CN113912960B - 一种透明pvc复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于薄膜材料技术领域,提供了一种透明PVC复合薄膜,包括以下组分:聚氯乙烯、增塑剂、改性透明粉、热稳定剂和降粘剂;改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉;透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物。本发明采用由二氧化硅和三氧化二铝组成的透明粉,该透明粉的折射率与聚氯乙烯的折射率非常接近,对PVC复合薄膜的透明度几乎没有影响,从而保证了PVC复合薄膜的透明度;通过用表面改性剂改性透明粉,提高了透明粉与聚氯乙烯的相容性,进而提高了PVC复合薄膜的力学性能。本发明提供的透明PVC复合薄膜的透明度为82.0%,拉伸强度为18.0MPa。

Description

一种透明PVC复合薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜材料技术领域,尤其涉及一种透明PVC复合薄膜及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一,分为软质和硬质产品。其中,在制备软质PVC薄膜过程中通常会添加大量增塑剂而导致其机械性能下降,现有技术中为了提高产品的机械性能并进一步降低成本,通常会在软质PVC中加入无机填料,如碳酸盐、硅酸盐或硫酸盐等。
然而,用于农业生产和包装的PVC薄膜不仅对其机械性能有要求,还要求其在透光率方面高于普通薄膜,而在软质PVC中添加无机填料虽然可提高其机械性能,但是会导致PVC复合膜变成灰色和白色,使其透明度降低。因此,如何在提高PVC薄膜机械性能的同时保证其透明度是将PVC薄膜用于农业领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明PVC复合薄膜及其制备方法,本发明提供的透明PVC复合薄膜透明度高,且具有良好的拉伸强度。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种透明PVC复合薄膜,按重量份数计,包括以下组分:
Figure BDA0003266168680000011
所述改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉;所述透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物;所述表面改性剂包括C12-14烷基缩水甘油醚、十八烷基三甲基氯化铵或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
优选地,所述透明粉中二氧化硅的质量含量为70~95%,三氧化二铝的质量含量为5~30%。
优选地,所述聚氯乙烯包括聚氯乙烯糊树脂。
优选地,所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯。
优选地,所述改性透明粉的制备方法包括以下步骤:
将透明粉与水混合,得到透明粉悬浮液;
将表面改性剂与水混合,得到表面改性剂母液;
将所述透明粉悬浮液与所述表面改性剂母液混合,进行改性,得到改性透明粉。
优选地,所述透明粉和表面改性剂的质量比为100:(5~6)。
优选地,所述改性的温度为80~90℃;所述改性的时间为2~3h。
优选地,所述热稳定剂包括钙-锌热稳定剂。
本发明还提供了上述技术方案所述透明PVC复合薄膜的制备方法,包括:将聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂混合,再加入其余组分,得到树脂糊;将所述树脂糊进行涂布后烘干,得到透明PVC复合薄膜。
优选地,所述烘干的温度为180~190℃;所述烘干的时间为不少于3min。
