专利名称：复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及光反射板用泡中泡结构聚丙烯薄膜材料及其制备，特别涉及一种复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法，本发明复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜可用于有柔性要求的光反射薄膜构件的制造。
背景技术：
现有技术中，光反射薄膜材料具有广泛的用途，普通日光照明、LED照明、液晶显示背光模组、广告招牌灯箱照明都会用到它。为实现高反射率，中国专利申请号200680031793. 7公开一种将聚酯挤出薄片浸入二氧化碳气体，而使聚酯薄膜加热发泡，制得内部气泡直径为50nm 50 μ m的发泡光反射片。此法生产的反射片材厚度> O. 3mm,不是薄型应用产品设计(如薄型液晶显示器用背光模组)及立体尺寸较为复杂的产品设计的最佳选择。中国专利申请号200780032366. 5中采用不相容的聚合物与聚酯共混，经双向拉伸制得光反射板用薄膜，该薄膜的材料结构中形成了对光线产生反射作用的大量微泡，从而提高了光的反射效率。此法生产的反射薄膜厚度< O. 3mm，是薄型应用产品设计的最佳选择。但是其挺度较高，在立体尺寸较为复杂的产品上应用时会给加工带来不便。如产品设计出现锐角，在包覆锐角时，会出现贴合不紧现象，影响外观及产品质量。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法。本发明从提供的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其柔性优于聚酯类产品，可用于立体尺寸设计较为复杂的产品；本发明利用不同的共混工艺制造一种具有泡中泡结构的反射率> 97%的光反射体，其内部大气泡直径< 20 μ m，小气泡直径< 10 μ m。可以通过双向拉伸方 式加工成发泡光反射薄膜。本发明的内容是一种复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是依次由防紫外抗静电混合上层、泡中泡层和防紫外抗静电混合下层组成，通过三层共挤双向拉伸成型制得；
所述泡中泡层由30质量份甲组分和60 80质量份乙组分混合组成；
所述防紫外抗静电混合上层和防紫外抗静电混合下层均由丙组分组成；
所述甲组分由3 48质量份无机粒子和5 50质量份A树脂混合组成；
所述乙组分由50 70质量份聚丙烯树脂和I 20质量份相容剂混合组成；
所述丙组分由I 5质量份丁组分和95 99质量份聚丙烯树脂混合组成；
所述丁组分由O. 05 I质量份有机类紫外吸收剂和O. 5 5质量份抗静电剂混合组
成；
所述的无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铈、硫酸钡、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；该无机粒子结构为球状，其中质量比为大粒径小粒径=1 2 3 ;大粒径粒子直径为10 30 μ m，其均径(即平均直径)13 22 μ m，小粒径粒子直径为O. 5 9 μ m,其均径O. 3 7 μ m ;
所述的A树脂为聚偏二氟乙烯或熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷；
所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物即马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-MAH)、或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-GMA)等；
所述的有机类紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类中的一种；如邻羟基苯甲酸甲酯、2-(2 '-羟基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、或2-羟基-4-正
辛氧基二苯甲酮；
所述的抗静电剂为四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亚胺；或甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物。本发明的内容中所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范围为O.1mm O. 35mm0本发明的内容中所述的甲组分较好的是由10 30质量份无机粒子和10 20质量份A树脂混合组成。本发明的内容中所述的乙组分较好的是由50 70质量份聚丙烯树脂和3 10质量份相容剂混合组成。
本发明的内容中所述无机粒子较好的是二氧化钛、二氧化硅或硫酸钡(粒子)。本发明的内容中所述的相容剂较好的是马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物(POE-g-MAH)ο本发明的内容中所述的有机类紫外吸收剂较好的是邻羟基苯甲酸甲酯。本发明的内容中所述的抗静电剂较好的是甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物。本发明的另一内容是复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是包括下列步骤
(a)制备甲组分、乙组分、丙组分和丁组分
制备甲组分将甲组分即3 48质量份无机粒子和5 50质量份A树脂在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在170 180°C温度下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用;
制备乙组分将乙组分即50 70质量份聚丙烯树脂和I 20质量份相容剂干混均匀备用;
制备丙组分将丙组分即I 5份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用；
制备丁组分将丁组分即O. 05 I份有机类紫外吸收剂和O. 5 5份抗静电剂干混均勾备用；
所述的无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铈、硫酸钡、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；该无机粒子结构为球状，其中质量比为大粒径小粒径=1 2 3 ;大粒径粒子直径为10 30 μ m，其均径(即平均直径)13 22 μ m，小粒径粒子直径为O. 5 9 μ m,其均径O. 3 7 μ m ;
