制造多孔塑料薄膜的方法及多孔塑料薄膜技术

本文公开了一种制造多孔塑料薄膜的方法和一种多孔塑料薄膜。该塑料薄膜是由包括含聚合物基本材料和添加剂的原材料共混物制得的。通过拉伸薄膜预成型料坯在薄膜中产生所述孔。添加剂包含ＰＯＳ（Ｓ）化学品。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造多孔塑料薄膜的方法，该方法包括将包括含聚合物的基本材料和添加剂的原材料共混物制成可拉伸的预成型料坯，以及对料坯进行拉伸以形成具有闭孔的薄膜。本专利技术还涉及由包含基本材料和添加剂的原材料共混物制成的、在塑料膜结构中排布有许多泡孔的多孔塑料薄膜。
技术介绍
已知多孔塑料薄膜具有多种用途，如用作包装材料、密封材料、绝热材料、防潮材料、隔音材料、印刷物品用基材等。采用多孔塑料薄膜的原因在于与实心薄膜相比，可节省塑料材料。此外，多孔塑料薄膜的表面还可具有光滑、舒适的触感，这也是在许多用途中所表现出来的很突出的优点。多孔塑料薄膜的最新用途之一是作机电薄膜，具体实例是称为EMFi薄膜(机电薄膜)的产品。对机电薄膜来说，动态机械能或声能会产生电荷或引起电荷改变，反之亦然，即电能可转变为动能、振动能或声能。例如美国专利4654546已对这类薄膜作了说明。EMFi薄膜是一种薄的、通常为30-100微米厚的具有闭孔并用作驻极体的聚丙烯薄膜。驻极体是指一种具有永久电荷，能在其表面外产生电场的物体(本文中为薄膜)，只要该物体的表面是不导电的。目前，为此目的已制造了一种由聚丙烯塑料预成型料坯经双轴向拉伸而成的具有多孔结构的薄膜。该预成型料坯包含构成薄膜基质部分的聚丙烯(PP)以及与之相混合的碳酸钙微粒或其它相应的无机填充材料。无机填料的微粒会对基质塑料的断裂点或不连续点产生成核作用，这一作用会在取向期间使基质部分产生许多闭孔或孔隙。经拉伸后，可采用例如直流电晕处理法而使该多孔薄膜带电荷，然后再对薄膜的至少一侧表面进行金属化处理。已提出将机电薄膜用于例如话筒和嗽叭，超声检测器，水下听音器，电空气过滤器，键盘和控制开关，移动检测器，动态噪声抑制用途，自粘宣传品之类，压力，力和加速传感器，风、雨检测器，定位检测地板表面等。与已知双轴向拉伸多孔薄膜的制造有关的一个问题是对大多数热稳定塑料来说，要产生具有所需精细结构的多孔结构是很困难的。另一个问题是只有少数塑料材料适用作制造薄膜的材料。主要使用聚丙烯(PP)。还有一个与已知多孔机电薄膜有关的问题是当温度升高并经足够长的时间后，它们的机电常数(d33)会明显、持久地下降，因此需将薄膜的使用温度随用途而将其限制在50-60℃。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新颖，改进了的制造多孔塑料薄膜的方法，以及提供避免了上述问题的多孔塑料薄膜。本专利技术方法的特征在于包含POS(S)化学品的添加剂。本专利技术塑料薄膜的特征在于添加剂包含POS(S)化学品。本专利技术的一个优点是当包含POSS(多面体低聚硅倍半氧烷(silsesquioxane))或POS(多面体低聚硅酸盐)化学品的材料预成型料坯定向排列时，薄膜具有极精细结构状的多孔结构，这种结构尤其是改进了薄膜在机电领域用途中的机电响应和敏感度。在这方面提及的是，在本申请中以缩写POS(S)来表示POSS和POS化学品。本专利技术的另有一个优点是通过根据基质聚合物结构来选择适宜的POS(S)，可将除PP外的其它许多聚合物制成多孔薄膜，特别是多孔机电薄膜和/或驻极体薄膜。本专利技术的还有一个优点是包含POS(S)化学品的薄膜的机电常数(d33)是热稳定的，即当温度升高时热稳定性下降趋势较已知薄膜明显趋缓，也就是说包含POS(S)化学品的机电薄膜可在比类似已知薄膜高的工作温度下使用。附图说明根据附图对本专利技术作更详细的说明。图1展示的是根据本专利技术塑料薄膜部分截面的SEM照片。图2展示的是图1所示机电塑料薄膜的机电常数与老化时间的关系曲线图。图3展示的是根据本专利技术第二个和第三个实施方案的塑料薄膜的机电常数与老化时间的关系曲线图。图4展示的是根据本专利技术第四个实施方案的塑料薄膜的部分截面的SEM照片。具体实施例方式图1展示的是根据本专利技术塑料薄膜的部分截面的SEM(扫描电子显微镜)照片。放大倍数为750倍。薄膜厚度为约100微米。薄膜的截面充满了许多沿膜表面方向取向的透镜状闭孔。该薄膜是由包含已添加有POS(S)化学品的聚合物的基本材料制成的。POS(S)化学品本文中POS(S)是指POSS(多面体低聚硅倍半氧烷)和POS(多面体低聚硅酸盐)两类化学品，它们包括具有下面经验式的一组纳米结构。RSiO1.5式中R为有机取代基如氢、甲硅烷氧基或环状或直链的脂族或芳族基团，还可包含反应性官能基团，例如醇、酯、胺、酮、烯烃、醚或卤基团。POS(S)的基本结构包含连有R基团的多面体Si-O主链。已知有只包含单一类型R基团的同质(Homoleptic)POS(S)化学品和包含多个不同R基团的不同质(Heteroleptic)POS(S)化学品。在室温下，POS(S)可呈固态或液态。当固态POS(S)与基本材料相混合时，依据混合方法诸参数的不同会发生熔融或仍保持固态。例如，下述POS(S)化学品可用于本专利技术中十二苯基-POSS C17H60O18Si12，异辛基-POSSnTn，式中n＝8、10或12，八环己基-POSSC48H88O12Si8，八环戊基-POSS C40H72O12Si8，八异丁基-POSS C32H72O12Si8，八甲基-POSS C8H24O12Si8，八苯基-POSS C48H40O12Si8，八-TMA-POSSC32H96O20Si8·～60H2O，十二三氟丙基-POSS C36H48F36O18Si12，八三甲基甲硅烷氧基-POSS C24H72O20Si16，乙氧苯基-POSS(PhCH2CH2)nTn，式中n＝8、10或12，乙氧苯基异丁基-POSS C36H72O12Si8。要提出的是，本文提及的化学品只是一些适宜的POS(S)化学品实例。其它POS(S)化学品也可以很好地用于本专利技术不同的实施方案中。例如WO专利公开01/072885已对POS(S)化学品作了说明，其优先权申请是US-60/192083。基本材料基本材料可以是聚丙烯(PP)或其它至少能进行单轴向拉伸的热塑性聚合物，共聚物或聚合物的共混物。作为可提及的实例是环状烯烃共聚物(COC)、环状烯烃聚合物(COP)、聚甲基戊烯(PMP)如TPX、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以及聚萘二甲酸乙二醇酯与聚酯酰亚胺(polyeterimide)的共混物PEN/PEI。作为多孔机电薄膜和/或多孔驻极体薄膜的基本材料，任何能至少进行单轴向拉伸的塑料，优选能至少拉伸至三倍长度的塑料通常都是适用的。这样可获得足够平坦的多孔结构。拉伸可使塑料分子定向排列。此外，该塑料还必须具有足够低的导电性，并基本上不会吸收水分。该塑料还必须有足够的介电强度，以致在泡孔中会发生与直流电荷有关的部分放电。此外，考虑到该薄膜的最终用途，塑料必须具有足够的热稳定性。基本材料通常不仅可包含聚合物，而且还可包含技术熟练人员所熟知的添加剂，混合料和填料。实施例1图1所示薄膜的制备方法如下将基本材料Borclean HB300BF和POS(S)添加剂Hybrid PlasticsMS0830共混合制成共混物，其中添加剂用量为基本材料重量的20重量％。Hybrid Plastic MS0830是八甲基-POSS，它的化学式为C8H24O12Si8。共混操作是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造多孔塑料薄膜的方法，该方法包括：将包括含聚合物基本材料和添加剂的原材料共混物制成可拉伸的预成型料坯，对料坯进行拉伸以形成具有孔的薄膜，其特征在于添加剂包含ＰＯＳ（Ｓ）化学品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡特南，S科泰特，M帕加南，
申请(专利权)人：芬兰技术研究中心，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]