一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及热收缩膜技术领域，尤其是一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备工艺，包括PVC热收缩膜基材，PVC热收缩膜基材表面经CF

A super hydrophobic modified PVC heat shrinkable film and its preparation process

The invention relates to the technical field of heat shrinkable film, in particular to a super hydrophobic modified PVC heat shrinkable film and a preparation process thereof, including a PVC heat shrinkable film substrate, the surface of the PVC heat shrinkable film substrate passes through CF

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备工艺
本专利技术涉及热收缩膜
，尤其是一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备工艺。
技术介绍
聚合物处于高弹态条件下时，将其以一定速度定向(单向或双向)拉伸，分子链沿定向方向取向，而后不进行热定型，使分子链产生“冻结”，这样形成的热塑性膜处于“解冻”温度时将产生收缩，并能紧密包覆物体。这种膜称为热收缩膜。在单向拉伸定型过程中生产的热收缩膜在受热下将单向收缩，双向拉伸定型形成的热收缩膜在受热状态下双向收缩。1936年起，热收缩膜开始用于食品包装，并逐渐应用于各种各样形状物品的包装，如机器零件、一次性餐具、印刷制品等，为人类的生产生活提供了便利。现有的热收缩膜种类有聚氯乙烯(PVC)热收缩膜、聚乙烯(PE)热收缩膜、聚酯(PET)热收缩膜、多层共挤聚烯烃(POF)热收缩膜、定向聚苯乙烯(OPS)热收缩膜等，人们为改善其某方面的性能，可向其原料里加入特定成分，如抗静电剂、阻燃剂等。随着科技的发展，研究者开发出一系列功能性热收缩膜，如VCI气相防锈热收缩膜、聚全氟乙丙烯(FEP)热收缩筒膜、HRA2内层涂胶热收缩筒膜等新型热收缩膜。VCI气相防锈热收缩膜的机械性能优异，可生产大筒径的产品，但是在受热时双向收缩，不符合安装要求；FEP热收缩筒膜虽在受热时单向收缩，但是难以生产筒径大的热收缩膜，达不到尺寸要求；HRA2内层涂胶热收缩筒膜的筒壁较厚，筒径较小，且断裂强度小，同样不符合要求。PVC热收缩膜的广泛应用与其独特的优势息息相关，其优点主要表现在：(1)PVC热收缩膜透明度高，包装产品时的可视性优异；(2)其断裂强度高，弹性好，收缩性能好，自粘性好，收缩后能紧密包覆物品，可包装任何外形的物品，且不会对物品造成挤压损伤；(3)防雨、防尘、阻燃、抗静电性能优异；(4)通过改变生产过程中添加的辅料与配方，可生产出各种性能及多种形状的产品，以满足客户的要求；(5)低投入，高产出；(6)断裂强度高、弹性好，受热单向收缩，可生产大筒径的筒膜。但PVC热收缩膜性能也存在缺陷：(1)PVC热收缩膜本身接触角小于90°，难以满足超疏水防冰的要求；(2)其存在冷脆现象；(3)其长时间在室外时，易老化，抗紫外线性能较差。常见的材料超疏水改性的方法有化学刻蚀法、溶胶-凝胶法、层层自组装法和气相沉积法等。化学刻蚀法是利用化学试剂对材料表面进行刻蚀，并通过控制试剂的种类、浓度及刻蚀时间获得合适的粗糙表面。再以低表面能物质修饰粗糙表面，降低材料表面能，最终达到超疏水效果。其工艺较为复杂，操作较为繁琐。溶胶-凝胶法是指将无机物或金属盐等作为前驱物，与液相混合后发生水解缩合，形成透明溶胶，经溶剂挥发、陈化后形成三维网状结构的凝胶。将凝胶涂覆于材料表面后，再经后处理成膜，获得超疏水表面。目前有基于甲基三乙氧基硅烷(MTES)、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)的溶胶-凝胶，使用憎水性氟代烷基硅烷(FAS)修饰凝胶表面，并以16wt％SiO2纳米颗粒作为填料改变涂层粗糙度，从而减弱了水滴与涂层的粘附。通过纳米SiO2溶胶、MTES和十七氟癸基三甲氧基硅烷(HFTES)的水解缩合制备氟化溶胶-凝胶胶体涂层。该涂层室温下接触角达166°，但随着温度的降低，接触角逐渐减小，防冰性能逐渐减弱。层层自组装是依靠静电吸附、氢键等弱分子间作用力，使聚电解质、聚合物刷或无机带电纳米粒子交替沉积，形成的多层膜结构。该方法操作简易，制备的膜结构完整、厚度可控，但由于利用的是静电、氢键等弱作用力，该超疏水涂层性能稳定性较差。气相沉积法是将含有构成薄膜元素的物质以气态的形式沉积于基底表面。