CN117362703A - 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法 - Google Patents

一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117362703A
CN117362703A CN202311323112.6A CN202311323112A CN117362703A CN 117362703 A CN117362703 A CN 117362703A CN 202311323112 A CN202311323112 A CN 202311323112A CN 117362703 A CN117362703 A CN 117362703A
Authority
CN
China
Prior art keywords
density polyethylene
hydrophobic
nylon
resin
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311323112.6A
Other languages
English (en)
Inventor
周威
陈辉
蒋涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University
Original Assignee
Hubei University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University filed Critical Hubei University
Priority to CN202311323112.6A priority Critical patent/CN117362703A/zh
Publication of CN117362703A publication Critical patent/CN117362703A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2427/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2427/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2427/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2427/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2451/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2451/06—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法。本发明提供的尼龙隔离膜的制备原料包括：尼龙树脂100份，高密度聚乙烯‑氟碳混合料0.5～30份，相态稳定剂0.1～5份，氟碳树脂粉0.5～5份；其中，所述高密度聚乙烯‑氟碳混合料通过以下制备方法制得：在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂经熔融共混挤出，得到高密度聚乙烯‑氟碳混合料；所述疏水接枝改进剂为含氟树脂。本发明提供的尼龙隔离膜，在具有较高的力学强度的同时，具有良好的高温尺寸稳定性和优良的阻汽、疏水性能，且成型工艺过程简单，可实现连续化生产，可广泛地用作遮盖膜材料使用。

Description

一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法。
背景技术
尼龙(PA)薄膜具有透明性较高、光泽度良好的同时，其抗张强度和拉伸强度也较高，而且还具有较好的耐热性、耐寒性、耐油性和耐有机溶剂性，耐磨性、耐穿刺性优良的优点，可用作各类包装薄膜材料。
但是，由于尼龙材料本身具有较强吸水变形的特性，导致由其制备的薄膜材料的尺寸稳定性会随环境温度和湿度而改变，在使用过程中容易产生一定程度的尺寸收缩；而且相对于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)类薄膜材料相比，尼龙薄膜材料挺度较高、硬度较大，在作为遮盖膜使用时，难以与被遮盖的物件表面严密的贴合，容易因水汽的进入，在被遮盖的物件表面形成水纹/鬼影，而限制了其应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法。本发明提供的尼龙隔离膜，在具有较高的力学强度的同时，具有良好的高温尺寸稳定性和优良的阻汽、疏水性能，且成型工艺过程简单，可实现连续化生产，可广泛地用作遮盖膜材料使用。
本发明提供了一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜，其制备原料包括以下质量份的组分：
其中，
所述高密度聚乙烯-氟碳混合料通过以下制备方法制得：在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂经熔融共混挤出，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料；
