一种微发泡聚氯乙烯薄膜及制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，具体公开了一种微发泡聚氯乙烯薄膜及制备方法。首先将发泡剂与滑石粉研磨为纳米粉，分散在EVA中，然后在螺杆中与聚氯乙烯混炼，利用EVA良好的弹性和韧性，在压延时利用较高的温度使发泡剂发泡，形成纳米泡，不同于在螺杆中发泡形成开孔泡，在压延时使聚氯乙烯薄膜中的纳米泡得到保留，使聚氯乙烯薄膜的韧性得到改善，无需使用过多的增塑剂增加聚氯乙烯薄膜的柔韧性。这对解决使用大量增塑剂制备聚氯乙烯薄膜的析出、粘辊等具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种微发泡聚氯乙烯薄膜及制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及聚氯乙烯高分子塑料，特别涉及一种微发泡聚氯乙烯薄膜及制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)是五大热塑性合成树脂之一，是世界上第二大通用塑料，其来源丰富，价格低廉，应用广泛，在建筑材料、包装材料、电子材料、农业用膜、交通运输等领域用量极大。如聚氯乙烯管材(PVC管材)在建筑排水管、穿线管等的应用，极大的方便了建筑施工，降低了成本，破除了多年来使用铸铁下水管的历史。近些年，随着物流业的飞速发展，聚氯乙烯在包装领域的应用得到了快速地发展。特别是聚氯乙烯薄膜替代高成本的聚乙烯、聚氨酯在包装膜的使用越来越多。由于聚氯乙烯材质的特性，其热加工温度与其分解温度很接近，在150-160℃熔融加工时，会发生剧烈的热降解。因此，聚氯乙烯树脂与聚乙烯等树脂相比，在成膜加工时存在问题，由于聚氯乙烯树脂对热极为敏感,当加热温度达到100℃以上时,在还没有完全熔融即发生热分解，当温度升到150℃后完全熔融时热分解加剧。因此，聚氯乙烯需要加入较多的增塑剂，辅助热熔融塑化。但使用较多的增塑剂使得聚氯乙烯难以同聚乙烯一样在螺杆中完全熔融吹膜制备薄膜。目前，成熟的聚氯乙烯薄膜加工工艺是将聚氯乙烯用增塑剂塑化处理，然后使用相对温度较低的压延工艺压延成膜。在聚氯乙烯压延制备薄膜时，增塑剂的负面效应一直困扰着加工稳定性和薄膜的质量。为了使聚氯乙烯软化和塑化，一般需要加入20-30％的增塑剂，增塑剂的加入尽管使聚氯乙烯的加工热塑性性能提升，但在压延时容易粘滚，在拉伸薄膜过程中，会产生析出现象。尤其是压延拉伸为较薄的包装薄膜时，增塑剂析出严重，影响使用。技术人员尝试降低增塑剂的使用量，然而，降低增塑剂的用量后得到的薄膜韧性较差，容易脆断。
技术实现思路
目前聚氯乙烯压延薄膜使用较多增塑剂存在析出、影响薄膜使用的问题，而降低增塑剂使用量造成薄膜韧性变差。针对这一问题，本专利技术致在解决降低增塑剂使用量后聚氯乙烯薄膜的韧性变差、易发脆的缺陷。因此，本专利技术提出一种微发泡聚氯乙烯薄膜，通过在聚氯乙烯薄膜形成纳米泡，使聚氯乙烯薄膜微发泡，微发泡形成的纳米微泡能够有效的增加薄膜的韧性和抗耐折性。进一步，提供微发泡聚氯乙烯薄膜的制备方法。首先，提出一种微发泡聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：(1)按重量份将1-2重量份发泡剂、30-50重量份滑石粉研磨为纳米级粉末，与100-120重量份EVA在60-80℃加入捏合机捏炼，经开炼机出片，冷却堆叠作为发泡复合材料备用；(2)按重量份将薄膜级聚氯乙烯100重量份、复合增塑剂12重量份、热稳定剂1-3重量份、润滑剂1-3重量份加入高速混合机，在60-80℃预分散，然后放料，冷却密封放置12h以上，作为聚氯乙烯复合料备用；(3)以双螺杆挤出机为混炼挤出设备，设置十段温控段，由进料到出料分别为第一段温度：80-90℃；第二段温度：100-120℃；第三段温度：130-140℃；第四段温度：120-130℃；第五段温度：100-110