按照在气相中发生物理或化学过程，可将气相沉积法分为化学气相沉积与物理气相沉积等。物理气相沉积包括磁控溅射、高真空电阻蒸发镀膜等。其中，高真空电阻蒸发镀膜是一种易操作、低成本的表面改性技术，可用于蒸镀金属、氧化物、聚合物、半导体材料等。高真空电阻蒸发镀膜可在基片上生成一种新的物质，形成保护层，赋予其新的性能。常见的超疏水涂层有含硅涂层、蜡质涂层、含氟涂层等。含硅超疏水涂层可通过溶胶-凝胶法、化学沉积法等途径制备，虽能满足超疏水效果，但鲜有报道提及其抗紫外性能，能否长期用于户外包装暂为未知，且通常不使用高真空电阻蒸发工艺制备；蜡质涂层能同时满足抗紫外、超疏水的要求，且可使用高真空电阻蒸发镀膜得以制备，但是蜡质在高温下易熔融，难以承受高温暴晒，不适宜用于户外包装。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，提供了一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备方法，其具有良好的抗紫外性及耐用性，PTFE涂层与PVC热收缩膜之间的结合强度高，疏水性强，具有较强的防冰性能。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是，一种超疏水改性PVC热收缩膜，包括PVC热收缩膜基材，所述PVC热收缩膜基材表面经CF4刻蚀后成为有多个沟槽与凹坑的粗糙面，在粗糙面上沉积有PTFE涂层，所述沟槽与凹坑及PTFE涂层形成紧密的交联网络状的微纳米表面结构。上述的超疏水改性PVC热收缩膜，所述粗糙面的粗糙度不低于12.5nm。上述的超疏水改性PVC热收缩膜，所述PTFE涂层厚度为涂层厚度不低于3.9μm。上述的超疏水改性PVC热收缩膜，F/C元素比为1.946，其表面能为32.7mN/m。上述的超疏水改性PVC热收缩膜，其接触角超过150°，且滚动角小于5°。一种上述的超疏水改性PVC热收缩膜的制备工艺，包括以下步骤：(1)、PVC热收缩膜作为改性基底；(2)、将PVC热收缩膜进行清洗，清除膜表面的油剂及杂质，再将其置于去离子水中清洗后真空烘干备用；(3)、使用CF4等离子清洗PVC热收缩膜，刻蚀PVC表面，产生活性位点；(4)、刻蚀结束后，放入高真空电阻蒸发设备中，利用高真空电阻蒸发技术将PTFE以纳米颗粒的形态沉积于PVC热收缩膜上；(5)、将步骤(4)所得制品进行加热收缩。上述的超疏水改性PVC热收缩膜的制备工艺，所述步骤(2)中，将PVC热收缩膜置于无水乙醇中清洗，清洗时间1h。上述的超疏水改性PVC热收缩膜的制备工艺，所述步骤(4)中，向坩埚中加入PTFE粉末，盖上玻璃罩，打开机械泵与前级阀，待真空室压强降预定压强以下时，打开分子泵，抽真空，打开蒸发电源，缓慢调节电阻丝至预定电流，将电阻丝加热到预定温度时，蒸发时间至预定时间，蒸发结束后，调节电流为0，依次关闭蒸发电源、分子泵、前级阀、机械泵，打开放气阀取出，制得PVC热收缩膜。上述的超疏水改性PVC热收缩膜的制备工艺，所述步骤(5)中，在70℃下收缩60s。本专利技术一种超疏水改性PVC热收缩膜及其制备方法的有益效果是，本专利技术利用高真空电阻蒸发技术，将PTFE纳米涂层沉积于热收缩膜表面，引入含F基团，构造微纳米结构表面，以改善热收缩膜的抗紫外线性与疏水性。PTFE涂层的沉积改善了PVC热收缩膜的动态防冰性能，改变了传统的除冰方式，利用复合膜的防冰性能，减少覆冰情况的发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水改性PVC热收缩膜，包括PVC热收缩膜基材，其特征在于：所述PVC热收缩膜基材表面经CF

【技术特征摘要】
1.一种超疏水改性PVC热收缩膜，包括PVC热收缩膜基材，其特征在于：所述PVC热收缩膜基材表面经CF4刻蚀后成为有多个沟槽与凹坑的粗糙面，在粗糙面上沉积有PTFE涂层，所述沟槽与凹坑及PTFE涂层形成紧密的交联网络状的微纳米表面结构。


2.根据权利要求1所述的超疏水改性PVC热收缩膜，其特征是，所述粗糙面的粗糙度不低于12.5nm。


3.根据权利要求1所述的超疏水改性PVC热收缩膜，其特征是，所述PTFE涂层厚度为涂层厚度不低于3.9μm。


4.根据权利要求1所述的超疏水改性PVC热收缩膜，其特征是，F/C元素比为1.946，其表面能为32.7mN/m。


5.根据权利要求1所述的超疏水改性PVC热收缩膜，其特征是，其接触角超过150°，且滚动角小于5°。


6.一种如权利要求1-4任一项权利要求所述的超疏水改性PVC热收缩膜及其制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、PVC热收缩膜作为改性基底；
(2)、将PVC热收缩膜进行清洗，清除膜表面的油剂及杂质，再将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈韶娟，蒋志青，王雪琴，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37