CN115873345B - 一种离型母粒及其制备方法和离型膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离型母粒，包括以下按重量份计的各组分：微孔发泡载体50~70份、隔离剂10~15份、表面能调节剂3~5份、溶剂3~5份和引发剂1~3份；离型母粒的制备方法，包括以下步骤：S1、将引发剂按照一定比例溶解在溶剂中，得到溶液A；S2、将溶液A与隔离剂、表面能调节剂搅拌混合均匀，得到改性液B；S3、将改性液B与微孔发泡载体按一定比例加入反应釜中，搅拌，抽真空，即可得到离型母粒。本发明以超临界流体发泡载体作为基体，采用共混接枝表面功能化工艺，可在制备基膜时实现离型功能，减少了传统离型膜工艺中的涂布工序，且离型母粒制备的离型膜具有很好的离型效果。

Description

一种离型母粒及其制备方法和离型膜

技术领域

本发明涉及高分子薄膜材料领域，尤其涉及一种离型母粒及其制备方法和离型膜。

背景技术

离型膜作为一种表面分离性薄膜，可作为柔性印刷电路板、LED行业的层压隔离膜及保护膜、偏光片等原材料、胶粘保护膜产品的保护层、模切行业冲型耗材、多层陶瓷电容器及叠层内置天线生产加工过程转移的承载体等。随着下游行业技术升级换代，离型膜市场需求不断扩大，市场规模可达千亿元。

目前离型膜制备仍是采用涂布工艺，首先制备好基膜然后将离型剂涂布在基膜上实现离型功能。涂布工艺生产离型膜过程中由于隔离剂中溶剂的挥发会产生大量的VOC，不符合当下绿色环保的发展理念。另外，涂布过程中需要精确控制隔离剂厚度，生产难度大，废品率高。采用离型母粒直接添加到膜基材中共混挤出生产工艺制备离型膜，可省去涂布工序，减少VOC排放，节约成本。目前离型母粒多是采用白炭黑为主要隔离功能成分，但是制膜后由于白炭黑与高聚物基体的相容性差等问题，导致出现分散不均，影响薄膜强度，长期使用出现掉粉等弊端。专利(CN110092973B)通过将丙烯酸酯类聚合物接枝到基体上，通过颗粒的表面隔离效应制备离型母粒。虽然通过接枝可以一定程度上减缓隔离剂的脱落，但是树脂颗粒在共混过程中熔融出现团聚会导致粒径变化，从而改变离型效果。因此，亟需制备出可替代涂布工艺具有良好离型功能和耐久性的离型母粒。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种离型母粒及其制备方法和应用，以超临界流体发泡载体作为基体，采用共混接枝表面功能化工艺，在制备基膜时实现离型功能，减少了传统离型膜工艺中的涂布工序，且离型母粒制备的离型膜具有很好的离型效果。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种离型母粒，包括以下按重量份计的各组分：微孔发泡载体50～70份、隔离剂10～15份、表面能调节剂3～5份、溶剂3～5份和引发剂1～3份。

所述的微孔发泡材料具有2-6mm的平均粒径；且表面分布有10-500um的微孔。

优选地，前述微孔发泡载体采用聚合物超临界流体挤出发泡工艺制备得到，所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、POE树脂中的一种或多种。

优选地，前述隔离剂为带有功能基团的聚倍半硅氧烷，其空间立体结构为笼型。

优选地，前述隔离剂的功能基团为环氧基、氨基、羧基、烯基、烷基、羟基或芳基中的一种。

优选地，前述表面能调节剂为甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或十七氟三乙氧基硅烷中的一种。

优选地，前述溶剂为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯中的一种。

优选地，前述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化缩酮或过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)中的一种。

一种离型母粒的制备方法，包括以下步骤：

S1、将引发剂按照一定比例溶解在溶剂中，得到溶液A；

S2、将溶液A与隔离剂、表面能调节剂搅拌混合均匀，得到改性液B；

S3、将改性液B与微孔发泡载体按一定比例加入反应釜中，搅拌，抽真空，即可得到离型母粒。

优选地，前述步骤S3中，搅拌速率10～50rpm，搅拌时间30～60min，真空度≤-0.8MPa。

一种离型膜，其中包含有上述的母粒；且所述的母粒在离型膜中占质量百分比0.5％～20％。

一种离型母粒在制备离型膜中的应用。

所述的应用中，包括如下步骤：离型母粒添加到聚丙烯中，通过共混挤出、拉伸得到离型膜。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明的离型母粒以超临界流体发泡载体作为基体，采用共混接枝表面功能化工艺，可在制备基膜时实现离型功能，减少了传统离型膜工艺中的涂布工序，极大的提高了生产效率，节约制造成本，同时由于避免了涂布工序，减少了大量VOC的排放，实现了绿色环保制膜；

