下放置2h，然后以300mm/min进行180°剥离，得测试值L1，取平均值；将标准胶带贴于空或白样品(一般为标准不锈钢或洁净聚酯膜上，和步骤2所用材料必须相同)，用2kg标准压辊来回辊压3次，再在2kg压力室温下冷却2h，然后以300mm/min进行180°剥离，记录数值L0；每组试样不少于3条，取平均值；计算L1/L0*100％，即为残余粘着率。

将实施例1和对比例1、2按照上述测试方法进行测试得到的结果如下：

由此可见，对基材进行改性是制备本发明离型膜的必要手段，起着极其重要的作用，而通过引入含氟单体制备出的离型剂相比单用有机硅单体的离型剂在离型力和残余粘着力上表现出更优异的性能。

实施例2

如图1所示，本发明离型膜制备工艺所用到的反应釜，包括釜体1，盖体2，搅拌轴7，搅拌桨8，原料加入口3和进气口4，原料加入口3为两个，所述盖体2内部设置有向下的喷管5且其中一个原料加入口3连接，所述釜体1内部设置有向上的喷雾装置，所述喷雾装置喷入加热的乙二醇甲醚，引发剂从喷管5从上向下喷出，所述喷雾装置从下向上喷入乙二醇甲醚，这样可以实现引发剂过氧化苯甲酰和稀释剂乙二醇甲醚的充分反应。

所述反应釜还包括夹套、搅拌电机6，搅拌桨8，所述夹套中盛装硅油，所述夹套中设置有加热管，用于对硅油加热，所述反应釜的内部设置有温度传感器。

所述喷雾装置包括中部开设有通孔的中空盘体11，所述中空盘体11设置向上的喷雾管12，所述中空盘体11还设置有收集孔13，所述收集孔13与收集腔14连通，所述搅拌轴7靠近所述中空盘体11的部位设置有环形凹槽9，所述环形凹槽9下方的搅拌轴7设置有环形通孔10并与所述环形凹槽9相通，所述收集腔14的出口端伸入所述环形凹槽9中，所述环形通孔10的下端延伸至所述搅拌轴7的下端且与外界相通。

所述中空盘体11一方面与外界的稀释剂储存罐连通，通过喷雾管12向上喷出乙二醇甲醚，另一方面在向下喷出的引发剂与向上喷出的乙二醇甲醚接触反应后会落入到中空盘体11上，通过收集孔13流向收集腔14，然后再沿环形凹槽9向下流入到环形通孔10中，直至流到搅拌轴7的下端，而随着搅拌轴7的转动，在离心力的作用下，反应后生成的自由基会在装有氟硅预聚体与丙烯酸酯类单体以及部分甲苯的溶液中快速混合，促进与之接触的预聚体和单体快速共聚反应，而对于从环形通孔10中流下的还来不及反应的引发剂，也会在离心力和下面溶液中快速分解出自由基引发共聚反应。

所述中空盘体11的中部向下倾斜，这样有利于收集乙二醇甲醚和过氧化苯甲酰的混合物或已经反应生成的自由基。

实施例3

一种离型膜的制备工艺，包括离型剂的制备，包括如下步骤：将所有的氟硅预聚体与所述丙烯酸酯类单体溶解在部分甲苯中并通过右边的原料加入口3加入到反应釜中，密封反应釜，开启搅拌电机6，并加热至85℃，加热乙二醇甲醚使其产生蒸汽，并通过进气口4通入到反应釜中，直至排除所有的空气，再将加热到85℃的过氧化苯甲酰的甲苯溶液通过左边的原料加入口3喷入到反应釜的釜体1中，随后通过进气口4加入加热后的乙二醇甲醚进行喷雾直至氧化苯甲酰甲苯溶液和乙二醇甲醚加入完毕，引发剂过氧化苯甲酰和乙二醇甲醚充分接触后通过收集孔13流入到收集腔14，再流入环形凹槽9随着环形通孔10流下进入到釜体1底部的反应物单体溶液中，并随着搅拌轴7的转动，在离心力的带动下，迅速分散并引发反应物单体进行共聚反应，提升温度值95℃保温4h，待反应完全，冷却、从出料口出料，得离型剂聚合物乳液。

本发明中所述的“上”、“下”、“顶”、“低”等术语均以附图所示方位为准。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离型膜的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：采用顺丁烯二酸酐对基材薄膜进行改性，采用含有乙烯基的氟硅预聚体、丙烯酸酯类单体以及引发剂制备离型剂，再将离型剂涂覆在基材薄膜上形成离型膜。

2.根据权利要求1所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述含有乙烯基的氟硅预聚体由氟化硅烷单体和有机硅单体共聚而成，所述氟化硅烷单体与所述有机硅单体的质量百分比为1:2～1:10。

3.根据权利要求1或2所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，按照质量百分比计算，所述丙烯酸酯类单体包括：丙烯酸40％～50％；丙烯酸甲酯10％～15％；丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯10％～20％；苯乙烯5％～10％；甲基丙烯酸异丁酯5％～10％。

4.根据权利要求1或2所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述顺丁烯二酸酐占所述基材薄膜的质量百分比为：0.2～0.5％。

5.根据权利要求1或2所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述离型剂还包括固化剂和溶剂，所述溶剂包括甲苯和乙二醇甲醚。

6.根据权利要求5所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述离型剂的制备在密闭的反应釜中进行，所述离型剂的制备方法为：先将所述氟硅预聚体与丙烯酸酯类单体以及部分甲苯加入到反应釜中，加热，向反应釜中通入乙二醇甲醚蒸汽，使其完全填充整个反应釜，再喷入加热后的溶于甲苯中的引发剂，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

7.根据权利要求6所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述反应釜包括釜体，盖体，搅拌轴，搅拌桨，原料加入口和进气口，所述盖体内部设置有向下的喷管，所述釜体内部设置有向上的喷雾装置。

8.根据权利要求7所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述喷雾装置包括中部开设有通孔的中空盘体，所述中空盘体设置向上的喷雾管，所述中空盘体还设置有收集孔，所述收集孔与收集腔连通，所述搅拌轴靠近所述中空盘体的部位设置有环形凹槽，所述环形凹槽下方的搅拌轴设置有环形通孔并与所述环形凹槽相通，所述收集腔的出口端伸入所述环形凹槽中，所述环形通孔的下端延伸至所述搅拌轴的下端且与外界相通。

9.根据权利要求8所述的一种离型膜的制备工艺，其特征在于，所述中空盘体的中部向下倾斜。