所述疏水接枝改进剂为含氟树脂。
优选的，所述疏水接枝改进剂为2-(三氟甲基)丙烯酸、全氟烷基乙基甲基丙稀酸、聚甲基丙烯酸(N-全氟环烷基)酰胺酯、聚丙烯酸全氟辛基甲酯和氟化异氰酸酯中的至少一种。
优选的，所述疏水接枝促进剂为3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和苯乙烯。
优选的，所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂的质量比为100∶(0.5～3.0)；
所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝促进剂的质量比为100∶(0.2～2.0)。
优选的，所述高密度聚乙烯-氟碳混合料具体通过以下制备方法制得：
a)将高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂混合，得到混合物；
b)将所述混合物和疏水接枝促进剂分别添加到螺杆挤出机中，经熔融共混后，挤出、冷却、切粒，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料。
优选的，所述相态稳定剂为马来酸酐接枝聚偏氟乙烯、马来酸酐接枝乙烯-四氟乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯树脂和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂中的至少一种。
优选的，所述氟碳树脂粉为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。
本发明提供了一种上述技术方案中所述的疏水和耐高温型尼龙隔离膜的制备方法，包括：
S1、将尼龙树脂、高密度聚乙烯-氟碳混合料和相态稳定剂混合，得到预混物；
S2、将所述预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，经螺杆挤出机熔融挤出，得到熔体；
S3、所述熔体依次穿过所述挤出压延成型机的各压辊进行成膜，在此期间，向膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。
优选的，步骤S2中，所述螺杆挤出机的螺杆温度自加料口至模口为150～235℃。
优选的，所述挤出压延成型机具有5个压辊；其中，第1、2压辊的温度为100～150℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为80～120℃，表面为磨砂面；第5压辊的温度为室温，表面为镜面；
步骤S3具体包括：所述熔体依次穿过第1、2压辊的辊间隙，进行初压成型，然后再从第2、3压辊之间穿出，并向第2、3压辊之间的膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，之后，继续将膜材穿过第3、4压辊的辊间隙进一步压延成型，再经过第5压辊冷却，完成压延，收卷，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。
本发明提供的尼龙隔离膜及制备方法，利用螺杆挤出原位聚合物的方式制备得到的高密度聚乙烯-氟碳混合料，在微观相态结构上为双连续相结构，可以避免常规物理共混过程中低表面能物质形成海岛结构、核壳结构等非连续相结构，可以提高共混体系中低表面能物质在微观界面层的分散浓度。在挤出压延成型过程中，在螺杆熔融共混挤出环节，尼龙树脂与高密度聚乙烯-氟碳混合料在疏水接枝相态稳定剂偶联作用下，进一步提高共混体系中各组分在热力学上的两相的相容性，可以进一步提高共混体系中低表面能物质在微观界面层的分散浓度；同时，在微观相态结构上，高密度聚乙烯-氟碳混合料在尼龙树脂中以层状结构分布，在改善尼龙材料成型加工性能的同时，可以增加制备的薄膜材料的柔韧性，还可以大幅度提高薄膜材料的阻汽、疏水性能，可以有效避免薄膜材料在作为遮盖膜使用时，因遮盖膜难以与被遮盖的物件表面严密的贴合、导致容易因水汽的进入而在被遮盖的物件表面形成水纹/鬼影等不足。
实验结果表明，本发明提供的尼龙隔离膜，自然贴服在两块不锈钢板之间并施加0.1Mpa的压力情况下，放置于175℃的鼓风干燥箱中保持45min后，隔离膜无收缩变形、表面无黄变；自然冷却后取出时，隔离膜可轻松从不锈钢板表面祛除，无破裂和残留，不锈钢板表面没有水纹/鬼影残留；隔离膜在室温下的力学拉伸强度≥50Mpa，断裂伸长率≥600％；隔离膜在室温下对纯水的接触角≥115°。
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仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的疏水和耐高温型尼龙隔离膜材料的挤出压延成型工艺示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本文中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本文中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
