一种塑料薄膜及其制备工艺的制作方法

文档序号:16927017发布日期:2019-02-22 19:57阅读:281来源:国知局

本发明涉及薄膜生产加工技术领域,更具体地说,它涉及一种塑料薄膜及其制备工艺。



背景技术:

用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜,用于包装,以及用作覆膜层,且塑料薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用品包装、服装包装等等。

在公开号为cn107090124a的中国发明专利中公开了一种环保塑料膜,其包括以下重量份的组分:聚丙烯30~40份;聚烯烃20~25份;聚氯乙烯1~2份;玻璃纤维2~3份;钛白粉10~13份;硬脂酸5~8份;导电炭黑1~1.5份;丙烯酸酯基单体4~5份;弹性体0.5~1份。

上述专利中,玻璃纤维使环保塑料膜具有良好的绝热性能和耐老化性能,且加入玻璃纤维使其具有较低的反射率和较高的透明度,但玻璃纤维的性能较脆,当环保塑料膜在使用过程中,其内部的玻璃纤维容易发生断裂,导致其整体强度大大降低,且容易发生断裂,因此,需要提出一种新的方案来解决上述问题。



技术实现要素:

针对现有技术中薄膜在使用过程中因其整体强度不佳导致其容易发生断裂的问题,本发明的目的一在于提供一种塑料薄膜,通过在塑料薄膜的内部形成多重网络结构,以解决上述技术问题,其在使用过程中具有良好的结构强度,且不易发生断裂。

为实现上述目的一,本发明提供了如下技术方案:

一种塑料薄膜,包括如下重量份数的组分:

聚苯乙烯35~50份;

聚乙烯醇树脂溶液12~20份;

聚碳酸酯6~11份;

多孔二氧化硅溶胶5~8份;

膨胀珍珠岩粉末4~9份;

竹纤维丝7~16份;

松香季戊四醇酯4~5份;

增塑剂2.2~3.5份;

抗氧化剂0.8~1.5份。

通过采用上述技术方案,聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料,具有极高的透明度和良好的加工流动性,且耐化学腐蚀性能好。聚乙烯醇树脂溶液具有很好的粘接性和成膜性,有利于使塑料薄膜中的各组分紧密粘连在一起。聚碳酸酯在普通使用温度内都有良好的机械性能,且耐冲击性能好、加工性能好,并具有较高的折射率,使塑料薄膜具有较高强度的同时,也具有良好的光写性能。塑化剂和抗氧化剂可以提高塑料薄膜整体的柔顺性和稳定性。

膨胀珍珠岩粉末由珍珠岩矿砂预热,瞬时高温焙烧膨胀后制成白色颗粒状的材料,其颗粒内部是蜂窝状结构,且其表面是开放孔,使塑料薄膜的强度得到大大提高。同时,松香季戊四醇酯具有优秀的粘性和内部凝聚力,多孔二氧化硅溶胶填充在膨胀珍珠岩内部的孔径中,且多孔二氧化硅溶胶中含有大量的多孔二氧化硅颗粒,可以使多孔二氧化硅颗粒粘附在膨胀珍珠岩内部孔径的侧壁上,使塑料薄膜整体的结构强度大大提高。

竹纤维丝具有较强的耐磨性和抗断裂性能,且竹纤维丝内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力,能够与各组分起到良好的结合性,使塑料薄膜整体的韧性得到提高。同时,竹纤维丝可部分穿设于膨胀珍珠岩和多孔二氧化硅颗粒的内部孔径中,并与孔径外部的其他竹纤维丝相互缠绕,且部分含有竹纤维丝的多孔二氧化硅颗粒固定在膨胀珍珠岩内部的孔径中,在塑料薄膜的内部形成由膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒和竹纤维丝组成的多重网络结构,使塑料薄膜在使用过程中不易发生断裂,且具有良好稳定的结构强度。

进一步优选为,所述多孔二氧化硅溶胶进行改性处理,且改性处理的步骤如下:

步骤a,取相应重量份数的多孔二氧化硅溶胶,加入相应重量份数且浓度为0.75~0.9mol/l的1,3,5-三甲基苯,进行恒温搅拌混合,温度为25~30℃,时间为40~60min,搅拌速度为200~400rpm,得到混合料;

步骤b,在混合料中用浓度为0.1mol/l的盐酸调节ph值,使ph值为5.5~6,得到原液;

步骤c,在原液中加入相应重量份数的粘性颗粒,进行超声波分散处理,然后放入恒温水浴振荡器中进行振荡,时间为60~90min,温度为50~60℃,得到改性多孔二氧化硅溶胶。

通过采用上述技术方案,1,3,5-三甲基苯是一种良好的扩孔剂,可以使多孔二氧化硅溶胶中多孔二氧化硅颗粒内部的孔径变得通顺,不会挤压在一起,整体形状变得饱满。酸性条件下有利于使粘性颗粒粘附在多孔二氧化硅颗粒内部的孔径中。同时,超声波处理有利于使粘性颗粒均匀的分散开来,提高其在多孔二氧化硅颗粒孔径中的粘附效果。改性处理后的多孔二氧化硅溶胶,粘性颗粒使竹纤维丝紧紧固定在二氧化硅颗粒内部的孔径中,不易发生脱落,使薄膜内部的多孔网状结构保持良好的稳定性,使塑料薄膜整体的结构强度和稳定性大大提高。

进一步优选为,所述塑料薄膜中还加入重量份数为0.5~0.8份的聚乙二醇。

通过采用上述技术方案,聚乙二醇聚有良好的水溶性,并与许多有机物组分有良好的相溶性,且聚乙二醇是一种良好的分散剂,能够使竹纤维丝均匀的分散开来,防止竹纤维丝粘附在一起导致其无法填充在膨胀珍珠岩和多孔二氧化硅颗粒的内部孔径中,有利于使塑料薄膜内部的多重网络结构具有良好的致密性,并具有良好的结构强度,使塑料薄膜不易发生断裂。

进一步优选为,所述塑料薄膜中还加入重量份数为1.2~1.5份的石蜡。

通过采用上述技术方案,石蜡是从石油、页岩油或其他沥青矿物油的某些馏出物中提取出来的一种烃类混合物,主要成分是固体烷烃,无臭无味,为白色或淡黄色半透明固体。其可以改善塑料制品的光泽和脱模性能,且石蜡使塑料薄膜具有良好的防潮和绝缘性,使塑料薄膜的整体性能得到提高。同时,分散开来的石蜡颗粒使塑料薄膜内的多重网络结构充分的铺展开来,有利于提高塑料薄膜整体的结构强度。

进一步优选为,所述塑料薄膜中还加入重量份数为0.6~0.9份的氧化铝粉体。

通过采用上述技术方案,氧化铝粉体是一种高硬度的化合物,可以大大的提高塑料薄膜整体的结构强度,且氧化铝粉体可以填充在膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒和竹纤维丝之间的缝隙中,使塑料薄膜的内部变得更加密实。同时,氧化铝粉体是一种良好的耐火材料,使塑料薄膜在实际使用过程中具有良好的稳定性。

进一步优选为,所述增塑剂选用邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯或聚氨酯。

通过采用上述技术方案,增塑剂通常是一种“类溶剂”的物质,加入到塑料、树脂或弹性体等物质中时能改进它们的加工性,增加可塑性、柔韧性、拉伸性或膨胀性的物质。加入增塑剂可以降低塑料的熔融黏度、玻璃化温度和弹性体的弹性模量,而不会改变被增塑物质的基本化学特性,使塑料薄膜的整体结构强度得到提高。

进一步优选为,所述抗氧化剂选用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、维生素c、乙二胺四乙酸二钠或丁羟甲氧苯。

通过采用上述技术方案,抗氧化剂的作用是防止塑料加工过程中高温氧化,使得塑料薄膜在吹塑成型后最大限度的保留其应有的性能,加了抗氧化剂,能够延长塑料薄膜的使用寿命,延长氧化诱导期,整体的机构强度也会得到很大改善,减少塑料薄膜的光老化和热氧降解,使其在实际使用过程中具有良好的稳定性。

