CN112679883B - 一种pvc薄膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PVC薄膜材料及其制备方法，该PVC薄膜材料包括如下重量份的原料：PVC60‑80份、增塑剂28‑38份、增韧剂1‑3份、大豆油1‑2份、液体稳定剂1‑2份、颜料0.01‑0.03份以及降粘剂10‑15份。本发明的PVC薄膜材料最薄厚度可下降至0.03mm；通过添加增韧剂，不断调整原料比例，克服PVC薄膜材料因厚度变薄导致的韧性变差问题；本发明的PVC薄膜材料应用范围广，不仅可以用于台布表贴、纸质图画表贴、电子产品等出厂包装，还可以应用于木质表贴等行业，具有较好的市场空间，拥有广阔的市场销售前景。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PVC薄膜材料及其制备方法。
背景技术
目前我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20％，是塑料制品中产量增长比较快的类别之一，据预测，未来几年国内市场对塑料薄膜的需求量将以9％的速度持续增长。我国的塑料薄膜的消费约2/3用作包装材料，农用薄膜约占30％，其余用作电工材料、感光材料和电子信息材料等。
PVC薄膜材料中，极限超薄的技术迅速发展并迅速产业化，由于其耐磨性、硬度、强度、阻透性、可塑性均有明显增强和提高，除用于食品包装外，还可用于特种包装如防静电、防电磁、隐形、危险品包装等，它将使传统塑料包装材料产生巨大的变革。
现有技术常规生产的PVC薄膜材料的最薄厚度为0.07mm或0.07mm以上，生产成本较高，其厚度也限制了PVC薄膜材料的应用场景，市场占有率不足；且现有技术生产的PVC薄膜收卷后，靠近收卷辊的最后几米PVC薄膜由于收卷时受力较大，同时收卷制成PVC薄膜在存放一段时间后容易发生相互粘连的现象，展开使用时容易发生断裂，严重影响材料的使用，导致材料的浪费。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种PVC薄膜材料，该PVC薄膜材料最薄厚度可下降至0.03mm，使用的理论成本比现有技术生产的PVC薄膜材料同比大大降低，选择性更广；通过添加增韧剂不断调整原料比例，有效提高PVC薄膜材料的韧性，克服PVC薄膜材料因厚度变薄导致的韧性变差问题，不易拉断，实用性更强；本发明的PVC薄膜材料应用范围广，不仅可以用于台布表贴、纸质图画表贴、电子产品等出厂包装，还可以应用于木质表贴等行业，具有较好的市场空间，拥有广阔的市场销售前景。
本发明的另一目的在于一种PVC薄膜材料的制备方法，该制备工艺操作控制方便，质量稳定，生产效率高，适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数，能使制得的PVC薄膜材料最薄厚度可下降至0.03mm并具有较佳的韧性，使用范围广。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
本发明的PVC薄膜材料的最薄厚度可下降至0.03mm，0.03mm的PVC薄膜材料比现有技术生产的厚度为0.07mm的PVC薄膜材料厚度下降0.04mm，使用的理论成本比现有技术常规生产的PVC薄膜材料同比下降50％以上，选择性更广；增韧剂配方比例过低过高都会降低PVC薄膜材料的韧性，脆性增加，极易拉断，通过添加增韧剂，不断调整原料比例，有效提高PVC薄膜材料的韧性，克服PVC薄膜材料因厚度变薄导致的韧性变差问题，不易拉断，实用性更强；通过添加增塑剂，使制得的PVC薄膜具有拉伸强度高的特性，改善容易断裂的情况；通过添加降粘剂，降低黏度并保持PVC薄膜黏度稳定，并且使PVC薄膜具有更好的抗污性能和抗磨损性能。
本发明的PVC薄膜材料应用范围广，不仅可以用于台布表贴、纸质图画表贴、电子产品等出厂包装，还可以应用于木质表贴等行业，具有较好的市场空间，以及拥有广阔的市场销售前景。
进一步地，所述增韧剂为聚酰胺。进一步的，所述增韧剂为PA66，所述增韧剂品牌优选为德国巴斯夫，牌号为C3U。PA66作为增韧剂与PVC的相容性好，塑化效果更佳，有效提高PVC薄膜材料的韧性，不易拉断，实用性更强。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，所述SG-5型PVC优选但不限于鑫动益化工、安徽华塑、北元等品牌的SG-5型PVC。
进一步地，所述增塑剂包括24-32重量份的DINP和4-6重量份的TXIB，所述DINP优选但不限于上海桂生、埃克森美孚等品牌的DINP，所述TXIB优选但不限于伊士曼化学公司生产的TXIB。DINP作为主要的增塑剂，其塑化效率高；所述TXIB能够减少配方中增塑剂用量，还能起到一定的降粘作用；且PVC与DINP以及TXIB的相容性良好，通过添加上述增塑剂使得制备的PVC薄膜具有优异的抗拉伸性、绝缘性、耐寒性以及耐久性，并且粘度较低，能够大大降低收卷后的PVC薄膜粘连的概率。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为液体钡锌安定剂，所述钡锌安定剂优选但不限于海明斯、威之宝、瀚志等品牌的钡锌安定剂。
进一步地，所述颜料为群青。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料。
本发明通过上述步骤制备PVC薄膜材料，该制备方法操作控制方便，质量稳定，生产效率高，适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数，能使制得的PVC薄膜材料最薄厚度可下降至0.03mm并具有较佳的韧性，使用范围广。
