CN116948324A - 抗蠕变pvc膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种抗蠕变PVC膜及其制备方法，所述抗蠕变PVC膜包括以下组分：质量份为100份的PVC材料、质量份为10‑50份的聚氨酯TPU材料、质量份为20‑50份的增塑剂、质量份为1‑10份的稳定剂、质量份为1‑10份的钛白粉、质量份为10‑30份的填料、质量份为0.1‑0.5份的交联剂、质量份为0.5‑4份的助交联剂、质量份为0.1‑0.5份的抗氧剂。本发明提出的抗蠕变PVC膜及其制备方法，PVC膜的物理性能好，具有良好的抗蠕变性能。
Description
技术领域
本发明属于PVC材料技术领域，涉及一种PVC膜，尤其涉及一种抗蠕变PVC膜及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯PVC因其具有良好的耐候性、良好的化学稳定性和较低的生产成本，广泛应用于汽车内饰、电线电缆、建筑膜材、广告膜材等。
然而，PVC是一种线性高聚物，PVC膜材在加入增塑剂后，分子链变得更加柔顺，链段更容易发生滑移，产生明显蠕变现象。
因此，当PVC膜作为户外广告材料装饰材料应用时，在风力长时间的作用下，膜材发生蠕变变形，导致膜表面松弛，严重影响广告效果以及装饰效果。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的PVC膜，以便克服现有PVC膜存在的上述至少部分缺陷。
发明内容
本发明提供一种抗蠕变PVC膜及其制备方法，PVC膜的物理性能好，具有良好的抗蠕变性能。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
一种抗蠕变PVC膜，所述抗蠕变PVC膜包括以下组分：质量份为100份的PVC材料、质量份为10-50份的聚氨酯TPU材料、质量份为20-50份的增塑剂、质量份为1-10份的稳定剂、质量份为1-10份的钛白粉、质量份为10-30份的填料、质量份为0.1-0.5份的交联剂、质量份为0.5-4份的助交联剂、质量份为0.1-0.5份的抗氧剂；
按质量份计，抗蠕变PVC膜的原料中还包括3-8份改性纳米气相二氧化硅，所述改性纳米气相二氧化硅的尺寸在30-100nm；
所述改性纳米气相二氧化硅为将纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理：将纳米二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅。
作为本发明的一种实施方式，采用改性纳米气相二氧化硅通过界面相互作用能够显著影响聚合物动力学行为，提高PVC的储能模量；采用偶联剂改性，减少了纳米二氧化硅的团聚，使纳米二氧化硅更好的分散在PVC基体中；气相法纳米二氧化硅可以作为交联聚合物的补强剂，通过表面硅醇的氢键作用，促使二氧化硅粒子之间的交联，提高PVC的机械强度。
作为本发明的一种实施方式，所述聚氨酯TPU为脂肪族聚氨酯TPU。
作为本发明的一种实施方式，所述稳定剂包括钡锌、钡镉锌、钙锌稳定剂中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述填料包括碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、蒙脱土中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述交联剂包括过氧化二异丙苯，过氧化叔丁苯，3-巯基丙基三氧甲基硅烷中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述助交联剂包括三烯丙基氰尿酸酯TAC、三烯丙基异氰尿酸酯TAIC中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种上述的抗蠕变PVC膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
获取制备PVC膜的原料；
对纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理：将纳米气相二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅；
将各原料按设定比例投入到高速混合机搅拌混合均匀；
将混合好的物料加入密炼机中进一步混合塑化交联；
将塑化好的物料经开炼、过滤、压延、冷却、卷曲制备PVC膜。
作为本发明的一种实施方式，在高速混合机中混合温度为80-110℃，混合时间5-10min；
在密炼机中塑化交联温度为165-185℃，时间10-15min；
辊轮压延温度150-190℃，控制速度10m/min-30m/min。
本发明的有益效果在于：本发明提出的抗蠕变PVC膜及其制备方法，PVC膜的物理性能好，具有良好的抗蠕变性能。
本发明通过将PVC与TPU共混，制备的PVC膜具有良好和回弹性能。通过加入交联剂，使PVC与TPU发生交联反应，形成交联网络结构，提高材料的弹性性能，降低分子之间的滑移，增大了蠕变应力，使材料具有良好的抗蠕变性能。通过添加改性二氧化硅，提高材料的储能模量，进一步增强了材料的蠕变性能。
附图说明
图1为本发明一实施例中抗蠕变PVC膜制备方法的工艺流程图。
图2为本发明一实施例中抗蠕变PVC膜制备方法的另一工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。
本发明通过对比例与实施例进行进一步详细说明，其中制备方法按照实施例与对比例配方份数称取各组份，将各组份物料加入高速混机中搅拌均匀，然后加入密炼机中进一步混合塑化并产生交联，并将塑化好的物料经开炼、过滤、压延、冷却、卷曲制备PVC膜。