所述的A树脂为聚偏二氟乙烯或熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷； 所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物即马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-MAH)、或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-GMA)等；
所述的有机类紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类中的一种；如邻羟基苯甲酸甲酯、2-(2 '-羟基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、或2-羟基-4-正
辛氧基二苯甲酮；
所述的抗静电剂为四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亚胺；或甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物；
(b)制备复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜
按30质量份甲组分和60 80质量份乙组分取各组分、干混均匀，再投入I号单螺杆挤出机；将丙组分投入2号单螺杆挤出机；1号单螺杆挤出机、2号单螺杆挤出机长径比均大于40，物料分别经I号单螺杆挤出机、2号单螺杆挤出机在180°C温度下熔融混合后，经三层复合T字型模头挤出三层复合厚片，经过通有19°C冷却水的辊筒冷却至25 60°C，再经80°C 160°C下预热后进行纵向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，再经80°C 180°C的横拉预热箱预热后进行横向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，经双向拉伸的聚丙烯薄膜进入电热通道热定型区，其中一区为160°C 180°C、二区为130°C 150°C、三区为90°C 120°C，经过热定型区的聚丙烯薄膜再经60V 80°C、0.1 I分钟和在室温下两个阶段的冷却后，收卷，即制得三层的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜。本发明的另一内容中所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范围为O.1mm O. 35mm0本发明的另一内容中所述的甲组分较好的是由10 30质量份无机粒子和10 20质量份A树脂混合组成。本发明的另一内容中所述的乙组分较好的是由50 70质量份聚丙烯树脂和3 10质量份相容剂混合组成。本发明的另一内容中所述无机粒子较好的是二氧化钛、二氧化硅或硫酸钡(粒子)。本发明的另一内容中所述的相容剂较好的是马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物(POE-g-MAH)。本发明的另一内容中所述的有机类紫外吸收剂较好的是邻羟基苯甲酸甲酯。本发明的另一内容中所述的抗静电剂较好的是甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物。与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果
(I)采用本发明，无机粒子及A树脂在基体中的特定分散结构是泡中泡结构形成的关键；首先将无机粒子和A树脂预混合均匀，然后使用剪切力及分散力较强的双螺杆挤出机进行熔融挤出，将无机粒子“石”均匀地分散在A树脂“岛”中形成甲混合组分，具有“岛石”结构的甲组分要均匀的分散在基体树脂“海”中，必须采用弱剪切分散技术，可使用长径比大于40的单螺杆挤出机或具有弱剪切分散作用的双螺杆挤出机熔融混合，此时甲组分将均匀的分散在树脂基体中，形成“海岛”结构，基体树脂为“海”、甲组分为“岛”，而此种弱的混合力不足以破坏由无机粒子与A树脂组成的“岛石”结构，每一颗无机物粒子即为一颗“石”;若此时的混合作用过强，则“石”会脱离“岛”进入“海”中，无法形成泡中泡结构；
(2 )本发明中，基体树脂、A树脂及无机粒子的表面张力各不相同，使基体树脂与A树脂界面之间、A树脂与无机粒子界面之间存在一定间隙，经过拉伸后间隙扩大，从而形成了泡中泡的结构；本发明所制造出的片材含有大量泡径<20μπι的泡中泡结构，光线可以通过泡壁及无机粒子表面进行反射，实现以漫反射为主的高反射率；在相同的体积中，泡中泡结构相对于单泡结构增加了光线的反射面积，从而更加有效的提高了材料的反射率；
(3)本发明产品制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强。
图1是本发明实施例制备的三层复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜断面结构示意图。图中I一防紫外抗静电混合上层、2—泡中泡层、3—防紫外抗静电混合下层。
具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。第一部分甲、乙、丙和丁组分的制备 实施例1-1 :
甲组分制备将9份二氧化钛(均 径15 μ m)、20份二氧化娃(均径O. 3 μ m)和40份聚偏二氟乙烯在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在173°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。乙组分制备将55份聚丙烯树脂和13份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。丁组分制备将I份有机类紫外吸收剂邻羟基苯甲酸甲酯和1. 5份抗静电剂聚醚酯酰胺干混均匀备用。丙组分制备将2. 5份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用。实施例1-2
甲组分制备将10份无机粒子二氧化钛(均径17 μ m)、9份硫酸镁(均径5 μ m)和30份聚偏二氟乙烯在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在178°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。乙组分制备将70份聚丙烯树脂和20份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。丁组分制备将O. 25份有机类紫外吸收剂邻羟基苯甲酸甲酯和5份抗静电剂甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物干混均匀备用。丙组分制备将I份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用。实施例1-3