本发明的目的二在于提供一种塑料薄膜的制备工艺,采用该工艺制备的塑料薄膜在使用过程中具有良好的结构强度,且不易发生断裂。

为实现上述目的二,本发明提供了如下技术方案:

步骤一,将相应重量份数的聚苯乙烯、聚乙烯醇树脂溶液和聚碳酸酯放入反应釜中进行恒温搅拌,搅拌速度为300~500rpm,搅拌时间为10~30min,温度维持在80~100℃;

步骤二,再加入相应重量份数的多孔二氧化硅溶胶、膨胀珍珠岩粉末和松香季戊四醇酯,进行恒温搅拌,搅拌速度为500~900rpm,搅拌时间为10~15min,温度维持在60~80℃;

步骤三,再加入相应重量份数的竹纤维丝,进行恒温搅拌,搅拌速度为4000~6000rpm,搅拌时间为5~8min,温度维持在50~60℃,得到混料;

步骤四,在上述混料中加入相应重量份数的增塑剂和抗氧化剂,并用辊压机混炼6~10min,混炼的温度为110~130℃,得到混炼物;

步骤五,将混炼物放入塑料吹膜机中挤出吹膜,即可得到塑料薄膜。

通过采用上述技术方案,使膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒均匀的分散开来,使多孔二氧化硅颗粒通过松香季戊四醇酯粘附在膨胀珍珠岩内部孔径的侧壁上,且有利于使部分竹纤维丝可穿设于膨胀珍珠岩和多孔二氧化硅颗粒的内部孔径中,并与孔径外部的其他竹纤维丝相互缠绕,在塑料薄膜的内部形成多重网络结构,使塑料薄膜在使用过程中不易发生断裂,且具有良好稳定的结构强度。

进一步优选为,步骤五具体包括如下步骤,将相应重量份数的乙烯-乙烯醇共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物进行加热熔融,并和混炼物一同采用多层共挤流延法进行流延铸片,且进行电晕处理,得到具有多层结构的耐高温保鲜贴体膜。

通过采用上述技术方案,evoh树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用,且具有良好的热稳定性,乙烯-醋酸乙烯共聚物为密闭炮孔结构,具有较高的耐候、防雾滴和保温性能。将乙烯-乙烯醇共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物进行熔融后,并和混炼物一同制成的多层共挤膜结构,使耐高温保鲜贴体膜的整体性能大大提高,且不易发生断裂。同时,进行电晕处理,使耐高温保鲜贴体膜表面产生游离基反应而使聚合物发生交联,提高其表面的附着力,使其具有良好的使用效果。

综上所述,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)通过加入膨胀珍珠岩粉末、多孔二氧化硅溶胶和竹纤维丝,使塑料薄膜的整体强度得到提高,且膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒和竹纤维丝在塑料薄膜的内部通过松香季戊四醇酯形成了多重网络结构,大大提高了塑料薄膜整体的结构强度,使其在使用过程中不易发生断裂;

(2)通过对多孔二氧化硅溶胶进行改性处理,使多孔二氧化硅颗粒内部的孔径中填充有粘附颗粒,且粘性颗粒使竹纤维丝紧紧固定在二氧化硅颗粒内部的孔径中,不易发生脱落,使薄膜内部的多孔网状结构保持良好的稳定性,使塑料薄膜整体的结构强度和稳定性大大提高;

(3)通过加入氧化铝粉体,可以大大的提高塑料薄膜整体的结构强度,且氧化铝粉体可以填充在膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒和竹纤维丝之间的缝隙中,使塑料薄膜的内部变得更加密实,其整体韧性大大提高,在使用过程中不易发生断裂。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明进行详细描述。

实施例1:一种塑料薄膜,各组分及其相应的重量份数如表1所示,并通过如下步骤制备获得:

