CN110667198B - 一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于救生圈用材料技术领域，尤其涉及一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜，包括由上到下依次设置的金属层、防滑层、防刺破层和基膜层，所述防滑层设置有压纹，所述防滑层包括72~85wt%的聚氯乙烯、6~10wt%的填充剂、2~5wt%的发泡剂、6~9wt%的发泡调节剂和1~2wt%防滑剂，所述防刺破层包括无纺布层以及设置于所述无纺布层表面的硅化碳颗粒层，所述硅化碳颗粒层由硅化碳颗粒以及粘结剂组成。相比于现有技术，该薄膜能防刺破，而且遇水不容易打滑，使用寿命高，安全保障高。

Description

一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于救生圈用材料技术领域，尤其涉及一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜及其制备方法。
背景技术
救生圈是水上救生设备中较为常用的一种设备，应用比较广泛，设计船舶航运、水上作业、抗洪救灾以及水上旅游休闲活动等。通常由软木、泡沫塑料或其他比重较小的轻型材料制成，外面包上帆布、塑料等。供游泳练习使用的救生圈也可以用橡胶制成，内充空气，也叫做橡皮圈。
目前现有的救生圈主要有两种，一种是充气式救生圈，这种救生圈圈内部结构为空心结构，在救生圈上开设有充气口，当需要使用救生圈时只需通过充气口对救生圈内部充气即可使用，这种救生圈携带、储存方便，但是容易因破损或充气口损坏而导致内部气体泄漏，导致救生圈无法正常使用。另一种是实心救生圈，这种救生圈是采用聚苯乙烯塑料或聚丙烯材料制成的实心结构的救生圈，可以解决充气式救生圈容易泄漏致使不能正常使用的缺点。实心救生圈尽管在塑料材料外部增加了防水保护膜，但是现有的保护膜仍然存在有以下不足：1）由于保护膜强度不够，导致容易被刺破损坏，使用寿命短；2）由于保护膜的防滑功能不够，导致遇水容易打滑，可能掉落，影响救生，没有安全保障。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜，该薄膜能防刺破，而且遇水不容易打滑，使用寿命高，安全保障高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜，包括由上到下依次设置的金属层、防滑层、防刺破层和基膜层，所述防滑层设置有压纹，所述防滑层包括72~85wt%的聚氯乙烯、6~10wt%的填充剂、2~5wt%的发泡剂、6~9wt%的发泡调节剂和1~2wt%防滑剂，所述防刺破层包括无纺布层以及设置于所述无纺布层表面的硅化碳颗粒层，所述硅化碳颗粒层由硅化碳颗粒以及粘结剂组成。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述金属层通过不导电金属镀膜方式形成于所述防滑层的表面。所述金属层的主要成分为锡或铟或铟锡合金，金属层具有银白色光泽，在黑暗环境中具有较好的识别度。而且金属层不与空气中的氧气发生反应，稳定性较好。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述填充剂为经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝，所述填充剂的粒径为20~80nm。填充剂的颗粒控制在合适的范围内，有利于给防滑层预留合适的孔隙，提高防滑层的防滑性能。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述防滑剂由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以（1~4）:（0.1~1）:（0.1~1）的质量比混合组成；所述无机填充料为钛白粉、轻质碳酸钙或氧化锌；所述有机填充料为醋酸、醋酐、柠檬酸或乙二酸。防滑剂有利于改善防滑层的防滑性能，发泡聚氯乙烯起到协同作用。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述硅化碳颗粒包括大粒径颗粒和小粒径颗粒，所述大粒径颗粒的粒径大小为125~132μm；所述小粒径颗粒的粒径大小为28~45μm。采用两种不同粒径的硅化碳颗粒进行混合，使得防刺破层中硅化碳颗粒颗粒与颗粒之间能更加紧密的结合，更有利于提高防刺破层的强度。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述粘结剂为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶、环氧树脂、新戊二醇二丙烯酸酯和聚偏氟乙烯中的至少一种。
作为本发明所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的一种改进，所述基膜层为PET膜层。
本发明的目的之二在于：提供一种说明书前文任一段所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将硅化碳颗粒与粘结剂混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层；
步骤二，按质量百分比，将聚氯乙烯、填充剂、发泡剂、发泡调节剂和防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，并进行压纹处理，形成防滑层；
步骤三，将防滑层、防刺破层和基膜层三者依次叠合并进行热压；
步骤四，在真空度为0.025pa下，在防滑层的表面镀上金属层，制得镀有金属层的防滑防刺破薄膜。
本发明的目的之三在于：提供一种说明书前文任一段所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜在救生圈中的应用。
本发明的有益效果在于：
1）本发明中的防滑层中通过对聚氯乙烯进行发泡，使得其具有多孔隙结构，从而起到较好的防滑作用，而且本发明的防滑层设置有压纹，不仅更进一步改善了防滑效果，而且外表美观。
2）本发明的防刺破层由无纺布和硅化碳颗粒层构成，其中，无纺布的韧度和强度较好，具有一定的防刺破作用，而硅化碳颗粒其防刺破强度较高，在多次反复使用后，硅化碳颗粒的结构不会发生改变，因此，在无纺布和硅化碳颗粒的配合作用下使得薄膜整体具有良好的防刺破性能。