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：180-220℃；2号轮：180-220℃；3号轮：170-210℃；4号轮：160-200℃；
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为10-14m/min；2号轮的速度为18-26m/min；3号轮的速度为24-32m/min；4号轮的速度为30-37m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为6-12℃，所述常温轮组的温度为20-30℃。
进一步地，所述步骤(4)中的牵引轮温度为165-185℃，所述压花温度为3-7℃；通过严格控制引离、冷却和压花的温度，使PVC薄膜材料成型性好，不易出现开裂等现象，具有较佳的韧性。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为170-210m/min；冷却轮的速度为220-270m/min；压花的速度为200-240m/min；收卷机的速度为230-270m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为1.00-1.45mm，1号轮传动侧的轮隙为1.05-1.48mm；2号轮加热侧的轮隙为0.95-1.21mm，2号轮传动侧的轮隙为0.82-1.15mm；3号轮加热侧的轮隙为0.75-1.12mm，3号轮传动侧的轮隙为0.68-1.03mm；4号轮加热侧的轮隙4.17-8.10mm，4号轮传动侧的轮隙4.16-8.07mm。本发明通过采用四辊压延机，显著提升了生产效率，并降低了生产成本，制得性能优越的超薄PVC薄膜，将PVC薄膜的最薄极限由0.07mm或0.07mm以上，下降到0.03mm。
本发明通过采用上述工艺步骤和工艺参数制得PVC薄膜材料，其制备方法生产效率高，生产成本低，产品质量稳定，性能优越，适合大规模工业化生产。
本发明的有益效果在于：PVC薄膜材料的最薄厚度可下降至0.03mm，0.03mm的PVC薄膜材料比现有技术生产的PVC薄膜材料更薄，使用的理论成本比现有技术常规生产的PVC薄膜材料同比下降50％以上，选择性更广；通过添加增韧剂，不断调整原料比例，有效提高PVC薄膜材料的韧性，克服PVC薄膜材料因厚度变薄导致的韧性变差问题，不易拉断，实用性更强；通过添加增塑剂，使制得的PVC薄膜具有拉伸强度高的特性，改善容易断裂的情况；通过添加降粘剂，降低黏度并保持PVC薄膜黏度稳定，并且使PVC薄膜具有更好的抗污性能和抗磨损性能。本发明的PVC薄膜材料应用范围广，不仅可以用于台布表贴、纸质图画表贴、电子产品等出厂包装，还可以应用于木质表贴等行业，具有较好的市场空间，以及拥有广阔的市场销售前景。
本发明PVC薄膜材料的制备方法操作控制方便，质量稳定，生产效率高，产能提高，交货周期提升，适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数，能使制得的PVC薄膜材料最薄厚度可下降至0.03mm并具有较佳的韧性，使用范围广。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
进一步地，所述增韧剂为PA66，品牌为德国巴斯夫，牌号为C3U。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，品牌为鑫动益化工。
进一步地，所述增塑剂包括24重量份的DINP和4重量份的TXIB，所述DINP的品牌为上海桂生，所述TXIB的品牌为伊士曼化学公司。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为钡锌安定剂，品牌为海明斯。
进一步地，所述颜料为群青。
一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料；
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：180℃；2号轮：180℃；3号轮：170℃；4号轮：160℃；
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为10m/min；2号轮的速度为18m/min；3号轮的速度为24m/min；4号轮的速度为30m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为6℃，所述常温轮组的温度为20℃。
进一步地，所述步骤(4)中的引离温度为165℃，所述压花温度为3℃。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为170m/min；冷却轮的速度为220m/min；压花的速度为200m/min；收卷机的速度为230m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为1.00mm，1号轮传动侧的轮隙为1.05mm；2号轮加热侧的轮隙为0.95mm，2号轮传动侧的轮隙为0.82mm；3号轮加热侧的轮隙为0.75mm，3号轮传动侧的轮隙为0.68mm；4号轮加热侧的轮隙为4.17mm，4号轮传动侧的轮隙为4.16mm。
实施例2
一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
进一步地，所述增韧剂为PA66，品牌为德国巴斯夫，牌号为C3U。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，品牌为鑫动益化。
