一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法及應用的製作方法
2023-04-29 18:16:36 1
一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法及應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法，包含以下步驟：將聚偏氟乙烯A樹脂、聚偏氟乙烯B樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化鈦、流動性改性劑、內潤滑劑，在室溫下混合至物料攪拌均勻，在150-250℃下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後即得，所述聚偏氟乙烯A樹脂和聚偏氟乙烯B樹脂，按照GB/T3682-2000標準，在230℃、5kg載荷下，熔融指數為分別為30-60g/10min，和3-20g/10min。根據本發明的製備方法製備薄膜的拉伸強度、熱收縮率等性能均有較大提升。
【專利說明】一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及塑料著色領域，具體涉及一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法及 其應用。
【背景技術】
[0002] 聚偏氟乙烯（PVDF)是由偏氟乙烯（VDF)均聚而成，是一種性能優異的熱塑性塑 料，在工業過程中應用極為廣泛。雖然PVDF的熔點（165-180°C )和分解溫度（>350°C )相 差較大，加工溫度寬，但其結晶度高，粘度大，流動性差，導致其加工能力較差。
[0003] 在實際應用中，由於聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)和PVDF相容性較好，因此可適當加 入PMMA以降低PVDF的結晶度，提高PVDF的加工可塑性，且在生產過程中還能降低材料的 成本。但是PMMA在耐候性、水汽阻隔性遠不如PVDF，因此PMMA的量不能加入過多，而較少 的PMMA又使得PVDF在擠出流延過程中熔體粘度過大，不利於拉伸成膜。因此提高PVDF的 可加工流動性是業內需要解決的一個問題。
[0004] 除此之外，PVDF薄膜成型過程中還會適量加入一些白色無機顏料，如二氧化鈦等， 以提高薄膜材料的遮蓋力、耐老化性等。但是，研究表明，這些無機顏料在樹脂基體中分散 性較差，極易團聚而導致薄膜產生缺陷。而專利CN102666715中提到使用了兩種不同熔融 指數的聚偏氟乙烯樹脂，其中一種為粒料，另一種為粉料，這種樹脂組合在實際生產過程中 會出現一定程度上的分布不均勻。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對上述含氟薄膜存在的或加工性能不佳或因無機顏料分散不 均導致薄膜缺陷較多等問題，提供一種熔融流動性能佳、加工性能優良、無機填料分散性 好、綜合性能較好的PVDF基薄膜成型色母粒。本發明的目的通過以下技術方案得以實現。
[0006] 本發明的第一方面的技術方案提供了一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法， 包含以下步驟：將聚偏氟乙烯A樹脂、聚偏氟乙烯B樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化鈦、流 動性改性劑、內潤滑劑，在室溫下混合至物料攪拌均勻，在150_250°C下，熔融擠出、冷卻、造 粒，乾燥後即得；
[0007] 所述的聚偏氟乙烯A樹脂和聚偏氟乙烯B樹脂，按照GB/T3682-2000標準，在 230°C、5kg載荷下，熔融指數為分別為30-60g/10min，和3-20g/10min。
[0008] 本發明的第二方面的技術方案的提供了一種根據上述技術方案提供的方法製備 的色母粒。
[0009] 本發明的第三方面的技術方案提供了一種本發明第二方面的技術方案提供的色 母粒用於通過熱塑性塑料薄膜成型工藝製備太陽能背板保護膜的應用。
[0010] 根據本發明第一方面技術方案提供的方法：
[0011] 所述攪拌均勻在一些實施方式中，是指以300-1000r/min的轉速混合5-20min。
[0012] 本發明的實施方式所用反應釜為高速混合機，擠出設備為雙螺杆擠出機。
[0013] 在一些實施方式中，聚偏氟乙烯A樹脂、聚偏氟乙烯B樹脂的質量比為 20:80-80:20。
[0014] 在一些實施方式中，聚偏氟乙烯A、B樹脂的質量之和與聚甲基丙烯酸甲酯的質量 比為 60:40-95:5。
[0015] 在一些實施方式中，聚偏氟乙烯A、B樹脂與聚甲基丙烯酸甲酯的質量之和、二氧 化鈦、流動性改性劑、內潤滑劑的質量比為100:5-30:1-5:1-10。
[0016] 在一些實施方式中，所述的流動性改性劑選自鄰苯二甲酸酯類、二元酸酯類、磷酸 酯類或多元醇酯類，且其沸點不低於150°c。
[0017] 在一些實施方式中，內潤滑劑選自硬脂酸、蓖麻油酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、硬脂酸 二丁基錫、硬脂酸醯胺、石蠟、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟。
[0018] 本發明的實施方式中使用的水均為去離子水。
[0019] 本發明所述的"室溫"表示20_30°C的溫度。
[0020] 本發明使用的定義"或"表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是 說，術語"或"包括每個所列出的單獨備選方案以及它們的組合。例如，"流動性改性劑選自 鄰苯二甲酸酯類、二元酸酯類、磷酸酯類或多元醇酯類"表示流動性改性可以是苯二甲酸酯 類、二元酸酯類、磷酸酯類、多元醇酯類物質之中的一種，也可以是其一種以上的組合。
[0021] 除非明確地說明與此相反，否則，本發明引用的所有範圍包括端值。例如，"以 300-1000r/min的轉速攪拌"表示攪拌速度R的範圍為300r/min彡R彡1000r/min。
[0022] 本發明的有益效果在於配方中引入不同熔融指數的兩種PVDF樹脂共混，利於增 加樹脂的熔融流動性；除此之外，配方中還適當添加流動性改性劑和內潤滑劑，在保證原有 物料性能的基礎上，最大可能的使樹脂原料與助劑混合均勻；這兩種方式均利於物料塑化 均勻，保證薄膜性能均一，最大可能的減少薄膜成型缺陷。
【具體實施方式】
[0023] 以下所述的是本發明的優選實施方式，本發明所保護的不限於以下優選實施方 式。應當指出，對於本領域的技術人員來說在此發明創造構思的基礎上，做出的若干變形和 改進，都屬於本發明的保護範圍。實施例中所用的原料均可以通過商業途徑獲得。
[0024] 實施例1-6中採用的原材料及其生產廠家如下：
[0025] 聚偏氟乙烯（PVDF) :S0LEF 6010,美國Solvay公司JHR 500,浙江巨化集團。