本发明提供了一种透明PVC复合薄膜,按重量份数计,包括以下组分:聚氯乙烯70~95份,增塑剂60~80份,改性透明粉5~20份,热稳定剂0.5~1.5份,降粘剂5~25份;所述改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉;所述透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物;所述表面改性剂包括C12-14烷基缩水甘油醚、十八烷基三甲基氯化铵或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。本发明采用由二氧化硅和三氧化二铝组成的透明粉,该透明粉的折射率与聚氯乙烯的折射率非常接近,对PVC复合薄膜的透明度几乎没有影响,从而保证了PVC复合薄膜的透明度;通过用表面改性剂改性透明粉,提高了透明粉与聚氯乙烯的相容性,进而提高了PVC复合薄膜的力学性能。实施例的结果显示,本发明提供的透明PVC复合薄膜的透明度为82.0%,拉伸强度为18.0MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种透明PVC复合薄膜,按重量份数计,包括以下组分:
Figure BDA0003266168680000021
Figure BDA0003266168680000031
所述改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉;所述透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物;所述表面改性剂包括C12-14烷基缩水甘油醚、十八烷基三甲基氯化铵或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
按重量份数计,本发明提供的透明PVC复合薄膜包括聚氯乙烯70~95份,优选为75~95份,更优选为85~95份。本发明采用聚氯乙烯作为基体材料,其具有良好的柔软性和透明度,适宜制备用于农业领域的复合薄膜。
在本发明中,所述聚氯乙烯优选包括聚氯乙烯糊树脂;所述聚氯乙烯糊树脂的制备方法优选为悬浮法。在本发明中,所述聚氯乙烯糊树脂优选由PRG和LF-71按照质量比为(0.3~0.8):1复配而成。本发明通过在LF-71中复配少量的PRG,可降低LF-71的粘度,从而降低生产难度。在本发明中,所述LF-71优选为山东朗晖LF-71;所述PRG优选为台塑集团生产的一种PVC糊树脂。
按聚氯乙烯的重量为70~95份计,本发明提供的透明PVC复合薄膜包括增塑剂60~80份,优选为65~78份,更优选为70~74份。在本发明中,所述增塑剂用于增加聚氯乙烯的柔软性和加工性能。在本发明中,所述增塑剂优选包括对苯二甲酸二辛酯。本发明对所述增塑剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
按聚氯乙烯的重量为70~95份计,本发明提供的透明PVC复合薄膜包括改性透明粉5~20份,优选为5~15份,更优选为5~8份。本发明通过添加改性透明粉,在提高PVC复合薄膜力学性能的同时保证了复合薄膜的透明度。
在本发明中,所述改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉。
在本发明中,所述透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物。本发明采用由二氧化硅和三氧化二铝组成的透明粉,该透明粉的折射率与聚氯乙烯的折射率非常接近,对PVC复合薄膜的透明度几乎没有影响,从而保证了PVC复合薄膜的透明度。在本发明中,所述述透明粉中二氧化硅的质量含量优选为70~95%,三氧化二铝的质量含量优选为5~30%。本发明优选按照上述比例将二氧化硅和三氧化二铝混合制成透明粉,得到的透明粉用于制备透明PVC复合薄膜,有利于提高产品的表面光滑性和耐磨耐刮性,且降低了产品的制造成本。
在本发明中,所述表面改性剂包括C12-14烷基缩水甘油醚、十八烷基三甲基氯化铵或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,优选为十八烷基三甲基氯化铵。本发明通过采用上述表面改性剂对透明粉进行改性,提高了透明粉与聚氯乙烯的相容性,进而提高了PVC复合薄膜的力学性能。本发明对所述表面改性剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中,所述改性透明粉的制备方法优选包括以下步骤:
将透明粉与水混合,得到透明粉悬浮液;
将表面改性剂与水混合,得到表面改性剂母液;
将所述透明粉悬浮液与所述表面改性剂母液混合,进行改性,得到改性透明粉。
本发明优选将透明粉与水混合,得到透明粉悬浮液。在本发明中,所述透明粉与水的混合优选在超声的条件下进行;所述超声的功率优选为360~370W;所述超声的时间优选为30~40min。在本发明中,所述水优选为去离子水。
本发明优选将表面改性剂与水混合,得到表面改性剂母液。在本发明中,所述表面改性剂与水的混合优选在超声的条件下进行;所述超声的功率优选为360~370W;所述超声的时间优选为10~20min。在本发明中,所述水优选为去离子水。