℃；第六段温度：90-100℃；第七段温度：90-100℃；第八段温度：110-120℃；第九段温度：130-140℃；第十段温度135-140℃,设置为片材口模，物料以片状挤出；在第一段前设置第一加料口；在第六段和七段间设置第二加料口；将步骤(1)得到的发泡复合材料划割为条状引入第一加料口；将步骤(2)得到的聚氯乙烯复合料以粉末加料方式经螺旋供料至第二加料口；(4)将步骤(3)挤出的片状料引入四辊压延机，四辊温度控制在150-155℃,使前辊、上辊存料5-10mm，上辊、中辊存料3-5mm，中辊、下辊存料2-3mm，调整辊距使压片厚度控制在0.1-0.2mm；牵引辊作为牵引、冷却、定型辊，牵引倍率为1.5-2.0，对压片进行拉伸、冷却定型；卷取，得到一种微发泡聚氯乙烯薄膜。优选的，步骤(1)中所述发泡剂选用4,4-氧代双苯磺酰肼，其在150-160℃间具有良好的发泡效应，通过与滑石粉研磨复合为纳米颗粒，与具有韧性的EVA复合为发泡复合材料。优选的，步骤(1)中所述EVA选用高熔指EVA，进一步优选阿科玛的EVA18-500,其具有良好的流动性，高柔软，高弹性，在较低的温度80℃即可熔融混炼，有利于将发泡剂均匀预分散于EVA中。由于EVA良好的柔性和弹性，其中的发泡剂在发泡后形成的纳米微泡不易破孔。优选的，步骤(2)中所述薄膜级聚氯乙烯选用PVC-SG-1、PVC-SG-2、PVC-SG-3、PVC-SG-4中的至少一种。优选的，步骤(2)中所述复合增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二辛酯以质量比100:20:5复合而成。优选的，步骤(2)中所述热稳定剂硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硫酸铅、亚磷酸铅中的一种。优选的，步骤(2)中所述润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡中的一种，促进聚氯乙烯的塑性和加工流动性。优选的，步骤(2)中所述冷却密封放置12h以上，目的是使增塑剂充分渗透聚氯乙烯。由于聚氯乙烯热稳定性较差，因此尽量减少聚氯乙烯的加热时间，在高速混合机中以60-80℃预分散时，较佳的时间是10-15min，使增塑剂完全分散即可，减少加热的时间，通过复合后的放置，使增塑剂充分渗透聚氯乙烯，保证冷却密封放置12h以上。未达到放置时间不能进入下工序的生产。优选的，步骤(3)中所述双螺杆挤出机选用长径比(L/D)为45:1的异向双螺杆挤出机，其达到混炼的同时，对物料剪切较弱，以减少对聚氯乙烯的热降解。最为关键的是，在第一段前设置第一加料口，第六段和七段间设置第二加料口；第一加料口加入发泡复合材料，通过混炼使纳米发泡剂均匀分散在EVA体系；随即与第二加料口加入的聚氯乙烯复合料混炼，使分散纳米发泡剂的EVA分散在聚氯乙烯中，聚氯乙烯在螺杆中停留较短时间从片材状模口挤出，不需要过高温度。优选的，步骤(3)中所述发泡复合材料与聚氯乙烯复合料的加入量控制在质量比为1:5。优选的，步骤(3)中所述双螺杆挤出机的转速控制在120-150rpm，较低的转速可以防止聚氯乙烯北高速剪切降解。优选的，步骤(4)中所述四辊压延机温度控制在155℃，高温度使分散的纳米发泡剂以滑石粉为核，产生纳米泡。优选的，步骤(4)中所述四辊压延机的辊间存料不易堆积过多，堆料以保证压片厚度均匀即可，堆料过多会使物料中的微泡损失过多。进一步优选的，使前辊、上辊存料5mm，上辊、中辊存料3mm，中辊、下辊存料2mm。优选的，步骤(4)中所述牵引辊作为牵引、冷却、定型辊，温度恒定在40-50℃，温度过高或过低会导致薄膜变形。再者，本专利技术保护由上述方法制备得到而一种微发泡聚氯乙烯薄膜。该薄膜中分散有均匀的纳米微泡。一般的，塑料薄膜发泡会导致薄膜的力学性能降低(如拉伸强度降低)，但当形成的微泡为纳米微泡且均匀分布时，对拉伸强度的影响较小，而纳米微泡会增加塑料薄膜的柔韧性和抗折断性。