在本文中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，5～30min表示左端点“5”和右端点“30”的单位都是min(分钟)。
本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
本发明提供了一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜，其制备原料包括以下质量份的组分：
其中，
所述高密度聚乙烯-氟碳混合料通过以下制备方法制得：在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂经熔融共混挤出，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料；
所述疏水接枝改进剂为含氟树脂。
[关于尼龙树脂]：
本发明中，所述尼龙树脂优选为牌号为1030的尼龙树脂，上述牌号的尼龙树脂由日本三菱公司提供。
[关于高密度聚乙烯-氟碳混合料]：
本发明中，所述高密度聚乙烯-氟碳混合料通过以下制备方法制得：在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂经熔融共混挤出，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料。
其中，
所述高密度聚乙烯(HDPE)树脂的来源没有特殊限制，为常规市售商业品即可。
所述疏水接枝改进剂为含氟树脂，优选为2-(三氟甲基)丙烯酸、全氟烷基乙基甲基丙稀酸、聚甲基丙烯酸(N-全氟环烷基)酰胺酯、聚丙烯酸全氟辛基甲酯和氟化异氰酸酯中的至少一种。
所述疏水接枝促进剂优选为3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯(TMI)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DHPP)和苯乙烯(St)。其中，所述3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯∶2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷∶苯乙烯的质量比优选为1.0∶(0.2～0.5)∶(0.8～1.5)，更优选为1.0∶(0.2～0.4)∶(0.8～1.2)，最优选为1.0∶(0.2～0.3)∶(0.8～1.0)。
本发明中，所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂的质量比优选为100∶(0.5～3.0)，具体可为100∶0.5、100∶1.0、100∶1.5、100∶2.0、100∶2.5、100∶3.0。本发明中，所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝促进剂的质量比优选为100∶(0.2～2.0)，具体可为100：0.2、100：0.4、100：0.6、100：0.8、100：1.0、100：1.2、100：1.4、100：1.6、100：1.8、100：2.0。
本发明中，优选的，所述高密度聚乙烯-氟碳混合料具体通过以下制备方法制得：
a)将高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂混合，得到混合物；
b)将所述混合物和疏水接枝促进剂分别添加到螺杆挤出机中，经熔融共混后，挤出、冷却、切粒，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料。
关于步骤a)：
所述混合可在混合机中进行。所述混合的转速优选为30～240rpm。所述混合的时间优选为5～30min。
关于步骤b)：
所述螺杆挤出机优选为双螺杆挤出机。所述螺杆挤出机的挤出温度优选为120～230℃。所述螺杆挤出机的挤出转速优选为120～300rpm。所述螺杆挤出机沿物料挤出方向依次设置有主加料口和次加料口，步骤a)所得混合物通过所述主加料口加入螺杆挤出机中，所述疏水接枝促进剂通过所述次加料口加入螺杆挤出机中，经熔融共混后，挤出、冷却、切粒，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料。具体的，将步骤a)所得混合物加入螺杆挤出机的主加料口中，通过一定的螺杆温度和螺杆转速，将所述混合物初步混炼成粘流态熔体，同时在螺杆挤出机的次加料口，通过滴加的方式加入疏水接枝促进剂，以便在在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，在高密度聚乙烯树脂上面接枝低表面能的疏水接枝改性剂。上述制备方法的有益之处在于，所制备得到的高密度聚乙烯-氟碳混合料，在微观热力学相态结构上为双连续相结构，可以避免常规物理共混过程中低表面能物质形成海岛结构、核壳结构等非连续相结构，可以提高共混体系中低表面能物质在微观界面层的分散浓度。上述高密度聚乙烯-氟碳混合料的制备过程为连续化操作过程，即在螺杆挤出机的主加料口开始加料的同时，在螺杆挤出机的次加料口也同步滴加相应的原料；所以物料经螺杆挤出机中熔融共混后，挤出，冷却，切粒，即可制得本发明所述的高密度聚乙烯-氟碳混合料，即利用双螺杆挤出原位聚合物的方式制得高密度聚乙烯-氟碳混合料。