步骤一,将相应重量份数的聚苯乙烯、聚乙烯醇树脂溶液和聚碳酸酯放入反应釜中进行恒温搅拌,搅拌速度为500rpm,搅拌时间为30min,温度维持在80℃;

步骤二,再加入相应重量份数的多孔二氧化硅溶胶、膨胀珍珠岩粉末和松香季戊四醇酯,进行恒温搅拌,搅拌速度为900rpm,搅拌时间为15min,温度维持在60℃;

步骤三,再加入相应重量份数的竹纤维丝,进行恒温搅拌,搅拌速度为6000rpm,搅拌时间为8min,温度维持在60℃,得到混料;

步骤四,在上述混料中加入相应重量份数的邻苯二甲酸二丁酯和乙二胺四乙酸二钠,并用辊压机混炼10min,混炼的温度为110℃,得到混炼物;

步骤五,将混炼物放入塑料吹膜机中挤出吹膜,即可得到塑料薄膜。

实施例2-8:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-8中各组分及其重量份数

实施例9:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,多孔二氧化硅溶胶进行改性处理,且改性处理的步骤如下:

步骤a,取相应重量份数的多孔二氧化硅溶胶,加入与其相应重量份数比为10:1且浓度为0.75mol/l的1,3,5-三甲基苯,进行恒温搅拌混合,温度为25℃,时间为60min,搅拌速度为400rpm,得到混合料;

步骤b,在混合料中用浓度为0.1mol/l的盐酸调节ph值,使ph值为6,得到原液;

步骤c,在原液中加入与其相应重量份数比为10:1的超细颗粒氮化硅,进行超声波分散处理,然后放入恒温水浴振荡器中进行振荡,时间为60min,温度为60℃,得到改性多孔二氧化硅溶胶。

实施例10:一种塑料薄膜,与实施例9的不同之处在于,步骤三具体设置为:再加入相应重量份数为16份的竹纤维丝和0.5份的聚乙二醇,进行恒温搅拌,搅拌速度为6000rpm,搅拌时间为8min,温度维持在60℃,得到混料。

实施例11:一种塑料薄膜,与实施例10的不同之处在于,聚乙二醇的重量份数设置为0.7份。

实施例12:一种塑料薄膜,与实施例10的不同之处在于,聚乙二醇的重量份数设置为0.8份。

实施例13:一种塑料薄膜,与实施例12的不同之处在于,步骤四具体设置为:在上述混料中加入相应重量份数为3.5份的邻苯二甲酸二丁酯、1.5份乙二胺四乙酸二钠和1.2份的石蜡,并用辊压机混炼10min,混炼的温度为110℃,得到混炼物。

实施例14:一种塑料薄膜,与实施例13的不同之处在于,石蜡的重量份数设置为1.3份。

实施例15:一种塑料薄膜,与实施例13的不同之处在于,石蜡的重量份数设置为1.5份。

实施例16:一种塑料薄膜,与实施例15的不同之处在于,步骤二具体设置为:再加入相应重量份数为5份多孔二氧化硅溶胶、9份的膨胀珍珠岩粉末、4份的松香季戊四醇酯和0.6份的氧化铝粉体,进行恒温搅拌,搅拌速度为500~900rpm,搅拌时间为10~15min,温度维持在60~80℃。

实施例17:一种塑料薄膜,与实施例16的不同之处在于,氧化铝粉体的重量份数设置为0.8份。

实施例18:一种塑料薄膜,与实施例16的不同之处在于,氧化铝粉体的重量份数设置为0.9份。

实施例19:一种塑料薄膜,与实施例18的不同之处在于,相应重量份数的邻苯二甲酸二丁酯替换为磷酸三苯酯。

实施例20:一种塑料薄膜,与实施例18的不同之处在于,相应重量份数的乙二胺四乙酸二钠替换为丁羟甲氧苯。

实施例21:一种塑料薄膜,与实施例18的不同之处在于,步骤五具体包括如下步骤,将与混炼物重量份数比分别为1:1的乙烯-乙烯醇共聚物和1:1的乙烯-醋酸乙烯共聚物进行加热熔融,并和混炼物一同采用多层共挤流延法进行流延铸片,且进行电晕处理,得到具有多层结构的耐高温保鲜贴体膜。