甲组分制备将I份无机粒子二氧化钛(均径18 μ m)、I份氧化锌(均径3 μ m)、I份硫酸镁(均径O. 3 μ m)和25份熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在180°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。
乙组分制备将50份聚丙烯树脂和8份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。丁组分制备将I份有机类紫外吸收剂和O. 5份抗静电剂甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物干混均匀备用。丙组分制备将3. 5份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用。实施例1-4
甲组分制备将10份无机粒子二氧化硅(均径20 μ m)、10份碳酸钙(均径3 μ m)、2份硫酸镁(均径O. 5 μ m)和45份熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在170°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。乙组分制备将65份聚丙烯树脂和I份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。丁组分制备将O. 5份有机类紫外吸收剂2，4- 二羟基二苯甲酮和4份抗静电剂聚醚酰胺酰亚胺干混均匀备用。丙组分制备将2. 5份丁组分和100份聚丙烯树脂混均匀备用。实施例1-5
甲组分制备将10份无机粒子二氧化硅(均径21 μ m)、10份碳酸钙(均径O. 3 μ m)、2份硫酸镁(均径O. 3 μ m)和45份熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在170°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。 乙组分制备将65份聚丙烯树脂和3份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。
丁组分制备将O. 5份有机类紫外吸收剂2，4- 二羟基二苯甲酮和4份抗静电剂聚醚酰胺酰亚胺干混均匀备用。丙组分制备将2. 5份丁组分和100份聚丙烯树脂混均匀备用。实施例1-6
甲组分制备将11份二氧化硅(均径14 μ m)、15份硫酸钡(均径4 μ m)和35份聚偏二氟乙烯在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在180°C下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用。乙组分制备将55份聚丙烯树脂和10份相容剂POE-g-MAH干混均匀备用。丁组分制备将I份有机类紫外吸收剂邻羟基苯甲酸甲酯和1. 5份抗静电剂聚醚酯酰胺干混均匀备用。丙组分制备将2. 5份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用。第二部分三层的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制备 实施例2-1 2-6
A、基本工艺过程
以甲组分乙组分=30 60 80的比例干混均匀，投入I号单螺杆挤出机，将丙组分投入2号单螺杆挤出机，1、2号单螺杆挤出机长径比均大于40，物料分别经1、2号单螺杆挤出机在180°C下熔融混合后，经三层复合T字型模头挤出三层复合厚片，经过通有19°C冷却水的辊筒冷却至25 60°C，经80°C 160°C下预热后进行纵向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，再经80°C 180°C的横拉预热箱预热后进行横向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，经双向拉伸的聚丙烯薄膜进入电热通道热定型区，其中一区为160°C 180°C，二区为130°C 150°C，三区为90°C 120°C，经过热定型区的聚丙烯薄膜再经60°C 80°C、0.1 I分钟和在室温下两个阶段的冷却后，收卷得到三层双向拉伸光反射聚丙烯薄膜产品。
B、实施例2-1 2-6的工艺参数与结果
权利要求
1.一种复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是依次由防紫外抗静电混合上层、 泡中泡层和防紫外抗静电混合下层组成，通过三层共挤双向拉伸成型制得；所述泡中泡层由30质量份甲组分和60 80质量份乙组分混合组成；所述防紫外抗静电混合上层和防紫外抗静电混合下层均由丙组分组成；所述甲组分由3 48质量份无机粒子和5 50质量份A树脂混合组成；所述乙组分由50 70质量份聚丙烯树脂和I 20质量份相容剂混合组成；所述丙组分由I 5质量份丁组分和95 99质量份聚丙烯树脂混合组成；所述丁组分由O. 05 I质量份有机类紫外吸收剂和O. 5 5质量份抗静电剂混合组成；所述的无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铈、硫酸钡、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；所述的A树脂为聚偏二氟乙烯或熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷；所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物即马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物、马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物、或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物；所述的有机类紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸甲酯、2- (2 y -羟基-5 y -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4- 二羟基二苯甲酮、或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗静电剂为四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亚胺；或甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物。