本发明中，以尼龙树脂的用量100质量份为基准，所述高密度聚乙烯-氟碳混合料的用量为0.5～30份，具体可为0.5份、1份、5份、10份、15份、20份、25份、30份。
[关于相态稳定剂]：
本发明中，所述相态稳定剂优选为马来酸酐接枝聚偏氟乙烯(PVDF-g-MA)、马来酸酐接枝乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE-g-MA)、马来酸酐接枝聚乙烯树脂(PE-g-MA)、马来酸酐接枝聚丙烯树脂(PP-g-MA)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)中的至少一种。本发明中，所述相态稳定剂中马来酸酐的接枝率优选为0.5％～3.0％，更优选为0.5％～2.0％。本发明中，所述相态稳定剂更优选为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)，进一步优选为马来酸酐接枝率为1.0％～1.5％的马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)。
本发明中，以尼龙树脂的用量100质量份为基准，所述相态稳定剂的用量为0.1～15份，具体可为0.1份、1份、5份、10份、15份。
[关于氟碳树脂粉]：
本发明中，所述氟碳树脂粉优选为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种，更优选为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。本发明中，所述氟碳树脂粉的目数优选为400～1600目，更优选为800～1200目。
本发明中，以尼龙树脂的用量100质量份为基准，所述氟碳树脂粉的用量为0.5～5份，具体可为0.5份、1份、2份、3份、4份、5份。以薄膜面积计，氟碳树脂粉含量为5～20g/m2薄膜。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的疏水和耐高温型尼龙隔离膜的制备方法，包括：
S1、将尼龙树脂、高密度聚乙烯-氟碳混合料和相态稳定剂混合，得到预混物；
S2、将所述预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，经螺杆挤出机熔融挤出，得到熔体；
S3、所述熔体依次穿过所述挤出压延成型机的各压辊进行成膜，在此期间，向膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。
其中，所述尼龙树脂、高密度聚乙烯-氟碳混合料、相态稳定剂和氟碳树脂粉的种类及用量等均与前文方案中所述一致，在此不再一一赘述。
[关于步骤S1]：
本发明中，所述混合可在混合机中进行。所述混合的转速优选为60～180rpm。所述混合的时间优选为5～15min。经混合后，得到预混物。
[关于步骤S2]：
所述挤出压延成型机一般包括：加料斗、螺杆挤出机单元、压延成型单元(即包括若干压辊)。本发明中，所述挤出压延成型机的结构如图1所示。
将步骤S1所得预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，经螺杆挤出机熔融挤出，得到熔体。其中，所述螺杆挤出机优选为单螺杆挤出机。所述螺杆挤出机的螺杆温度自加料口至模口优选为120～235℃，更优选为150～235℃。所述螺杆挤出机的螺杆转速优选为60～180rpm。步骤S1所得预混物经螺杆挤出机熔融挤出，得到隔离膜熔体。
[关于步骤S3]：
本发明中，所述挤出压延成型机优选具有5个压辊，如图1所示。其中，第1、2压辊的温度优选为100～150℃，具体可为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃。第1、2压辊的表面优选为镜面。第3、4压辊的温度优选为80～120℃，具体可为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃。第3、4压辊的表面优选为磨砂面，磨砂的粗糙度优选为600～1600目，更优选为800～1400目，最优选为800～1200目。第5压辊的温度优选为室温。第5压辊的表面优选为镜面。
本发明中，步骤S3优选具体包括：所述熔体依次穿过第1、2压辊的辊间隙，进行初压成型，然后再从第2、3压辊之间穿出，并向第2、3压辊之间的膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，之后，继续将膜材穿过第3、4压辊的辊间隙进一步压延成型，再经过第5压辊冷却，完成压延，收卷，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。其中，第2、3压辊之间设置有喷嘴(如图1所示)，从而向膜材上喷布氟碳树脂粉。具体的，在挤出压延成型过程中，在压延成型环节，在高速喷嘴的喷射作用下，将氟碳树脂粉喷布在仍然处于高弹态的尼龙隔离膜的上下两个表面后，进一步经压延成型机的磨砂辊压延后，可以在制备得到的疏水和耐高温型尼龙隔离膜的表面形成具有疏水功能的微纳结构，进一步提高隔离膜材料的疏水性能。