对比例1:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有膨胀珍珠岩粉末。

对比例2:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有竹纤维丝。

对比例3:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有多孔二氧化硅溶胶。

对比例4:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有松香季戊四醇酯。

对比例5:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有膨胀珍珠岩粉末和多孔二氧化硅溶胶。

对比例6:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有松香季戊四醇酯和竹纤维丝。

对比例7:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有多孔二氧化硅溶胶和竹纤维丝。

对比例8:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有膨胀珍珠岩粉末和松香季戊四醇酯。

对比例9:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有膨胀珍珠岩粉末、多孔二氧化硅溶胶和竹纤维丝。

对比例10:一种塑料薄膜,与实施例1的不同之处在于,原料组分中不含有膨胀珍珠岩粉末、多孔二氧化硅溶胶、竹纤维丝和松香季戊四醇酯。

试验一拉伸强度测试

试验样品:采用实施例1-21中获得的塑料薄膜作为试验样品1-21,采用对比例1-10中获得的塑料薄膜作为对照样品1-10。

试验方法:拉伸强度指材料在拉断前承受最大应力值,分别从试验样品1-21和对照样品1-10中各选取10个试样,对试样进行制备,按gb/t1040.3-2006《塑料拉伸性能的测试》中的规定进行。选用ag-5000型万能材料试验机测定各个试验样品和对照样品的10个试样的拉伸强度,计算10个试样拉伸强度的平均值。

试验结果:试验样品1-21和对照样品1-10的测试结果如表2所示。

表2试验样品1-21和对照样品1-10的测试结果

由表2可知,由试验样品1-21和对照样品1-10的拉伸强度对照可得,加入膨胀珍珠岩粉末、多孔二氧化硅溶胶和竹纤维丝,使塑料薄膜的整体强度得到提高,且膨胀珍珠岩、多孔二氧化硅颗粒和竹纤维丝在塑料薄膜的内部通过松香季戊四醇酯形成了多重网络结构,大大提高了塑料薄膜整体的结构强度。同时,对多孔二氧化硅溶胶进行改性处理,加入聚乙二醇和氧化铝粉末,均能提高塑料薄膜整体的拉伸强度,且加入乙烯-乙烯醇共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物通过共挤制成多层结构,大大提高了塑料薄膜整体的拉伸强度,使其具有良好的稳定性。

试验二耐撕性能测试

试验样品:采用实施例1-21中获得的塑料薄膜作为试验样品1-21,采用对比例1-10中获得的塑料薄膜作为对照样品1-10。

试验方法:撕裂强度指材料在拉断前承受最大应力值,分别从试验样品1-21和对照样品1-10中各选取10个试样,对试样进行制备,按gb/t16578.1-2108《塑料薄膜和薄片耐撕性能的测定》中的规定进行。选用sld-1000z塑料薄膜耐撕裂度仪测定各个试验样品和对照样品的10个试样的撕裂强度,计算10个试样撕裂强度的平均值。

试验结果:试验样品1-21和对照样品1-10的撕裂强度强度如表3所示。

表3试验样品1-21和对照样品1-10的测试结果

由表3可知,由试验样品1-21和对照样品1-10的撕裂强度对照可得,加入膨胀珍珠岩粉末、多孔二氧化硅溶胶和竹纤维丝,使塑料薄膜的整体强度得到提高。且改性后的多孔二氧化硅溶胶,多孔二氧化硅颗粒中粘性颗粒使竹纤维丝紧紧固定在二氧化硅颗粒内部的孔径中,不易发生脱落,使薄膜内部的多孔网状结构保持良好的稳定性,使塑料薄膜整体的结构强度和稳定性大大提高。同时,加入聚乙二醇和氧化铝粉末,均能提高塑料薄膜整体的耐撕强度,且加入乙烯-乙烯醇共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物通过共挤制成多层结构,使塑料薄膜的耐撕强度大大提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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