本发明揭示一种抗蠕变PVC膜，所述抗蠕变PVC膜包括以下组分：质量份为100份的PVC材料、质量份为10-50份的聚氨酯TPU材料、质量份为20-50份的增塑剂、质量份为1-10份的稳定剂、质量份为1-10份的钛白粉、质量份为10-30份的填料、质量份为0.1-0.5份的交联剂、质量份为0.5-4份的助交联剂、质量份为0.1-0.5份的抗氧剂。
按质量份计，抗蠕变PVC膜的原料中还包括3-8份改性纳米气相二氧化硅，所述改性纳米气相二氧化硅的尺寸在30-100nm；所述改性纳米气相二氧化硅为将纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理：将纳米二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅。
采用改性纳米气相二氧化硅通过界面相互作用能够显著影响聚合物动力学行为，提高PVC的储能模量；采用偶联剂改性，减少纳米二氧化硅的团聚，使纳米二氧化硅更好的分散在PVC基体中，此外，气相法纳米二氧化硅(改性纳米气相二氧化硅)可以作为交联聚合物的补强剂，通过表面硅醇的氢键作用，促使二氧化硅粒子之间的交联，提高PVC的机械强度。
在本发明的实施例中，所述聚氨酯TPU为脂肪族聚氨酯TPU；所述稳定剂包括钡锌、钡镉锌、钙锌稳定剂中的至少一种；所述填料包括碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、蒙脱土中的至少一种。
所述交联剂可以包括过氧化二异丙苯、过氧化叔丁苯、3-巯基丙基三氧甲基硅烷中的至少一种；所述助交联剂可以包括三烯丙基氰尿酸酯TAC、三烯丙基异氰尿酸酯TAIC中的至少一种；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明进一步揭示一种上述的抗蠕变PVC膜的制备方法，图1、图2为本发明一实施例中抗蠕变PVC膜制备方法的工艺流程图；请参阅图1、图2，所述制备方法包括如下步骤：
【步骤S1】获取制备PVC膜的原料；
【步骤S2】对纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理：将纳米二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅；
【步骤S3】将各原料按设定比例投入到高速混合机搅拌混合均匀；在一实施例中，混合温度80-110℃，时间5-10min；
【步骤S4】将混合好的物料加入密炼机中进一步混合塑化交联；在一实施例中，塑化温度165-185℃，时间10-15min；
【步骤S5】将塑化好的物料经开炼、过滤、压延、冷却、卷曲制备PVC膜；在一实施例中，辊轮压延温度150-190℃，控制速度10m/min-30m/min。
在本发明的一种使用场景中，为了减少蠕变产生，使TPU和PVC进行交联，通过交联作用，形成交联网络结构，减少分子链的滑移，提高制品的尺寸稳定性，提高蠕变性能。通过添加改性纳米气相二氧化硅，作为交联聚合物的补强剂，提高PVC的机械强度，通过偶联剂的改性，增强二氧化硅与聚合物之间的粘结强度。
实施例1：
本实施例采用的PVC为SG-3型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料：PVC 100份、TPU20份、增塑剂35份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。
实施例2：
本实施例采用的PVC为SG-3型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂AO-10。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料，PVC 100份、TPU20份、增塑剂38份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。
实施例3：
本实施例采用的PVC为SG-5型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料，PVC 100份、TPU20份、增塑剂34份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。
实施例4：
本实施例采用的PVC为华塑SG-5；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料，PVC 100份、TPU20份、增塑剂38份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。
实施例5：
本实施例采用的PVC为SG-5型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料，PVC 100份、TPU20份、增塑剂38份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。改性纳米气相二氧化硅3份。
改性纳米气相二氧化硅制备方法:将纳米二氧化硅在90℃下干燥2h，然后加入含有3％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到4，在80℃下反应2h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅。
实施例6：
本实施例采用的PVC为SG-5型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；交联剂为过氧化二异丙苯；助交联剂为三烯丙基氰尿酸酯TAC；抗氧剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料，PVC 100份、TPU20份、增塑剂38份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、交联剂0.5份、助交联剂3份、抗氧剂0.2份。改性纳米气相二氧化硅5份。