3）本发明采用真空镀膜的方式在防滑层的表面镀上一层具有银白色光泽的金属层，在不破坏薄膜的防滑性能和防刺破性能时，使得薄膜具有更高的金属质感，在黑暗环境中使用时能更容易被识别。
4）本发明制得的镀有金属层的防滑防刺破薄膜优选用于救生圈领域，使用寿命高，安全保障高。当然，其也可以用于其它领域的防滑防刺破。
附图说明
图1是本发明中镀有金属层的防滑防刺破薄膜的结构示意图。
图2是本发明中防滑层的结构示意图。
其中：1-金属层，2-防滑层，3-防刺破层，4-基膜层，21-压纹，31-无纺布层，32-硅化碳颗粒层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
如图1~2所示，一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜，包括由上到下依次设置的金属层1、防滑层2、防刺破层3和基膜层4，防滑层2设置有压纹21，防滑层2包括72~85wt%的聚氯乙烯、6~10wt%的填充剂、2~5wt%的发泡剂、6~9wt%的发泡调节剂和1~2wt%防滑剂，防刺破层3包括无纺布层31以及设置于无纺布层31表面的硅化碳颗粒层32，硅化碳颗粒层32由硅化碳颗粒以及粘结剂组成。
进一步地，金属层1通过不导电金属镀膜方式形成于防滑层的表面。
进一步地，填充剂为经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝，填充剂的粒径为20~80nm。填充剂的颗粒控制在合适的范围内，有利于给防滑层预留合适的孔隙，提高防滑层的防滑性能。
进一步地，发泡剂为偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯。
进一步地，防滑剂由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以（1~4）:（0.1~1）:（0.1~1）的质量比混合组成；无机填充料为钛白粉、轻质碳酸钙或氧化锌；有机填充料为醋酸、醋酐、柠檬酸或乙二酸。防滑剂有利于改善防滑层的防滑性能，发泡聚氯乙烯起到协同作用。
进一步地，硅化碳颗粒包括大粒径颗粒和小粒径颗粒，大粒径颗粒的粒径大小为125~132μm；小粒径颗粒的粒径大小为28~45μm。采用两种不同粒径的硅化碳颗粒进行混合，使得防刺破层中硅化碳颗粒颗粒与颗粒之间能更加紧密的结合，更有利于提高防刺破层的强度。
进一步地，粘结剂为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶、环氧树脂、新戊二醇二丙烯酸酯和聚偏氟乙烯中的至少一种。
进一步地，基膜层4为PET膜层。
实施例1
一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将粒径为128μm的大粒径硅化碳颗粒、粒径为36μm的小粒径硅化碳颗粒与聚偏氟乙烯混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层；
步骤二，将78wt%的聚氯乙烯、8wt%的粒径为50nm且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝、2wt%的偶氮二甲酰胺和2wt%偶氮二甲酸二异丙酯、8wt%的发泡调节剂ZB-750和2wt%由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以2.5:0.5:0.5的质量比混合组成的防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，并进行压纹处理，形成防滑层；
步骤三，将防滑层、防刺破层和基膜层三者依次叠合并进行热压；
步骤四，在真空度为0.025pa下，在防滑层的表面镀上金属层，制得镀有金属层的防滑防刺破薄膜。
实施例2
与实施例1不同的是：
步骤一，将粒径为125μm的大粒径硅化碳颗粒、粒径为45μm的小粒径硅化碳颗粒与聚偏氟乙烯混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是：
步骤一，将粒径为132μm的大粒径硅化碳颗粒、粒径为28μm的小粒径硅化碳颗粒与聚偏氟乙烯混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例4
与实施例1不同的是：
步骤二，将78wt%的聚氯乙烯、10wt%的粒径为20nm且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝、2wt%的偶氮二甲酰胺和1wt%偶氮二甲酸二异丙酯、8wt%的发泡调节剂ZB-750和1wt%由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以1:0.1:0.1的质量比混合组成的防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，形成防滑层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例5
与实施例1不同的是：
步骤二，将80wt%的聚氯乙烯、6wt%的粒径为80nm且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝、2wt%的偶氮二甲酰胺和2wt%偶氮二甲酸二异丙酯、8wt%的发泡调节剂ZB-750和2wt%由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以2.5:0.5:0.5的质量比混合组成的防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，形成防滑层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例6
与实施例1不同的是：