本发明提供的尼龙隔离膜及制备方法，利用螺杆挤出原位聚合物的方式制备得到的高密度聚乙烯-氟碳混合料，在微观相态结构上为双连续相结构，可以避免常规物理共混过程中低表面能物质形成海岛结构、核壳结构等非连续相结构，可以提高共混体系中低表面能物质在微观界面层的分散浓度。在挤出压延成型过程中，在螺杆熔融共混挤出环节，尼龙树脂与高密度聚乙烯-氟碳混合料在疏水接枝相态稳定剂偶联作用下，进一步提高共混体系中各组分在热力学上的两相的相容性，可以进一步提高共混体系中低表面能物质在微观界面层的分散浓度；同时，在微观相态结构上，高密度聚乙烯-氟碳混合料在尼龙树脂中以层状结构分布，在改善尼龙材料成型加工性能的同时，可以增加制备的薄膜材料的柔韧性，还可以大幅度提高薄膜材料的阻汽、疏水性能，可以有效避免薄膜材料在作为遮盖膜使用时，因遮盖膜难以与被遮盖的物件表面严密的贴合、导致容易因水汽的进入而在被遮盖的物件表面形成水纹/鬼影等不足。
实验结果表明，本发明提供的尼龙隔离膜，自然贴服在两块不锈钢板之间并施加0.1Mpa的压力情况下，放置于175℃的鼓风干燥箱中保持45min后，隔离膜无收缩变形、表面无黄变；自然冷却后取出时，隔离膜可轻松从不锈钢板表面祛除，无破裂和残留，不锈钢板表面没有水纹/鬼影残留；隔离膜在室温下的力学拉伸强度≥50Mpa，断裂伸长率≥600％；隔离膜在室温下对纯水的接触角≥115°。
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。
实施例1
1、制备高密度聚乙烯-氟碳混合料
a)称取100质量份的高密度聚乙烯树脂(牌号：5200B，产地：中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，下同)、10质量份的全氟烷基乙基甲基丙稀酸(牌号：AR，产地：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，下同)，置于高速混合机(型号：SHR-5，生产厂家：张家港市桓丰机械厂，下同)中，于180rpm下混合5min后取出，得到混合物。
b)将步骤a)所得混合物置于双螺杆挤出机(型号：CTE-20，生产厂家：南京科倍隆有限公司，下同)的加料斗中，对应主加料口。
将3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯(TMI)(牌号：AR，产地：西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，下同)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DHBP)(牌号：AR，产地：成都罹精喜望精细化工有限公司，下同)、苯乙烯(St)(牌号：AR，产地：国药集团化学试剂有限公司，下同)按质量份数比为TMI∶DHBP∶St为1.0∶0.25∶1.0混后均匀后，置于一个滴液加料装置中，通过开设于螺杆挤出机的机筒上方的次加料口进行滴加，以高密度聚乙烯树脂的用量为100质量份计，上述混合液的滴加量为1.0质量份。
设置双螺杆挤出机的喂料机加料速率200rpm，螺杆温度由加料斗至模口为120～230℃，螺杆转速为140rpm；将经螺杆挤出机挤出的树脂融体混合物冷确、切粒、干燥后，制得具有双连续相结构的高密度聚乙烯-氟碳混合料，备用。
2、制备尼龙隔离膜
S1、称取100质量份的尼龙树脂(牌号：1030，产地：日本三菱公司，下同)、25质量份的高密度聚乙烯-氟碳混合料，15质量份的马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)(牌号：5805L，产地：佳易容相容剂江苏有限公司，下同)，置于高速混合机中，于60rpm混合5min后取出，得到预混物。
S2、将上述预混物置于挤出压延成型机(型号：XH-432，生产厂家：东莞锡华检测仪器有限公司，下同)的加料斗中，设置螺杆挤出机的螺杆温度由加料斗至模口为150～235℃，设置螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，熔融挤出，得到熔体。
S3、设置压延成型机第1、2压辊的温度为100℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为115℃，表面磨砂粗糙度为800目；第5对压辊的温度为室温，表面为镜面；
将经螺杆挤出机挤出的熔体依次穿过第1、2辊的辊间隙，进行初压成型后，再从第2、3辊的之间中穿出时，同进将800目的聚四氟乙烯粉(牌号：F5A，产地：美国苏威公司，下同)，通过高速喷嘴，喷布在尼龙隔离膜的上下两个表面，喷布量按每平方米的尼龙隔离膜上下两个表面喷布6g计(100质量份尼龙树脂原料最终对应喷布了2质量份聚四氟乙烯粉)，并继续将尼龙隔离膜穿过第3、4辊的辊间隙进一步压延成型后，经过第5辊冷却，完成压延，收卷，即得尼龙隔离膜。
上述步骤S1～S3的工艺流程如图1所示。
实施例2
1、制备高密度聚乙烯-氟碳混合料
a)称取100质量份的高密度聚乙烯树脂、12质量份的全氟烷基乙基甲基丙稀酸，置于高速混合机中，于180rpm下混合5min后取出，得到混合物。