(2)本发明离型母粒中的离型功能有效成分通过化学反应接枝在基体树脂上，避免了传统涂布工艺离型剂由于外部因素而导致脱落失效的问题；

(3)本发明离型母粒中的有效成分都是分子级别引入到薄膜中，相容性优，不同于目前一些采用二氧化硅粉体母粒，长期使用不会出现有效成分迁移析出掉粉的情况；

(4)通过加入表面能调节剂可降低离型母粒制备的离型膜的表面张力，同时引入纳米尺度的隔离剂形成微纳结构，可进一步降低离型膜的界面剥离力，具有很好的离型效果和自清洁效果；

(5)本发明中的母粒基于多孔发泡材料的毛细作用，将各种助剂吸附并封存在多孔材料内部防止外溢，常温下即可制备得到离型母粒，无需高温高剪切，节能环保；另外，功能助剂经过微孔的吸附有助于分散均匀，提高离型膜的均匀性；并且常温下制备不会影响功能助剂的反应活性，使其添加至薄膜中后能发挥离型功效。

附图说明

图1是实施例1中BOPP离型膜的红外测试图谱；

图2是实施例1中BOPP离型膜的电子显微镜照片；

图3是实施例2中添加20％离型母粒制备得到的离型母粒的接触角测试图；

图4是对比例1中添加20％离型母粒制备得到的离型母粒的接触角测试图；

图5是实施例1中采用的多孔发泡载体的SEM照片；

图6是实施例1中采用得到的离型母粒照片；

图7是对比例2中采用聚丙烯微球制备得到的离型母粒产品照片；

图8是对比例2中采用聚丙烯微粉制备得到的离型母粒产品照片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的一种离型母粒，包括以下按重量份计的各组分：微孔发泡载体50～70份、隔离剂10～15份、表面能调节剂3～5份、溶剂3～5份和引发剂1～3份。

微孔发泡载体采用聚合物超临界流体挤出发泡工艺制备得到，微孔载体为聚丙烯发泡制备得到，聚合物为聚乙烯、聚丙烯、POE树脂中的一种或多种。隔离剂为带有功能基团的聚倍半硅氧烷，其空间立体结构为笼型。隔离剂的功能基团为环氧基、氨基、羧基、烯基、烷基、羟基或芳基中的一种。表面能调节剂为甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或十七氟三乙氧基硅烷中的一种。溶剂为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯中的一种。引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化缩酮或过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)中的一种。

以下实施例中所用的微孔载体为聚丙烯发泡制备得到，微孔发泡载体树脂为镇海石化的V30G聚丙烯；隔离剂缩水甘油化笼形倍半硅氧烷和甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷购买于东岳化学有限公司；表面能调节剂为甲基丙烯酸八氟戊酯和甲基丙烯酸十二氟庚酯购买于哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司；用于制备BOPP的聚丙烯为燕山石化的F1002；其他试剂购买于阿拉丁化学试剂。

实施例1

一种离型母粒的制备方法，包括以下步骤：

S1、将1质量份过氧化二异丙苯溶解在3质量份苯乙烯中，得到溶液A；

S2、在溶液A中加入10质量份的缩水甘油化笼形倍半硅氧烷和3质量份的甲基丙烯酸八氟戊酯，搅拌分散均匀，得到改性液B；

S3、在改性液B中加入70份质量、孔径为50-92μm的聚丙烯微孔发泡载体(颗粒粒径3-5mm左右)，抽真空维持真空度为-0.92MPa，搅拌速率10rpm，搅拌时间30min，恢复到常压即可得到离型母粒。

将本实施例得到的离型母粒添加到聚丙烯中，通过共混流延铸片双向拉伸得到BOPP离型膜，图1和图2分别为BOPP离型膜红外测试图谱和电子显微镜照片。通过图1可以说明，硅氧基团和氟素基团成功接枝在树脂上。通过图2可以看出离型膜表面的微纳结构。

实施例2

一种离型母粒的制备方法，包括以下步骤：

S1、将3质量份过氧化二异丙苯溶解在3质量份甲基丙烯酸中，得到溶液A；

S2、在溶液A中加入15质量份的甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷和5质量份的甲基丙烯酸十二氟庚酯，搅拌分散均匀，得到改性液B；

S3、在改性液B中加入50份质量、孔径为73-102μm的聚丙烯微孔发泡载体(颗粒粒径3-5mm左右)，抽真空维持真空度为-0.92MPa，搅拌速率10rpm，搅拌时间30min，恢复到常压即可得到离型母粒。