步骤二，将78wt%的聚氯乙烯、8wt%的粒径为80nm且经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯前段共聚物处理过的纳米氧化铝、2wt%的偶氮二甲酰胺和2wt%偶氮二甲酸二异丙酯、8wt%的发泡调节剂ZB-750和2wt%由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以4:1:1的质量比混合组成的防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，形成防滑层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例1
与实施例1不同的是：
步骤一，以无纺布层作为防刺破层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例2
与实施例1不同的是：
步骤一，将粒径为125μm的硅化碳颗粒与聚偏氟乙烯混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例3
与实施例1不同的是：
步骤一，将粒径为45μm的硅化碳颗粒与聚偏氟乙烯混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
对比例4
步骤二，将78wt%的聚氯乙烯、10wt%的粒径为50nm纳米氧化铝、4wt%的偶氮二甲酰胺、8wt%的发泡调节剂ZB-750混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，形成防滑层。
其余同实施例1，这里不再赘述。
性能测试
对以上制得层薄膜进行摩擦系数测试以及刺破性能测试，具体结果如表1所示。
1）干态摩擦系数测试：将ASTM摩擦系数测试仪水平放置在干的薄膜上，采用“干态”测试模式，沿水平方向拉动拉环并读取干态下的静态摩擦系数。
2）湿态摩擦系数测试：用水彻底浸润样品表面，并把ASTM摩擦系数测试仪调至“湿态”测试模式，以与1）相同的方法测得湿态下的静态摩擦系数。
3）刺破性能测试：采用材料实验机测试，将薄膜放入夹具中，刺以100mm/min速率刺向薄膜中心，刺破过程中的最大载荷即为刺破强度。
表1 性能测试结果
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由实施例1~3和对比例1~3对比可知，当硅化碳颗粒中大粒径颗粒和小粒径颗粒在限定的范围内做任意搭配时，其对薄膜防刺破层的刺破强度有一定影响，但总体地，薄膜的刺破强度保持在一个较高值，特别是相对于只有单独一层无纺布作为防刺破层的薄膜以及硅化碳颗粒层中只单独添加一种粒径的硅化碳颗粒的薄膜，也就是说，通过在无纺布层表面设置含有大粒径颗粒和小粒径颗粒的硅化碳颗粒层有利于改善防刺破层的防刺破性能。
另外，由实施例1、4~6以及对比例4对比可知，当防滑层中各组分在限定的质量比范围内进行任意搭配时，实施例1和4~6的薄膜其摩擦系数均保持在一个相对稳定的值，不管是干态还是湿态，其摩擦系数均较大，也就是说该薄膜遇水后仍然具有较高的摩擦系数，具有较好的防滑性能；而对比例4中未添加防滑剂且未设置压纹，其摩擦系数明显小于实施例1和4~6的，由此可见，防滑剂的添加以及压纹的设置确实能有效改善防滑层的防滑性能。
综上，在本发明中，防滑层更进一步改善了防滑效果，防刺破层在无纺布和硅化碳颗粒的配合作用下使得薄膜整体具有良好的防刺破性能。本发明制得的镀有金属层的防滑防刺破薄膜优选用于救生圈领域，使用寿命高，安全保障高。当然，其也可以用于其它领域的防滑防刺破。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：包括由上到下依次设置的金属层、防滑层、防刺破层和基膜层，所述防滑层设置有压纹，所述防滑层包括72~85wt%的聚氯乙烯、6~10wt%的填充剂、2~5wt%的发泡剂、6~9wt%的发泡调节剂和1~2wt%防滑剂，所述防刺破层包括无纺布层以及设置于所述无纺布层表面的硅化碳颗粒层，所述硅化碳颗粒层由硅化碳颗粒以及粘结剂组成，所述防滑剂由橡胶粒子、无机填充料和有机填充料以（1~4）:（0.1~1）:（0.1~1）的质量比混合组成，所述无机填充料为钛白粉、轻质碳酸钙或氧化锌，所述有机填充料为醋酸、醋酐、柠檬酸或乙二酸，所述硅化碳颗粒包括大粒径颗粒和小粒径颗粒，所述大粒径颗粒的粒径大小为125~132μm，所述小粒径颗粒的粒径大小为28~45μm。
2.根据权利要求1所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：所述金属层通过不导电金属镀膜方式形成于所述防滑层的表面。
3.根据权利要求1所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：所述填充剂为经马来酸酐接枝苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌 段共聚物处理过的纳米氧化铝，所述填充剂的粒径为20~80nm。
4.根据权利要求1所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯。
5.根据权利要求1所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：所述粘结剂为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、丁苯橡胶、环氧树脂、新戊二醇二丙烯酸酯和聚偏氟乙烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜，其特征在于：所述基膜层为PET膜层。
7.一种权利要求1~6任一项所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将硅化碳颗粒与粘结剂混合搅拌形成浆料A，将浆料A均匀涂覆于无纺布层表面，形成防刺破层；
步骤二，按质量百分比，将聚氯乙烯、填充剂、发泡剂、发泡调节剂和防滑剂混合搅拌形成浆料B，将浆料B均匀涂覆于防刺破层的一面，并进行压纹处理，形成防滑层；
步骤三，将防滑层、防刺破层和基膜层三者依次叠合并进行热压；
步骤四，在真空度为0.025P a下，在防滑层的表面镀上金属层，制得镀有金属层的防滑防刺破薄膜。
8.一种权利要求1~6任一项所述的镀有金属层的防滑防刺破薄膜在救生圈中的应用。
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