b)将步骤a)所得混合物置于双螺杆挤出机的加料斗中，对应主加料口。
将3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯(TMI)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DHBP)、苯乙烯(St)按质量份数比为TMI∶DHBP∶St为1.0∶0.3∶1.0混后均匀后，置于一个滴液加料装置中，通过开设于螺杆挤出机的机筒上方的次加料口进行滴加，以高密度聚乙烯树脂的用量为100质量份计，上述混合液的滴加量为1.0质量份。
设置双螺杆挤出机的喂料机加料速率200rpm，螺杆温度由加料斗至模口为120～230℃，螺杆转速为140rpm；将经螺杆挤出机挤出的树脂融体混合物冷确、切粒、干燥后，制得具有双连续相结构的高密度聚乙烯-氟碳混合料，备用。
2、制备尼龙隔离膜
S1、称取100质量份的尼龙树脂、30质量份的高密度聚乙烯-氟碳混合料，15质量份的马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)，置于高速混合机中，于180rpm混合5min后取出，得到预混物。
S2、将上述预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，设置螺杆挤出机的螺杆温度由加料斗至模口为150～235℃，设置螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，熔融挤出，得到熔体。
S3、设置压延成型机第1、2压辊的温度为100℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为115℃，表面磨砂粗糙度为800目；第5对压辊的温度为室温，表面为镜面；
将经螺杆挤出机挤出的熔体依次穿过第1、2辊的辊间隙，进行初压成型后，再从第2、3辊的之间中穿出时，同进将800目的聚四氟乙烯粉，通过高速喷嘴，喷布在尼龙隔离膜的上下两个表面，喷布量按每平方米的尼龙隔离膜上下两个表面喷布8g计(100质量份尼龙树脂原料最终对应喷布了2.7质量份聚四氟乙烯粉)，并继续将尼龙隔离膜穿过第3、4辊的辊间隙进一步压延成型后，经过第5辊冷却，完成压延，收卷，即得尼龙隔离膜。
实施例3
1、制备高密度聚乙烯-氟碳混合料
a)称取100质量份的高密度聚乙烯树脂、15质量份的全氟烷基乙基甲基丙稀酸，置于高速混合机中，于180rpm下混合5min后取出，得到混合物。
b)将步骤a)所得混合物置于双螺杆挤出机的加料斗中，对应主加料口。
将3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯(TMI)、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(DHBP)、苯乙烯(St)按质量份数比为TMI∶DHBP∶St为1.0∶0.3∶1.0混后均匀后，置于一个滴液加料装置中，通过开设于螺杆挤出机的机筒上方的次加料口进行滴加，以高密度聚乙烯树脂的用量为100质量份计，上述混合液的滴加量为1.5质量份。
设置双螺杆挤出机的喂料机加料速率200rpm，螺杆温度由加料斗至模口为120～230℃，螺杆转速为140rpm；将经螺杆挤出机挤出的树脂融体混合物冷确、切粒、干燥后，制得具有双连续相结构的高密度聚乙烯-氟碳混合料，备用。
2、制备尼龙隔离膜
S1、称取100质量份的尼龙树脂、30质量份的高密度聚乙烯-氟碳混合料，10质量份的马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂(POE-g-MA)，置于高速混合机中，于180rpm混合5min后取出，得到预混物。
S2、将上述预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，设置螺杆挤出机的螺杆温度由加料斗至模口为150～235℃，设置螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，熔融挤出，得到熔体。
S3、设置压延成型机第1、2压辊的温度为100℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为115℃，表面磨砂粗糙度为800目；第5对压辊的温度为室温，表面为镜面；
将经螺杆挤出机挤出的熔体依次穿过第1、2辊的辊间隙，进行初压成型后，再从第2、3辊的之间中穿出时，同进将800目的聚四氟乙烯粉，通过高速喷嘴，喷布在尼龙隔离膜的上下两个表面，喷布量按每平方米的尼龙隔离膜上下两个表面喷布10g计(100质量份尼龙树脂原料最终对应喷布了3.3质量份聚四氟乙烯粉)，并继续将尼龙隔离膜穿过第3、4辊的辊间隙进一步压延成型后，经过第5辊冷却，完成压延，收卷，即得尼龙隔离膜。
对比例1：制备高密度聚乙烯膜材
1)将高密度聚乙烯树脂置于挤出压延成型机的加料斗中，设置螺杆挤出机的螺杆温度由加料斗至模口为150～215℃，设置螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，熔融挤出；