对比例1

本对比例与实施例2的制备步骤相同，具体区别在于步骤S2中未加入表面能调节剂。

对比例2

本对比例与实施例2的制备步骤相同，具体区别在于步骤S3中采用粒径3-5mm的实心聚丙烯微球和粒径为100～200微米聚丙烯微粉。采用聚丙烯微球与各种功能助剂混合，由于聚丙烯本身对助剂的吸附有限，导致得到的最终成品为固体颗粒混合在液相中，无法作为产品使用。进一步的采用聚丙烯微粉可以很好的将助剂吸附，但是吸附量有限，只能形成粘稠的膏状产品，添加计量不方便，但是相比聚丙烯微球具有更好的而均匀性，因此母粒选用聚丙烯微粉。

具体性能测试如下所示：

(1)剥离强度：将实施例1、实施例2、对比例1和对比例2中制备得到的离型母粒按不同比例添加到聚丙烯中，通过共混挤出铸片双向拉伸得到BOPP离型膜，使用GB/T25256-2010方法测试BOPP离型膜的剥离强度，使用达因笔测试BOPP离型膜的表面张力，测试6次，取平均值，具体测试结果如表1。

表1 BOPP离型膜的剥离强度

通过表1可知，制备BOPP离型膜时加入本发明的离型母粒，可以大幅度减少离型膜的剥离力，实现良好的离型效果；通过对比例1和实施例2对比可知，单独采用硅氧隔离剂的效果远远低于采用表面改性与构造表面微纳结构两种方式的协同作用效果；通过对比例2和和实施例2对比可知，采用聚丙烯微孔发泡载体可以得到的离型母粒计量添加方便，进入薄膜后由于其良好的分散性，使得薄膜的离型效果更优。而对比例2中采用聚丙烯微粉制备的离型母粒由于分散性差，导致功能助剂在薄膜内分散不均，所以对界面剥离力的降低效果较弱。

(2)表面张力：将实施例1、实施例2和对比例1中制备得到的离型母粒按不同比例添加到聚丙烯中，通过共混挤出铸片双向拉伸得到BOPP离型膜，使用达因笔测试BOPP离型膜的表面张力，测试6次，取平均值，具体测试结果如表2。

表2 BOPP离型膜的表面张力

通过表2可知，本发明通过在离型母粒中加入表面能调节剂，可有效降低BOPP离型膜的表面张力。

(3)将实施例2和对比例1中制备得到的离型母粒按20％添加到聚丙烯中，通过共混挤出铸片双向拉伸得到BOPP离型膜，依据JISR3257，使用接触角测定器测试BOPP离型膜的接触角，测试6次，取平均值，具体测试结果如表3，接触角测试图分别见图3和图4。

表3 BOPP离型膜的接触角

	实施例2	对比例1
			接触角(°)	156.7	123.5

通过表3、图3和图4可知，在离型母粒中加入表面能调节剂，制备的离型膜的接触角较大，润湿性较低，不会黏固于材料表面，有很好的离型效果和自清洁效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种离型母粒，其特征在于，包括以下按重量份计的各组分：微孔发泡载体50~70份、隔离剂10~15份、表面能调节剂3~5份、溶剂3~5份和引发剂1~3份；所述微孔发泡载体采用聚合物超临界流体挤出发泡工艺制备得到，所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、POE树脂中的一种或多种；隔离剂为带有功能基团的聚倍半硅氧烷，其空间立体结构为笼型，所述隔离剂的功能基团为环氧基、氨基、羧基、烯基或羟基中的一种；所述表面能调节剂为甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或十七氟三乙氧基硅烷中的一种；所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化缩酮或过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种离型母粒，其特征在于，所述的微孔发泡材料具有2~6mm的平均粒径；且表面分布有10~500um的微孔。

3.权利要求1所述的一种离型母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将引发剂按照一定比例溶解在溶剂中，得到溶液A；

S2、将溶液A与隔离剂、表面能调节剂搅拌混合均匀，得到改性液B；

S3、将改性液B与微孔发泡载体按一定比例加入反应釜中，搅拌，抽真空，即可得到离型母粒。

4.根据权利要求3所述的一种离型母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，搅拌速率10~50rpm，搅拌时间30~60min，真空度≤-0.8MPa。

5.权利要求1所述的一种离型母粒在制备离型膜中的应用。

6.一种离型膜，其中包含有权利要求1所述的母粒；且所述的母粒在离型膜中占质量百分比0.5%~20%。