改性纳米气相二氧化硅制备方法:将纳米气相二氧化硅在90℃下干燥2h，然后加入含有5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到4.5，在80℃下反应2h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅。
对比例1：
本实施例采用的PVC为SG-5型；TPU为巴斯夫L795A19；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；抗氧剂为抗氧剂1010。
该对比例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料：PVC 100份、TPU 20份、增塑剂40份、稳定剂4份、碳酸钙10份、钛白粉1份、抗氧剂0.2份。
对比例2：
本对比例采用的PVC为SG-5型；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；抗氧剂为抗氧剂1010。
该对比例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料：PVC 100份、增塑剂38份、稳定剂4份、碳酸钙10份、钛白粉1份、抗氧剂0.2份。
对比例3：
本对比例采用的PVC为SG-3型；增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；稳定剂为钡锌稳定剂；填料为碳酸钙；抗氧剂为抗氧剂1010。
该对比例中，抗蠕变PVC膜制备方法包括以下重量份数各原料：PVC 100份、增塑剂40份、稳定剂4份、填料10份、钛白粉1份、抗氧剂0.2份。
性能测试：
分别按照标准GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定(第3部分)、GB/T 11546.1-2008塑料蠕变性能测定，所得结果如表1所示。
表1各实施例及对比例中材料抗蠕变性和力学性能对比表
根据表1数据可以看出，本申请通过热塑性弹性体TPU与PVC树脂共混并发生交联反应，形成三维网状交联结构，使材料具有良好的抗蠕变性和力学性能。通过添加改性二氧化硅，进一步提高了材料的力学性能和抗蠕变性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种抗蠕变PVC膜，其特征在于，所述抗蠕变PVC膜包括以下组分：质量份为100份的PVC材料、质量份为10-50份的聚氨酯TPU材料、质量份为20-50份的增塑剂、质量份为1-10份的稳定剂、质量份为1-10份的钛白粉、质量份为10-30份的填料、质量份为0.1-0.5份的交联剂、质量份为0.5-4份的助交联剂、质量份为0.1-0.5份的抗氧剂；
按质量份计，抗蠕变PVC膜的原料中还包括3-8份改性纳米气相二氧化硅，所述改性气相纳米二氧化硅的尺寸在30-100nm；
所述改性纳米气相二氧化硅为将纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理得到：将纳米气相二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
采用改性纳米气相二氧化硅通过界面相互作用显著影响聚合物动力学行为，提高PVC的储能模量；采用偶联剂改性，减少纳米二氧化硅的团聚，使纳米二氧化硅更好的分散在PVC基体中；气相法纳米二氧化硅作为交联聚合物的补强剂，通过表面硅醇的氢键作用，促使二氧化硅粒子之间的交联，提高PVC的机械强度。
3.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述聚氨酯TPU为脂肪族聚氨酯TPU。
4.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述稳定剂包括钡锌、钡镉锌、钙锌稳定剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述填料包括碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、蒙脱土中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述交联剂包括过氧化二异丙苯，过氧化叔丁苯，3-巯基丙基三氧甲基硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述助交联剂包括三烯丙基氰尿酸酯TAC、三烯丙基异氰尿酸酯TAIC中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的抗蠕变PVC膜，其特征在于：
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
9.一种权利要求1至8任一所述的抗蠕变PVC膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
获取制备PVC膜的原料；
对纳米气相二氧化硅经如下方法进行改性处理：将纳米气相二氧化硅在80-120℃下干燥1-4h，然后加入含有1-5％质量硅烷偶联剂的酒精溶液，调节PH到3.5-4.5，在60-90℃下反应1-4h，过滤干燥得到改性纳米气相二氧化硅；
将聚氨酯TPU、填料在60-80℃干燥2-5h；
原料按设定比例投入到高速混合机搅拌混合均匀；
将混合好的物料加入密炼机中进一步混合塑化交联；
将塑化好的物料经开炼、过滤、压延、冷却、卷曲制备PVC膜。
10.根据权利要求9所述的抗蠕变PVC膜制备方法，其特征在于：
在高速混合机中混合温度为80-110℃，混合时间5-10min；
在密炼机中塑化交联温度为165-185℃，时间10-15min；
辊轮压延温度150-190℃，控制速度10m/min-30m/min。
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