2)设置压延成型机第1、2压辊的温度为80℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为60℃，表面为镜面；第5对压辊的温度为室温，表面为镜面；
3)将经螺杆挤出机挤出的熔体依次穿过第1、2辊的辊间隙，进行初压成型后，再从第2、3辊的之间中穿出，继续从第3、4辊的辊间隙进一步压延成型后，经过第5辊冷却，完成压延，收卷，即可制备得到本发明对比实施例1所述的高密度聚乙烯膜材料。
对比例2：制备尼龙膜材
1)将尼龙树脂置于挤出压延成型机的加料斗中，设置螺杆挤出机的螺杆温度由加料斗至模口为150～235℃，设置螺杆挤出机的螺杆转速为100rpm，熔融挤出；
2)设置压延成型机第1、2压辊的温度为120℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为80℃，表面为镜面；第5对压辊的温度为室温，表面为镜面；
3)将经螺杆挤出机挤出的熔体依次穿过第1、2辊的辊间隙，进行初压成型后，再从第2、3辊的之间中穿出，继续从第3、4辊的辊间隙进一步压延成型后，经过第5辊冷却，完成压延，收卷，即可制备得到本发明对比实施例2所述的尼龙膜材料。
性能测试：
对各实施例和对比例进行性能测试，结果参见表1。
其中，耐热性的测试如下：将尼龙隔离膜放置于两块不锈钢板之间、并施加0.1Mpa的压力情况下，放置于175℃的鼓风干燥箱中保持45min后，观察隔离膜是否收缩变形和黄变；自然冷却后取出时，隔离膜能否轻松从不锈钢板表面祛除，无破裂和残留。
表1：各实施例和对比例所得产品的性能
由表1测试结果可以看出，本发明实施例1-3所得疏水和耐高温型尼龙隔离膜，在挤出压延成型时，成膜性良好，加工性能优异，在将薄膜材料作为隔离膜贴合在不锈钢板表面使用时，隔离膜可以自然贴服在不锈钢板表面，贴合力较强。而且，尼龙隔离膜放置于两块不锈钢板之间、并施加0.1Mpa的压力情况下，放置于175℃的鼓风干燥箱中保持45min后，隔离膜无收缩变形、表面无黄变；自然冷却后取出时，隔离膜可轻松从不锈钢板表面祛除，无破裂和残留，不锈钢板表面没有水纹/鬼影残留，表现出优异的耐高温性。隔离膜在室温下的力学拉伸强度≥50Mpa，断裂伸长率≥600％，表现出优异的力学性能。在室温下对纯水的接触角≥115°，参照标准GB/T 4611-2008“通用型聚氯乙烯树脂“鱼眼”的测定方法”，在白炽灯照射下，观察薄膜表面，表面没有水纹/鬼影残留，表现出优异的疏水性。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜，其特征在于，其制备原料包括以下质量份的组分：
其中，
所述高密度聚乙烯-氟碳混合料通过以下制备方法制得：在疏水接枝促进剂的引发和催化作用下，高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂经熔融共混挤出，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料；
所述疏水接枝改进剂为含氟树脂。
2.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述疏水接枝改进剂为2-(三氟甲基)丙烯酸、全氟烷基乙基甲基丙稀酸、聚甲基丙烯酸(N-全氟环烷基)酰胺酯、聚丙烯酸全氟辛基甲酯和氟化异氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述疏水接枝促进剂为3-异丙基-α,α-二甲基异氰酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂的质量比为100∶(0.5～3.0)；
所述高密度聚乙烯树脂和疏水接枝促进剂的质量比为100∶(0.2～2.0)。
5.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述高密度聚乙烯-氟碳混合料具体通过以下制备方法制得：
a)将高密度聚乙烯树脂和疏水接枝改进剂混合，得到混合物；
b)将所述混合物和疏水接枝促进剂分别添加到螺杆挤出机中，经熔融共混后，挤出、冷却、切粒，得到高密度聚乙烯-氟碳混合料。
6.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述相态稳定剂为马来酸酐接枝聚偏氟乙烯、马来酸酐接枝乙烯-四氟乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯树脂和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的尼龙隔离膜，其特征在于，所述氟碳树脂粉为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。
8.一种权利要求1～7中任一项所述的疏水和耐高温型尼龙隔离膜的制备方法，其特征在于，包括：
S1、将尼龙树脂、高密度聚乙烯-氟碳混合料和相态稳定剂混合，得到预混物；
S2、将所述预混物置于挤出压延成型机的加料斗中，经螺杆挤出机熔融挤出，得到熔体；
