一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂及其制备方法，适用于塑料薄膜生产厂家，它公开了将正硅酸乙酯在碱性条件下反应制备二氧化硅溶胶；加入表面活性剂和适当的油相有机物，经搅拌制备二氧化硅为壳层的胶束；向二氧化硅为壳层的胶束中加入含R基的三甲氧基硅烷，催化剂，在一定温度下搅拌制备二氧化硅表面被硅烷修饰的二氧化硅基微球，干燥除去油相后即可得二氧化硅中空微球。本抗粘连剂并不是一种具有明确结构式和分子式、分子量的化合物，是一种基于二氧化硅的含多层级微孔的中空微球结构。本发明专利技术对塑料薄膜有补强作用，提高抗蠕变性能，在薄膜表面形成大量微凸起和间隙，增大膜表面的粗糙度，降低摩擦系数，防止薄膜间的粘连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料中助剂的制备
，尤其是一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂及制备方法。
技术介绍
塑料和塑料制品在近百年的发展历程中，极大方便了人类的生活和生产。塑料薄膜作为塑料家族中的重要一员，在现代化发展中发挥着举足轻重的作用。从20世纪40年代发展至今，已成为塑料工业重要的下游产品。塑料薄膜广泛应用于包装、农业、电子行业等领域。其中，塑料薄膜最大的应用领域为包装市场。塑料薄膜的种类繁多，从使用的原材料来分，塑料薄膜主要包括聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚酰胺(PA)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚酯(PET)薄膜、涂布膜(PVDC)等。各种塑料树脂材料在使用不同工艺过程及加工条件下，在卷取成卷过程以及成卷后，膜层间受到热压或受压易发生“粘连”，从而后续加工中的放卷展开速度受到影响。塑料薄膜的粘连主要有两方面的原因：一是由于薄膜闭合后膜间形成真空密合状态，不易分开；二是薄膜成型后其表面有大量的外露分子链，在两片薄膜闭合后产生大分子链之间的互相缠绕，使其无法打开。事实上造成薄膜防粘连困难的原因是两者共存的，且后者是主要原因。为了防止这种现象的发生，通常在生产塑料薄膜时加入一定量的开口剂，即抗粘连剂。这样，不仅可以在塑料薄膜表面形成凹凸面，减小薄膜之间的接触面积，降低薄膜的摩擦系数，使薄膜易于层间滑动，而且可以阻碍大分子链的渗透以降低薄膜的粘连，提高其开口性。近年来，随着塑料薄膜高档化的趋势，二氧化硅成为最常用的塑料添加剂之一，其制备与改性得到了越来越多的关注。一般地，制备的二氧化硅表面含有丰富的羟基基团，这使得其在使用过程中难以较好地分散，阻碍了它的应用性能。因此，对二氧化硅进行改性就成为了必不可少的步骤。通过在二氧化硅表面连接上表面活性剂等物质对其进行改性，不仅可改善二氧化硅粒子的分散性能，提高或控制微粒的表面活性，同时还能改善微粒与其他物质的相容性，
改善其加工性能。目前，关于抗粘连剂的报道仍较多的是低端的酰胺类等有机开口剂。禾大国际股份公开有限公司的专利(公开号CN102596895A)公开了一种支化饱和伯脂肪酸酰胺抗粘连剂的制备。宝洁公司的专利显示抗粘连特性的聚合物膜及制备方法(公开号CN101166780)公开了一种具有抗粘连特性的膜的制备方法，其中所用的抗粘连剂由多种蜡(如聚烯烃蜡的衍生物等)组成。这些有机开口剂在加工过程中析出物附在塑料薄膜表面，使塑料薄膜光泽度减小、透明度减小，影响了塑料薄膜的印刷性、热封性及颜色，也影响塑料薄膜作为食品包装材料的安全性。因此，二氧化硅抗粘连剂以其无毒无污染，开口性能良好，加入后可提高塑料薄膜的拉伸强度和拉伸断裂伸长率，且能提高塑料薄膜的使用性能和物理性能，同时降低了塑料薄膜的生产成本等诸多优点正成为研究热点。本专利技术公开了一类经表面改性的二氧化硅中空微球，作为聚烯烃薄膜加工的关键助剂。根据专利技术人之前的专利技术，缩合反应体系中引入含T单元烷基硅氧烷(三官能结构硅氧烷)，在该反应条件下，有可能形成T4/T8/T10/T12半笼型或笼型分子簇结构，其具备特定的分子结构，具有独特的刚性和疏水特征，减少了二氧化硅缩合产物表面的羟基(硅醇)，增大比表面积。此外，其具有有机基团R，改善了二氧化硅微球与聚烯烃的相容性，使得二氧化硅抗粘连剂易于在薄膜中分散，同时这种相容性是有限的，即在加工过程中，能快速迁移至聚烯烃膜表面，形成多层级孔结构。通过胶束模板法制备得到的二氧化硅微球尺寸均一，且具有多孔性、比表面积大、不黄变等特点。应用于烯烃类高分子薄膜拉伸加工，对塑料薄膜有补强作用，可提高塑料薄膜的抗蠕变性能，且可均匀的分散在聚合物表面，并在薄膜表面形成大量微凸起和间隙，增大膜表面的粗糙度，降低摩擦系数，防止薄膜间的粘连，同时不影响膜的透明度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂，这种抗粘连剂性能优良，可满足使用要求，本专利技术同时还提供这种抗粘连剂的制备方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂的制备方法，其中，包括以下步骤：步骤一，将适量的正硅酸乙酯(TEOS)，乙醇，水，氨水混合，在一定的温度下，使正硅酸乙酯在碱性条件下反应一定时间水解制备二氧化硅溶胶；步骤二，加入表面活性剂和适当的油相有机物，经搅拌机搅拌一定时间制备二氧化硅为壳层的胶束；步骤三，向步骤二所制备的胶束溶液中加入含R基的三甲氧基硅烷，即RSi(OCH3)3。加入一定量的催化剂，在一定温度下搅拌一定时间制备二氧化硅表面被硅烷修饰的二氧化硅基微球，干燥除去油相核后即可得二氧化硅基中空微球。为优化上述技术方案，采取的措施还包括：步骤一所述TEOS的质量为体系总质量的10-15％，乙醇为45-60％，水为18-25％，氨水为10-20％。所述反应温度为室温，所述反应时间为4-10h。步骤二所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，十二烷基硫酸钠(SDS)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)中的至少一种，所加表面活性剂含量为体系总质量的0.5-1％。所述油相为正辛醇，十二烷，十六烷中的一种，所述含量为体系总质量的20-50％。所述搅拌时间为4-8h。步骤三中所述的R基三甲氧基硅烷为丙基三甲氧基硅烷，辛基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。所述含量为体系总质量的10-20％。所述一定温度为60-70℃，所述搅拌时间为6-10h。所述的催化剂为四甲基氢氧化铵，所述的含量为体系总质量的1％。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、通过胶束模板法制备的二氧化硅微球粒径分布均匀，具有单分散性，且通过控制所加油相和表面活性剂的含量可调节二氧化硅微球的粒径尺寸。2、选择三甲氧基硅烷对二氧化硅改性，不仅三甲氧基硅烷表面的R基可对二氧化硅有效改性，降低表面张力，利于下一步应用，且三甲氧基硅烷的水解缩合可形成特定结构的半笼型或笼型硅氧烷，且硅氧烷分子间聚集形成多孔结构，形成牢固的多孔壳层，即形成多层级孔结构，可有效改善抗粘连效果。3、通过选择含不同R基的三甲氧基硅烷，可有效改善制备的二氧化硅基抗
粘连剂在聚烯烃薄膜中的相容性。且该抗粘连剂在薄膜中是有限相容，在加工过程中可迁移到薄膜表面从而增强抗粘连效果。附图说明图1为正硅酸乙酯水解的反应过程图。正硅酸乙酯的水解缩合反应可分为3步，第一步是正硅酸乙酯形成单硅酸和醇，如式(1)所示，此即水解反应。第二步是第一步反应生成的硅酸之间或者硅酸与正硅酸乙酯之间发生缩合反应，如式(2)、(3)所示。此时，Si—O—Si键开始形成。由于二者除生成聚合度较高的硅酸外，分别生成水和醇，因此又分别称为脱水和脱醇缩合。第三步是由此前形成的低聚合物进一步聚合形成长链的向三维空间扩展的骨架结构，因此称为聚合反应。如式(4)所示；图2为T单元烷基硅氧烷经水解缩合形成半笼型或笼型倍半硅氧烷的示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂的制备方法，其中，包括以下步骤：步骤一，将18g(18wt％)蒸馏水和28g(28wt％)无水乙醇混合均匀,向其中加入16g(16wt％)氨水,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂的制备方法，其特征是；步骤一，将适量的正硅酸乙酯，乙醇，水，氨水混合，在一定的温度下，使正硅酸乙酯在碱性条件下反应一定时间水解制备二氧化硅溶胶；步骤二，加入表面活性剂和适当的油相有机物，经搅拌机搅拌一定时间制备二氧化硅为壳层的胶束；步骤三，向步骤二所制备的胶束溶液中加入含R基的三甲氧基硅烷，即RSi(OCH3)3。加入一定量的催化剂，在一定温度下搅拌一定时间制备二氧化硅表面被硅烷修饰的二氧化硅基微球，干燥除去油相核后即可得二氧化硅基中空微球。

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂的制备方法，其特征是；步骤一，将适量的正硅酸乙酯，乙醇，水，氨水混合，在一定的温度下，使正硅酸乙酯在碱性条件下反应一定时间水解制备二氧化硅溶胶；步骤二，加入表面活性剂和适当的油相有机物，经搅拌机搅拌一定时间制备二氧化硅为壳层的胶束；步骤三，向步骤二所制备的胶束溶液中加入含R基的三甲氧基硅烷，即RSi(OCH3)3。加入一定量的催化剂，在一定温度下搅拌一定时间制备二氧化硅表面被硅烷修饰的二氧化硅基微球，干燥除去油相核后即可得二氧化硅基中空微球。2.根据权利要求1所述一种聚烯烃薄膜用二氧化硅基抗粘连剂的制备方法，其特征是步骤一所述正硅酸乙酯的质量为体系总质量的10-15％，乙醇为45-60％，水为18-25％，氨水为10-20％，所述反应温度为室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张官云，邢玉秀，肖兴，
申请(专利权)人：广州赫尔普化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44