2.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范围为O.1mm O. 35mm。
3.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的甲组分由 10 30质量份无机粒子和10 20质量份A树脂混合组成。
4.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的乙组分由 50 70质量份聚丙烯树脂和3 10质量份相容剂混合组 成。
5.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述无机粒子是二氧化钛、二氧化硅或硫酸钡。
6.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的相容剂是马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物(POE-g-MAH)。
7.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的有机类紫外吸收剂是邻羟基苯甲酸甲酯。
8.按权利要求1所述的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的抗静电剂是甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物。
9.按权利要求1所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是包括下列步骤(a)制备甲组分、乙组分、丙组分和丁组分制备甲组分将甲组分即3 48质量份无机粒子和5 50质量份A树脂在料仓中混合均匀，经双螺杆挤出机，在170 180°C温度下进行熔融共混挤出造粒，干燥去除水分后备用;制备乙组分将乙组分即50 70质量份聚丙烯树脂和I 20质量份相容剂干混均匀备用;制备丙组分将丙组分即I 5份丁组分和100份聚丙烯树脂干混均匀备用；制备丁组分将丁组分即O. 05 I份有机类紫外吸收剂和O. 5 5份抗静电剂干混均勾备用；所述的无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铈、硫酸钡、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；该无机粒子结构为球状，其中质量比为大粒径小粒径=1 2 3 ;大粒径粒子直径为10 30 μ m，其均径(即平均直径)13 22 μ m，小粒径粒子直径为·O.5 9 μ m,其均径O. 3 7 μ m ;所述的A树脂为聚偏二氟乙烯或熔程为150 180°C的聚二甲基硅氧烷；所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物即马来酸酐接枝的乙烯与辛烯的高聚物、马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物、或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物；所述的有机类紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸甲酯、2- (2 y -羟基-5 y -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4- 二羟基二苯甲酮、或·2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗静电剂为四烷基铵盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亚胺；或甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸酯的共聚物；(b)制备复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜按30质量份甲组分和60 80质量份乙组分取各组分、干混均匀，再投入I号单螺杆挤出机；将丙组分投入2号单螺杆挤出机；1号单螺杆挤出机、2号单螺杆挤出机长径比均大于40，物料分别经I号单螺杆挤出机、2号单螺杆挤出机在180°C温度下熔融混合后，经三层复合T字型模头挤出三层复合厚片，经过通有19°C冷却水的辊筒冷却至25 60°C，再经 80°C 160°C下预热后进行纵向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，再经80°C 180°C的横拉预热箱预热后进行横向拉伸，拉伸倍率为2 5倍，经双向拉伸的聚丙烯薄膜进入电热通道热定型区，其中一区为160°C 180°C、二区为130°C 150°C、三区为90°C 120°C，经过热定型区的聚丙烯薄膜再经60°C 80°C、0.1 I分钟和在室温下两个阶段的冷却后，收卷，即制得三层的复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜。
10.按权利要求9所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是所述复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范围为O.1mm O. 35mm。
全文摘要
本发明公开了一种复合双向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是依次由防紫外抗静电混合上层、泡中泡层和防紫外抗静电混合下层组成，通过三层共挤双向拉伸成型制得；泡中泡层由30质量份甲组分和60～80质量份乙组分混合组成；防紫外抗静电混合上层和防紫外抗静电混合下层均由丙组分组成；甲组分由3～48质量份无机粒子和5～50质量份A树脂混合组成；乙组分由50～70质量份聚丙烯树脂和1～20质量份相容剂混合组成；丙组分由1～5质量份丁组分和95～99质量份聚丙烯树脂混合组成；本发明通过挤出机三层挤出，先经纵拉伸、再经横拉伸两步骤后、再经热定型烘道定型而制造；产品可用于有柔性要求光反射薄膜构件的制造。
文档编号C08L23/12GK103048711SQ201210588720
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者马雅琳, 胡俊祥, 罗春明, 周柯 申请人:四川东材绝缘技术有限公司