S3、所述熔体依次穿过所述挤出压延成型机的各压辊进行成膜，在此期间，向膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述螺杆挤出机的螺杆温度自加料口至模口为150～235℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述挤出压延成型机具有5个压辊；其中，第1、2压辊的温度为100～150℃，表面为镜面；第3、4压辊的温度为80～120℃，表面为磨砂面；第5压辊的温度为室温，表面为镜面；
步骤S3具体包括：所述熔体依次穿过第1、2压辊的辊间隙，进行初压成型，然后再从第2、3压辊之间穿出，并向第2、3压辊之间的膜材的上下两个表面喷布氟碳树脂粉，之后，继续将膜材穿过第3、4压辊的辊间隙进一步压延成型，再经过第5压辊冷却，完成压延，收卷，得到疏水和耐高温型尼龙隔离膜。
CN202311323112.6A 2023-10-12 2023-10-12 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法 Pending CN117362703A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311323112.6A CN117362703A (zh) 2023-10-12 2023-10-12 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311323112.6A CN117362703A (zh) 2023-10-12 2023-10-12 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117362703A true CN117362703A (zh) 2024-01-09

Family

ID=89395785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311323112.6A Pending CN117362703A (zh) 2023-10-12 2023-10-12 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117362703A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69919227T2 (de) Neue fluoropolymere mit verbesserten eigenschaften
US7767745B2 (en) Methods of making a mixture for a PTFE membrane with metal oxides, and compositions related thereto
CN103261313A (zh) 聚四氟乙烯混合物
CN103261314A (zh) 聚四氟乙烯混合物
JPS58201823A (ja) イオン交換膜の製造方法
CN111978644B (zh) 一种聚丙烯透气膜及其制备方法
CN106065116A (zh) 一种耐寒、抗冲击流延膜及其制备方法与生产线
CN117362703A (zh) 一种疏水和耐高温型尼龙隔离膜及其制备方法
CN112622380A (zh) 一种高阻隔聚乳酸薄膜及其制备方法
WO2012086725A1 (ja) 延伸材料
WO2022166430A1 (zh) 高透湿含氟超疏油微孔膜的制备方法
CN102181111A (zh) 含填充材料的氟树脂片材的制造方法及含填充材料的氟树脂片材
JP5940092B2 (ja) フッ素樹脂繊維を含んでなるフッ素樹脂系シートおよびその製造方法
DE112017005523T5 (de) Mehrschichtstruktur und deren verwendung
Drobny Fluoroplastics
JP2020519749A (ja) 組成物及び組成物の製造方法
WO2024046494A1 (zh) 一种透气聚四氟乙烯拉伸膜及其制备方法
TWI492977B (zh) 袋用尼龍薄膜
Melnik et al. Effect of heat treatments and aggressive media on mechanical properties of porous polytetrafluoroethylene membranes fabricated via electrospinning
CN109456524B (zh) 一种高阻隔pe/lcp/pet树脂组合物及其制备方法
CN111303549A (zh) 一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜
CN101140336B (zh) 光扩散性树脂组合物、其成型物及导光体
EP3165568A1 (en) Fluororesin composition, production method for same, molded article, molded foam article, and coated electric wire
CN101209574B (zh) 聚四氟乙烯微孔膜基带的制备方法
WO2012086721A1 (ja) ポリテトラフルオロエチレン混合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination