CN111169128A - 一种多层共挤户外耐候薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及薄膜技术领域，更具体地，本发明涉及一种多层共挤户外耐候薄膜。由上至下依次包括耐腐蚀层1、功能色彩层2、粘结层3；所述耐腐蚀层1的厚度为5‑15μm；所述功能色彩层2的厚度为5‑40μm；所述粘结层3的厚度为5‑18μm。本发明提供的一种三层共挤户外耐候薄膜，可以长期的在户外、恶劣环境下使用，保证长时间色彩的鲜艳度，具备优异的耐候性，优异的耐腐蚀性，优异的水汽阻隔性。

Description

一种多层共挤户外耐候薄膜
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域，具体地，本发明涉及一种多层共挤户外耐候薄膜。
背景技术
随着社会经济的发展，人们的生活水平逐渐提高，人们对生活质量的要求也越来越高，人们对居住环境所使用的建筑材料和装饰材料要求也越来越高。传统的建筑材料和装饰材料多以天然材料为主，包括石材、木材等。
由于传统建材多为不可再生资源，加之在开采加工过程中对环境影响越来越大，越来越多的高分子复合建材被开发出来，其中聚氯乙烯便是其中的一种。然而，聚氯乙烯仍存在一些致命的缺点，导致了其在户外使用上发展比较缓慢。由于支链上的氯原子是不稳定的，聚氯乙烯的光、热、氧的稳定性极差，因此在实际使用过程中其户外使用收到了大大的限制，最直接表现为使用周期短，更换耗费大。所以需要提供一种可以长时间的在户外使用，耐候性的薄膜。
聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的耐化学性和户外耐候性、较高的机械强度和很好的热稳定性、优良的耐玷污性和灭菌能力、有效阻隔紫外线、完全抵御日光降解、高介电强度和体积电阻率等特殊性能，而且较其他氟聚物生产成本低，在各个领域得到了广泛应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种多层共挤户外耐候薄膜，由上至下依次包括耐腐蚀层1、功能色彩层2、粘结层3；所述耐腐蚀层1的厚度为5-15μm；所述功能色彩层2的厚度为5-40μm；所述粘结层3的厚度为5-18μm。
作为一种优选的技术方案，所述耐腐蚀层1的成分为聚偏氟乙烯改性料，所述聚偏氟乙烯改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯70-90份、成核剂0.1-2份、紫外吸收剂A0.1-2份、抗氧剂0.1-2份、分散剂A0.1-2份、甲基丙烯酸树脂5-10份。
作为一种优选的技术方案，所述功能色彩层2的成分为聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料，所述聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯60-80份、无机填料5-20份、色料1-10份、甲基丙烯酸树脂5-15份、丙烯酸树脂10-20份、分散剂B0.1-2份、紫外吸收剂B0.1-2份。
作为一种优选的技术方案，所述粘结层3的成分为丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料，所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：甲基丙烯酸树脂10-30份、丙烯酸树脂40-80份、聚偏氟乙烯5-20份、抗氧剂0.1-2份、耐水解剂0.1-2份、紫外吸收剂C0.1-2份。
作为一种优选的技术方案，所述聚偏氟乙烯分子量为30-50万。
作为一种优选的技术方案，所述甲基丙烯酸树脂的分子量为10-20万；所述丙烯酸树脂的分子量为5-18万。
作为一种优选的技术方案，所述紫外吸收剂A为受阻胺类光稳定剂；所述紫外吸收剂B为受阻酚类紫外吸收剂；所述紫外吸收剂C为三嗪类紫外吸收剂。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
作为一种优选的技术方案，所述无机填料选自钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或多种；所述色料为酞青系列和/或偶氮系列。
本发明第二个方面提供了一种多层共挤户外耐候薄膜的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯改性料、聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料、丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料分别加入到三台不同的挤出机中，随后从三台不同挤出机出来的熔融物经过集料器挤出、冷却定型，粘结层3的表面再进行电晕处理、修边、收卷，即得。
有益效果：本发明提供的一种三层共挤户外耐候薄膜，耐腐蚀层的成分为聚偏氟乙烯改性料，有优异的耐候性、耐溶剂性及耐腐蚀性；功能色彩层的成分为聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料，再通过加入色料、无机填料达到色彩多样性，具有良好耐候性、水汽阻隔性及色彩多样性；粘结层的成分为丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料，与装饰行业的PVC、ASA，建材行业的金属板材有良好的粘结性能，有利于薄膜与保护部件表面的牢固粘结，同时具有优异的水汽阻隔性。因此这种保护膜可以长期的在户外、恶劣环境下使用，保证长时间色彩的鲜艳度，具备优异的耐候性，优异的耐腐蚀性和优异的水汽阻隔性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种多层共挤户外耐候薄膜的结构示意图。
附图标记：1-耐腐蚀层；2-功能色彩层；3-粘结层；4-多孔结构；5-网孔。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本发明第一方面提供一种多层共挤户外耐候薄膜，由上至下依次包括耐腐蚀层1、功能色彩层2、粘结层3；所述耐腐蚀层1的厚度为5-15μm；所述功能色彩层2的厚度为5-40μm；所述粘结层3的厚度为5-18μm。
在一种优选的实施方式中，所述耐腐蚀层1的厚度为8-14μm；所述功能色彩层2的厚度为10-35μm；所述粘结层3的厚度为6-15μm。
在一种最优选的实施方式中，所述耐腐蚀层1的厚度为10μm；所述功能色彩层2的厚度为23μm；所述粘结层3的厚度为12μm。
耐腐蚀层
本发明所述耐腐蚀层为平面结构。
在一种实施方式中，所述耐腐蚀层1的成分为聚偏氟乙烯改性料，所述聚偏氟乙烯改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯70-90份、成核剂0.1-2份、紫外吸收剂A0.1-2份、抗氧剂0.1-2份、分散剂A0.1-2份、甲基丙烯酸树脂5-10份。
在一种优选的实施方式中，所述成核剂为氧化物成核剂。
在一种优选的实施方式中，所述氧化物成核剂选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、氧化镁、氧化锌晶须中的一种或多种的混合。
在一种优选的实施方式中，所述氧化物成核剂为纳米二氧化硅。
在一种实施方式中，所述紫外吸收剂A为受阻胺类光稳定剂。
本发明所述受阻胺光稳定剂为汽巴-嘉基公司的HA505。
本发明人经过长时间研究发现，通过选择上述受阻胺类光稳定剂作为外层聚偏氟乙烯改性料的紫外吸收剂，不仅可以提高外层的光稳定性，还可以提高其抗氧化性和热稳定性。可能的原因是，受阻胺类光稳定剂不仅可以通过分子间的自协同效应，提高聚偏氟乙烯改性料的光稳定效果，同时，其可以去除亚磷酸酯抗氧剂水解的酸性物质，从而提高聚偏氟乙烯改性料的抗氧化性能。另外，HA505中含有过碳酸盐基团，在体系中可以形成稳定的化学键，进而提高了聚偏氟乙烯改性料的热稳定性。本发明人经过长期研究也意外发现，本发明在外层的聚偏氟乙烯改性中选择用上述受阻胺类光稳定剂的组合作为紫外吸收剂，可以保证其在外层不会析出。
在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
所述亚磷酸酯抗氧剂为美国氰特公司的抗氧剂619。
在一种优选的实施方式中，所述分散剂为羟基化的乙撑双硬脂酰胺。
在一种优选的实施方式中，所述聚偏氟乙烯改性料的制备方法，包括以下步骤：将上述配比的原料加入混合机混合，现在转速为600rpm下混合3-7min，随后在100rpm下混合8-12min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒。
在一种优选的实施方式中，所述双螺杆挤出机的温度为170℃，双螺杆挤出机转速300rpm，真空度为0.8，使用传送带拉条方式。
功能色彩层
本发明所述功能色彩层2为多孔结构4；所述多孔结构4的孔径大小为0.1-0.3μm。本发明所述多孔结构4不限制形状，优选为圆形多孔结构。
在一种优选的实施方式中，所述多孔结构4的孔径大小为0.2μm。
在一种实施方式中，所述功能色彩层2的成分为聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料，所述聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯60-80份、无机填料5-20份、色料1-10份、甲基丙烯酸树脂5-15份、丙烯酸树脂10-20份、分散剂B0.1-2份、紫外吸收剂B0.1-2份。
在一种优选的实施方式中，所述无机填料选自钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或多种。
在一种更有选的实施方式中，所述无机填料为钛白粉。
在一种优选的实施方式中，所述色料为酞青系列和/或偶氮系列。
本发明对于色料不做严格限定，优选为酞青系列。
在一种优选的实施方式中，所述分散剂B为硅烷类分散剂。
在一种优选的实施方式中，所述硅烷类分散剂选自美国迈图
Figure BDA0002373277740000051
系列的乙烯基硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷、脲基硅烷、环氧硅烷、异氰酸酯硅烷、硅烷酯中的一种或多种。
本发明不严格限定硅烷类分散剂的具体物质，优选为硅烷酯，更优选为广州市索曼贸易有限公司的迈图A-1230。
在一种优选的实施方式中，所述紫外吸收剂B为受阻酚类紫外吸收剂。
在一种优选的实施方式中，所述受阻酚类紫外吸收剂为美国氰特公司的UV-2908。
在一种优选的实施方式中，所述聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料的制备方法，包括以下步骤：将上述配比的原料加入混合机混合，现在转速为600rpm下混合8-12min，随后在100rpm下混合3-6min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒，均化烘干即得。
在一种优选的实施方式中，所述双螺杆挤出机的温度为190℃，双螺杆挤出机转速300rpm，真空度为0.8，使用水下拉条方式。
粘结层
本发明所述粘结层3为网状结构；所述网状结构的网孔5大小为0.5-1μm。
在一种优选的实施方式中，所述网状结构的网孔5大小为0.8μm。
在一种优选的实施方式中，所述粘结层3的成分为丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料，所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：甲基丙烯酸树脂10-30份、丙烯酸树脂40-80份、聚偏氟乙烯5-20份、抗氧剂0.1-2份、耐水解剂0.1-2份、紫外吸收剂C0.1-2份。
在一种优选的实施方式中，所述耐水解剂为位阻芳香族碳二亚胺类耐水解稳定剂。
所述位阻芳香族碳二亚胺类耐水解稳定剂购买自北佳精化工有限公司的抗水解剂K-1。
在一种优选的实施方式中，所述紫外吸收剂C为三嗪类紫外吸收剂。
在一种优选的实施方式中，所述三嗪类紫外吸收剂为美国氰特公司的UV-1164。
本发明所述UV1164其具有高的分子量，在聚合物高温加工过程中具有低的挥发度。
在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料的制备方法，包括以下步骤：先将上述原料进行磨粉处理，随后按上述配比将其加入混合机混合，现在转速为600rpm下混合6-10min，随后在100rpm下混合15-35min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒，均化烘干即得。
在一种优选的实施方式中，所述双螺杆挤出机的温度为160℃，双螺杆挤出机转速450rpm，真空度为0.8，使用水下拉条方式，采用软胶切粒机。
在一种优选的实施方式中，所述聚偏氟乙烯分子量为30-50万。
在一种更优选的实施方式中，所述聚偏氟乙烯购买自法国阿科玛的1000HD，分子量为36万。
在一种优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸树脂的分子量为10-20万。
在一种优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸树脂购买自法国阿科玛的BS203。
在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸树脂的分子量为5-18万。
在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸树酯购买自美国罗门哈斯公司的AcrylicK-355P。
本发明第二个方面提供了一种多层共挤户外耐候薄膜的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯改性料、聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料、丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料分别加入到三台不同的挤出机中，随后从三台不同挤出机出来的熔融物经过集料器挤出、冷却定型，粘结层3的表面再进行电晕处理、修边、收卷，即得。
下面结合具体实施例来进一步说明本发明。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
实施例1提供了一种多层共挤户外耐候薄膜，如图1所示，由上至下依次包括耐腐蚀层1、功能色彩层2、粘结层3；所述耐腐蚀层1为平面结构；所述耐腐蚀层1的厚度为10μm；所述功能色彩层2为圆形多孔结构3；所述圆形多孔结构3的孔径大小为0.2μm；所述功能色彩层2的厚度为23μm；所述粘结层3为网状结构；所述网状结构的网孔5大小为0.8μm；所述粘结层3的厚度为12μm。
所述耐腐蚀层1的成分为聚偏氟乙烯改性料，所述聚偏氟乙烯改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯80份、成核剂1份、紫外吸收剂A1.2份、抗氧剂0.8份、分散剂A0.8份、甲基丙烯酸树脂8份。
所述成核剂为纳米二氧化硅。
所述紫外吸收剂A为汽巴-嘉基公司的HA505。
所述抗氧剂为美国氰特公司的抗氧剂619。
所述分散剂A为羟基化的乙撑双硬脂酰胺。
所述聚偏氟乙烯改性料的制备方法，包括以下步骤：将上述配比的原料加入混合机混合，现在转速为600rpm下混合5min，随后在100rpm下混合10min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒。
所述双螺杆挤出机的温度为170℃，双螺杆挤出机转速300rpm，真空度为0.8，使用传送带拉条方式。
所述功能色彩层2的成分为聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料，所述聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯70份、无机填料18份、色料5份、甲基丙烯酸树脂10份、丙烯酸树脂15份、分散剂B0.8份、紫外吸收剂B1.2份。
所述无机填料为钛白粉。
所述色料为酞青系列。
所述分散剂B为广州市索曼贸易有限公司的迈图A-1230。
所述紫外吸收剂B为美国氰特公司的UV-2908。
所述聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料的制备方法，包括以下步骤：将上述配比的原料加入混合机混合，现在转速为600rpm下混合10min，随后在100rpm下混合5min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒，均化烘干即得。
在一种优选的实施方式中，所述双螺杆挤出机的温度为190℃，双螺杆挤出机转速300rpm，真空度为0.8，使用水下拉条方式。
所述粘结层3的成分为丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料，所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：甲基丙烯酸树脂20份、丙烯酸树脂60份、聚偏氟乙烯13份、抗氧剂1份、耐水解剂0.8份、紫外吸收剂C1.2份。
所述耐水解剂为北佳精化工有限公司的抗水解剂K-1。
所述紫外吸收剂C为美国氰特公司的UV-1164。
所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料的制备方法，包括以下步骤：先将上述原料进行磨粉处理，随后按上述配比将其加入混合机混合，先在转速为600rpm下混合8min，随后在100rpm下混合20min得到混合物，最后将混合物加入双螺杆挤出机挤出造粒，均化烘干即得。
在一种优选的实施方式中，所述双螺杆挤出机的温度为160℃，双螺杆挤出机转速450rpm，真空度为0.8，使用水下拉条方式，采用软胶切粒机。
所述聚偏氟乙烯购买自法国阿科玛的1000HD。
所述甲基丙烯酸树脂购买自法国阿科玛的BS 203。
所述丙烯酸树酯购买自美国罗门哈斯公司的Acrylic K-355P。
上述一种多层共挤户外耐候薄膜的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯改性料、聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料、丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料分别加入到三台不同的挤出机中，随后从三台不同挤出机出来的熔融物经过集料器挤出、冷却定型，粘结层3的表面再进行电晕处理、修边、收卷，即得。
性能测试
将上述得到的一种多层共挤户外耐候薄膜与市售的ASA膜、PET膜及PVC膜进行对比，结果如下表。
表1.实施例1、ASA膜、PET膜及PVC膜性能比较
Figure BDA0002373277740000091
Figure BDA0002373277740000101
从上表可以看出，与现有的ASA膜、PET膜及PVC膜相比，本发明的一种多层共挤户外耐候薄膜具有更优异的耐候性，耐腐蚀性，水汽阻隔性。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，由上至下依次包括耐腐蚀层(1)、功能色彩层(2)、粘结层(3)；所述耐腐蚀层(1)的厚度为5-15μm；所述功能色彩层(2)的厚度为5-40μm；所述粘结层(3)的厚度为5-18μm。
2.根据权利要求1所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述耐腐蚀层(1)的成分为聚偏氟乙烯改性料，所述聚偏氟乙烯改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯70-90份、成核剂0.1-2份、紫外吸收剂A0.1-2份、抗氧剂0.1-2份、分散剂A0.1-2份、甲基丙烯酸树脂5-10份。
3.根据权利要求1所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述功能色彩层(2)的成分为聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料，所述聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：聚偏氟乙烯60-80份、无机填料5-20份、色料1-10份、甲基丙烯酸树脂5-15份、丙烯酸树脂10-20份、分散剂B0.1-2份、紫外吸收剂B0.1-2份。
4.根据权利要求1所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述粘结层(3)的成分为丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料，所述丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料包括以下重量份的制备原料：甲基丙烯酸树脂10-30份、丙烯酸树脂40-80份、聚偏氟乙烯5-20份、抗氧剂0.1-2份、耐水解剂0.1-2份、紫外吸收剂C0.1-2份。
5.根据权利要求2-4任一项所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述聚偏氟乙烯分子量为30-50万。
6.根据权利要求2-4任一项所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述甲基丙烯酸树脂的分子量为10-20万；所述丙烯酸树脂的分子量为5-18万。
7.根据权利要求2-4任一项所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述紫外吸收剂A为受阻胺类光稳定剂；所述紫外吸收剂B为受阻酚类紫外吸收剂；所述紫外吸收剂C为三嗪类紫外吸收剂。
8.根据权利要求3所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
9.根据权利要求4所述多层共挤户外耐候薄膜，其特征在于，所述无机填料选自钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或多种；所述色料为酞青系列和/或偶氮系列。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述多层共挤户外耐候薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯改性料、聚偏氟乙烯/甲基丙烯酸树脂改性料、丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂改性料分别加入到三台不同的挤出机中，随后从三台不同挤出机出来的熔融物经过集料器挤出、冷却定型，粘结层(3)的表面再进行电晕处理、修边、收卷，即得。
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