进一步地，所述增塑剂包括26重量份的DINP和4.5重量份的TXIB，所述DINP的品牌为上海桂生，所述TXIB的品牌为伊士曼化学公司。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为钡锌安定剂，品牌为海明斯。
进一步地，所述颜料为群青。
一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料。
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：190℃；2号轮：190℃；3号轮：180℃；4号轮：170℃。
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为11m/min；2号轮的速度为20m/min；3号轮的速度为26m/min；4号轮的速度为31m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为8℃，所述常温轮组的温度为22℃。
进一步地，所述步骤(4)中的引离温度为170℃，所述压花温度为4℃。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为180m/min；冷却轮的速度为230m/min；压花的速度为210m/min；收卷机的速度为240m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为加热侧1.15mm，1号轮传动侧的轮隙为1.16mm；2号轮加热侧的轮隙为1.00mm，2号轮传动侧的轮隙为0.91mm；3号轮加热侧的轮隙为0.86mm，3号轮传动侧的轮隙为0.73mm；4号轮加热侧的轮隙为5.43mm，4号轮传动侧的轮隙为5.38mm。
实施例3
一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
进一步地，所述增韧剂为PA66，品牌为德国巴斯夫，牌号为C3U。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，品牌为安徽华塑。
进一步地，所述增塑剂包括28重量份的DINP和5重量份的TXIB，所述DINP的品牌为上海桂生，所述TXIB的品牌为伊士曼化学公司。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为钡锌安定剂，品牌为威之宝。
进一步地，所述颜料为群青。
一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料。
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：200℃；2号轮：200℃；3号轮：190℃；4号轮：183℃；
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为12m/min；2号轮的速度为22m/min；3号轮的速度为28m/min；4号轮的速度为33m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为10℃，所述常温轮组的温度为25℃。
进一步地，所述步骤(4)中的引离温度为175℃，所述压花温度为5℃。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为190m/min；冷却轮的速度为240m/min；压花的速度为230m/min；收卷机的速度为250m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为加热侧1.24mm，1号轮传动侧的轮隙为1.28mm；2号轮加热侧的轮隙为1.07mm，2号轮传动侧的轮隙为0.99mm；3号轮加热侧的轮隙为0.93mm，3号轮传动侧的轮隙为0.84mm；4号轮加热侧的轮隙为6.26mm，4号轮传动侧的轮隙为6.22mm。
实施例4
一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
进一步地，所述增韧剂为PA66，品牌为德国巴斯夫，牌号为C3U。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，品牌为安徽华塑。
进一步地，所述增塑剂包括30重量份的DINP和5.5重量份的TXIB，所述DINP的品牌为上海桂生，所述TXIB的品牌为伊士曼化学公司。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为钡锌安定剂，品牌为威之宝。
进一步地，所述颜料为群青。
一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料。
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：210℃；2号轮：210℃；3号轮：200℃；4号轮：200℃。
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为13m/min；2号轮的速度为24m/min；3号轮的速度为30m/min；4号轮的速度为35m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为11℃，所述常温轮组的温度为27℃。
进一步地，所述步骤(4)中的引离温度为180℃，所述压花温度为6℃。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为200m/min；冷却轮的速度为250m/min；压花的速度为230m/min；收卷机的速度为250m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为加热侧1.38mm，1号轮传动侧的轮隙为1.37mm；2号轮加热侧的轮隙为1.12mm，2号轮传动侧的轮隙为1.07mm；3号轮加热侧的轮隙为1.04mm，3号轮传动侧的轮隙为0.99mm；4号轮加热侧的轮隙为7.36mm，4号轮传动侧的轮隙为7.33mm。
实施例5
一种PVC薄膜材料，该材料包括如下重量份的原料：
进一步地，所述增韧剂为PA66，品牌为德国巴斯夫，牌号为C3U。
进一步地，所述PVC为SG-5型PVC，品牌为北元。
进一步地，所述增塑剂包括32重量份的DINP和6重量份的TXIB，所述DINP的品牌为埃克森美孚，所述TXIB的品牌为伊士曼化学公司。
进一步地，所述降粘剂型号为D70，优选但不限于南京世绵溶剂有限公司的降粘剂。
进一步地，所述稳定剂为钡锌安定剂，品牌为瀚志。
进一步地，所述颜料为群青。
一种如上所述的PVC薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料。
进一步地，所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：220℃；2号轮：220℃；3号轮：210℃；4号轮：200℃。
进一步地，所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为14m/min；2号轮的速度为26m/min；3号轮的速度为32m/min；4号轮的速度为37m/min。
进一步地，所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为12℃，所述常温轮组的温度为30℃。
进一步地，所述步骤(4)中的引离温度为185℃，所述压花温度为7℃。
进一步地，所述步骤(4)中牵引轮的速度为210m/min；冷却轮的速度为270m/min；压花的速度为240m/min；收卷机的速度为270m/min。
进一步地，所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为加热侧1.458mm，1号轮传动侧的轮隙为1.48mm；2号轮加热侧的轮隙为1.21mm，2号轮传动侧的轮隙为1.15mm；3号轮加热侧的轮隙为1.12mm，3号轮传动侧的轮隙为1.03mm；4号轮加热侧的轮隙为8.10mm，4号轮传动侧的轮隙为8.07mm。
将利用实施例1-5制得的PVC薄膜材料进行拉伸强度、弯曲强度以及弯曲模量等测试以检测PVC薄膜材料的韧性，测试结果如下表1所示：
表1实施例1-5制得的PVC薄膜材料的韧性的测试结果
所述粘连率为通过将1000卷PVC薄膜存放1个月后展开使用并记录PVC薄膜相互粘连的情况来计算PVC薄膜相互粘连的概率。由表1可知，本发明制得的PVC薄膜材料的最薄厚度下降至0.03mm的情况下仍能够保持PVC薄膜材料的韧性，克服PVC薄膜材料因厚度变薄导致的韧性变差问题，且其拉伸强度高、不易拉断，实用性强；薄膜黏度稳定，大大降低收卷后的PVC薄膜粘连的概率，避免材料的浪费。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种PVC薄膜材料，其特征在于：该材料包括如下重量份的原料：
所述增塑剂包括24-32重量份的DINP和4-6重量份的TXIB；
所述增韧剂为聚酰胺；
所述稳定剂为液体钡锌安定剂；
所述PVC薄膜材料的制备方法包括如下步骤：
(1)按照重量份数，将PVC、增塑剂、增韧剂、大豆油、液体稳定剂、颜料以及降粘剂进行混合搅拌得到物料A；
(2)将物料A进行塑化挤压，得到胶粒；
(3)将胶粒压延成型，得到片材；
(4)将成型后的片材经牵引轮引离至冷却轮进行冷却、压花、收卷制成PVC薄膜材料；
所述步骤(3)中，所述胶粒采用四辊压延机压延成型，得到片材，所述四辊温度设定为1号轮：180-220℃；2号轮：180-220℃；3号轮：170-210℃；4号轮：160-200℃；
所述步骤(4)中的冷却轮包括降温轮组和常温轮组，所述降温轮组的温度为6-12℃，所述常温轮组的温度为20-30℃；
所述步骤(4)中的牵引轮温度为165-185℃，所述压花温度为3-7℃；
所述四辊压延机的1号轮加热侧的轮隙为1.00-1.45mm，1号轮传动侧的轮隙为1.05-1.48mm；2号轮加热侧的轮隙为0.95-1.21mm，2号轮传动侧的轮隙为0.82-1.15mm；3号轮加热侧的轮隙为0.75-1.12mm，3号轮传动侧的轮隙为0.68-1.03mm；4号轮加热侧的轮隙4.17-8.10mm，4号轮传动侧的轮隙4.16-8.07mm。
2.根据权利要求1所述的PVC薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中压延机的1号轮的速度为10-14m/min；2号轮的速度为18-26m/min；3号轮的速度为24-32m/min；4号轮的速度为30-37m/min。
3.根据权利要求1所述的PVC薄膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中牵引轮的速度为170-210m/min；冷却轮的速度为220-270m/min；压花的速度为200-240m/min；收卷机的速度为230-270m/min。
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