这对易发脆的聚氯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微发泡聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：/n(1)按重量份将1-2重量份发泡剂、30-50重量份滑石粉研磨为纳米级粉末，与100-120重量份EVA在60-80℃加入捏合机捏炼，经开炼机出片，冷却堆叠作为发泡复合材料备用；/n(2)按重量份将薄膜级聚氯乙烯100重量份、复合增塑剂12重量份、热稳定剂1-3重量份、润滑剂1-3重量份加入高速混合机，在60-80℃预分散，然后放料，冷却密封放置12h以上，作为聚氯乙烯复合料备用；/n(3)以双螺杆挤出机为混炼挤出设备，设置十段温控段，由进料到出料分别为第一段温度：80-90℃；第二段温度：100-120℃；第三段温度：130-140℃；第四段温度：120-130℃；第五段温度：100-110℃；第六段温度：90-100℃；第七段温度：90-100℃；第八段温度：110-120℃；第九段温度：130-140℃；第十段温度135-140℃,设置为片材口模，物料以片状挤出；/n在第一段前设置第一加料口；在第六段和七段间设置第二加料口；将步骤(1)得到的发泡复合材料划割为条状引入第一加料口；将步骤(2)得到的聚氯乙烯复合料以粉末加料方式经螺旋供料至第二加料口；/n(4)将步骤(3)挤出的片状料引入四辊压延机，四辊温度控制在150-155℃,使前辊、上辊存料5-10mm，上辊、中辊存料3-5mm，中辊、下辊存料2-3mm，调整辊距使压片厚度控制在0.1-0.2mm；牵引辊作为牵引、冷却、定型辊，牵引倍率为1.5-2.0，对压片进行拉伸、冷却定型；卷取，得到一种微发泡聚氯乙烯薄膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微发泡聚氯乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
(1)按重量份将1-2重量份发泡剂、30-50重量份滑石粉研磨为纳米级粉末，与100-120重量份EVA在60-80℃加入捏合机捏炼，经开炼机出片，冷却堆叠作为发泡复合材料备用；
(2)按重量份将薄膜级聚氯乙烯100重量份、复合增塑剂12重量份、热稳定剂1-3重量份、润滑剂1-3重量份加入高速混合机，在60-80℃预分散，然后放料，冷却密封放置12h以上，作为聚氯乙烯复合料备用；
(3)以双螺杆挤出机为混炼挤出设备，设置十段温控段，由进料到出料分别为第一段温度：80-90℃；第二段温度：100-120℃；第三段温度：130-140℃；第四段温度：120-130℃；第五段温度：100-110℃；第六段温度：90-100℃；第七段温度：90-100℃；第八段温度：110-120℃；第九段温度：130-140℃；第十段温度135-140℃,设置为片材口模，物料以片状挤出；
在第一段前设置第一加料口；在第六段和七段间设置第二加料口；将步骤(1)得到的发泡复合材料划割为条状引入第一加料口；将步骤(2)得到的聚氯乙烯复合料以粉末加料方式经螺旋供料至第二加料口；
(4)将步骤(3)挤出的片状料引入四辊压延机，四辊温度控制在150-155℃,使前辊、上辊存料5-10mm，上辊、中辊存料3-5mm，中辊、下辊存料2-3mm，调整辊距使压片厚度控制在0.1-0.2mm；牵引辊作为牵引、冷却、定型辊，牵引倍率为1.5-2.0，对压片进行拉伸、冷却定型；卷取，得到一种微发泡聚氯乙烯薄膜。


2.根据权利要求1所述一种微发泡聚氯乙烯薄膜的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫根，
申请(专利权)人：浙江东部塑胶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33