本发明优选分别配制透明粉悬浮液和表面改性剂母液,有利于透明粉与表面改性剂的充分接触,提高改性效果。本发明对所述透明粉悬浮液和表面改性剂母液中水的用量没有特殊的限定,能够将透明粉和表面改性剂分散均匀即可。
得到透明粉悬浮液和表面改性剂母液后,本发明优选将所述透明粉悬浮液与所述表面改性剂母液混合,进行改性,得到改性透明粉。
在本发明中,所述透明粉和表面改性剂的质量比优选为100:(5~6),更优选为100:5。本发明优选将所述透明粉和表面改性剂的质量比控制在上述范围,改性效果良好。
在本发明中,所述透明粉悬浮液与表面改性剂母液混合后的改性优选在搅拌的条件下进行;所述搅拌的速率优选为400~500r/min。
在本发明中,所述改性的温度优选为80~90℃,更优选为80~85℃;所述改性的时间优选为2~3h。
改性完成后,本发明优选将所述改性后的产物依次进行洗涤、干燥和研磨,得到改性透明粉。本发明对所述洗涤、干燥和研磨的操作没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的洗涤、干燥和研磨的技术方案即可。在本发明中,所述洗涤所用洗涤剂优选为乙醇;所述洗涤的次数优选为2~3次;所述洗涤的方式优选为抽滤。在本发明中,所述干燥的温度优选为80~100℃,更优选为90~100℃;所述干燥的时间优选为10~12h。
按聚氯乙烯的重量为70~95份计,本发明提供的透明PVC复合薄膜包括热稳定剂0.5~1.5份,优选为0.5~1份,更优选为0.85~1份。本发明通过添加热稳定剂来提高PVC复合薄膜对热和光的稳定性。在本发明中,所述热稳定剂优选包括钙-锌热稳定剂。本发明对所述热稳定剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
按聚氯乙烯的重量为70~95份计,本发明提供的透明PVC复合薄膜包括降粘剂5~25份,优选为8~23份,更优选为10~20份。本发明通过添加降粘剂,降低和稳定聚氯乙烯糊树脂的粘度。本发明对所述降粘剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
本发明采用由二氧化硅和三氧化二铝组成的透明粉,该透明粉的折射率与聚氯乙烯的折射率非常接近,对PVC复合薄膜的透明度几乎没有影响,从而保证了PVC复合薄膜的透明度;通过用表面改性剂改性透明粉,提高了透明粉与聚氯乙烯的相容性,进而提高了PVC复合薄膜的力学性能。
本发明还提供了上述技术方案所述透明PVC复合薄膜的制备方法,包括:将聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂混合,再加入其余组分,得到树脂糊;将所述树脂糊进行涂布后烘干,得到透明PVC复合薄膜。
本发明将聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂混合,得到聚氯乙烯混合物。
在本发明中,所述聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂的混合优选在搅拌的条件下进行;所述搅拌的速率优选为400~500r/min。混合均匀后,本发明优选将所述混合后得到的产物进行静置,得到聚氯乙烯混合物。在本发明中,所述静置的时间优选为10~12h。
得到聚氯乙烯混合物后,本发明向所述聚氯乙烯混合物加入其余组分,得到树脂糊。
本发明向所述聚氯乙烯混合物加入其余组分后优选先进行搅拌,再进行抽真空,得到树脂糊。本发明对所述搅拌的速率和时间没有特殊的限定,能够将各组分混合均匀即可。在本发明中,所述抽真空的时间优选为2~4h。
得到树脂糊后,本发明将所述树脂糊进行涂布后烘干,得到透明PVC复合薄膜。
本发明对所述涂布的操作没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的涂布方式即可。
在本发明中,所述烘干的温度优选为180~190℃,更优选为180~185℃;所述烘干的时间优选为不少于3min,更优选为5min。
本发明通过先将聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂混合,再加入其余组分制成树脂糊,最后将树脂糊进行涂布后烘干,有利于使各组分混合均匀并充分发挥各组分的作用,进而得到透明度高和力学性能好的透明PVC复合薄膜。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
实施例1
组分(重量份数):聚氯乙烯糊树脂95份,改性透明粉5份,对苯二甲酸二辛酯74份,钙-锌热稳定剂0.85份,降粘剂20份;其中,聚氯乙烯糊树脂由PRG和LF-71按照质量比为0.3:1复配而成;
其中,改性透明粉为C12-14烷基缩水甘油醚AGE改性的透明粉;透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物,透明粉中二氧化硅的质量含量为95%,三氧化二铝的质量含量为5%;
改性透明粉的制备:
将透明粉与去离子水混合,在360W下超声分散30min;得到透明粉悬浮液;
将C12-14烷基缩水甘油醚AGE与去离子水混合,在360W下超声分散10min,得到AGE母液;
将透明粉悬浮液和AGE母液混合后在80℃下进行改性,2h后反应结束,得到改性产物;将改性产物用乙醇抽滤洗涤2次,之后在90℃下烘干12h,得到AGE-透明粉;AGE-透明粉中透明粉和AGE的质量比为100:5。
透明PVC复合薄膜的制备:
将聚氯乙烯糊树脂、AGE-透明粉和对苯二甲酸二辛酯混合,按照500r/min的速率搅拌,搅拌均匀后静置10h;再加入其余组分搅拌均匀,之后抽真空4h,得到树脂糊;将树脂糊涂布成膜,再在190℃下烘5min,得到透明PVC复合薄膜。
对比例1
组分(重量份数):聚氯乙烯糊树脂95份,硅烷偶联剂改性碳酸钙5份,增塑剂74份,热稳定剂0.85份,降粘剂20份。
PVC复合薄膜的制备:将聚氯乙烯糊树脂、硅烷偶联剂改性碳酸钙和增塑剂混合,按照500r/min的速率搅拌,搅拌均匀后静置12h;再加入其余组分搅拌均匀,之后抽真空4h,得到树脂糊;将树脂糊涂布成膜,再在180℃下烘5min,得到PVC复合薄膜。
对比例2
与实施例1的不同之处在于未对透明粉进行改性,其余同实施例1。
实施例2
与实施例1的不同之处在于表面改性剂为十八烷基三甲基氯化铵STAC,其余同实施例1。
实施例3
与实施例1的不同之处在于表面改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570,其余同实施例1。
对实施例1~3和对比例1~2制备的PVC复合薄膜进行性能测试,测试结果见表1。
表1实施例1~3和对比例1~2制备的PVC复合薄膜的性能
透明度(%) 拉伸强度(MPa)
实施例1 81.2 15.5
实施例2 82.0 18.0
实施例3 79.2 17.3
对比例1 63.1 12.5
对比例2 75.1 11.4
由以上实施例可以看出,本发明提供的透明PVC复合薄膜透明度高,且具有良好的拉伸强度,透明度可达82.0%,拉伸强度可达18.0MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种透明PVC复合薄膜,按重量份数计,由以下组分组成:
聚氯乙烯 70~95份
增塑剂 60~80份
改性透明粉 5~20份
热稳定剂 0.5~1.5份
降粘剂 5~25份;
所述改性透明粉为表面改性剂改性的透明粉;所述透明粉为二氧化硅和三氧化二铝的混合物;所述表面改性剂为十八烷基三甲基氯化铵;
所述透明粉中二氧化硅的质量含量为70~95%,三氧化二铝的质量含量为5~30%;
所述透明粉和表面改性剂的质量比为100:(5~6)。
2.根据权利要求1所述的透明PVC复合薄膜,其特征在于,所述聚氯乙烯包括聚氯乙烯糊树脂。
3.根据权利要求1所述的透明PVC复合薄膜,其特征在于,所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯。
4.根据权利要求1所述的透明PVC复合薄膜,其特征在于,所述改性透明粉的制备方法包括以下步骤:
将透明粉与水混合,得到透明粉悬浮液;
将表面改性剂与水混合,得到表面改性剂母液;
将所述透明粉悬浮液与所述表面改性剂母液混合,进行改性,得到改性透明粉。
5.根据权利要求4所述的透明PVC复合薄膜,其特征在于,所述改性的温度为80~90℃;所述改性的时间为2~3h。
6.根据权利要求1所述的透明PVC复合薄膜,其特征在于,所述热稳定剂包括钙-锌热稳定剂。
7.权利要求1~6任一项所述透明PVC复合薄膜的制备方法,包括:将聚氯乙烯、改性透明粉和增塑剂混合,再加入其余组分,得到树脂糊;将所述树脂糊进行涂布后烘干,得到透明PVC复合薄膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述烘干的温度为180~190℃;所述烘干的时间为不少于3min。
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