[0026] 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA) :High Impact Grade VDR，法國 Arkema 公司。
[0027] 二氧化鈦（Ti02) :R103金紅石型，美國杜邦公司。
[0028] 鄰苯二甲酸二辛酯（D0P):電氣級，山東齊魯增塑劑股份有限公司。
[0029] 聚乙二醇400 (PEG 400) :D0W，廣州共信化工有限公司。
[0030] 硬脂酸鈣：納米級，山東高密友和助劑有限公司。
[0031] 聚乙烯蠟：EL-WAX，恆泰化工。
[0032] 實施例1
[0033] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0034] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度190_220°C，螺杆轉 速30r/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度230°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過140°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0035] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0036] 實施例2
[0037] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0038] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度200-230°C，螺杆轉 速20r/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度220°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過150°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0039] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0040] 實施例3
[0041] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0042] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度210-230°C，螺杆轉 速50r/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度220°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過150°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0043] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0044] 實施例4
[0045] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0046] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度200-220°C，螺杆轉 速lOOr/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度210°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過140°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0047] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0048] 實施例5
[0049] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0050] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度200-230°C，螺杆轉 速50r/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度220°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過150°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0051] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0052] 實施例6
[0053] 按表1中的配方稱取原料，於室溫下在高速混合機中混合均勻，直至物料攪拌均 勻，將上述混合料加入到雙螺杆擠出機中，在150_250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後得 到聚偏氟乙烯薄膜用高熔融流動性色母粒。
[0054] 將色母粒加入到單螺杆擠出流延機中熔融塑化，熔融塑化溫度210-230°C，螺杆轉 速60r/min，再經由片材/薄膜口模，口模溫度230°C，通過流延拉伸裝置成型，後將薄膜經 過150°C熱處理定型，然後切邊，經電暈處理後冷卻收卷即得聚偏氟乙烯基薄膜。
[0055] 將上述薄膜製成25 μ m厚的薄膜，按ASTM D882標準測試其拉伸強度、ISO 11501 標準測試其熱收縮率、IS015106標準測試其水蒸氣透過率、ASTM D149標準測試其介電擊穿 電壓、ASTM D2578 標準測試其表面張力、雙 85 測試（85°C，85% RH，3000h)、ASTM E313-05 標準測試其黃變指數的性能指標。測試結果見表2。
[0056] 對比例
[0057] 取市售法國Arkema公司生產的PVDF基薄膜，測試項目同實施例1，測試結果見表 2〇
[0058] 表1不同實施例的配方組成（單位：g)
[0059]
【權利要求】
1. 一種聚偏氟乙烯薄膜用色母粒的製備方法，其特徵在於，包含以下步驟：將聚偏氟 乙烯A樹脂、聚偏氟乙烯B樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化鈦、流動性改性劑、內潤滑劑，在 室溫下混合至物料攪拌均勻，在150-250°C下，熔融擠出、冷卻、造粒，乾燥後即得； 所述的聚偏氟乙烯A樹脂和聚偏氟乙烯B樹脂，按照GB/T3682-2000標準，在230°C、 5kg載荷下，熔融指數為分別為30-60g/10min，和3-20g/10min。
2. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，聚偏氟乙烯A樹脂、聚偏氟乙烯B樹 脂的質量比為20:80-80:20。
3. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，聚偏氟乙烯A、B樹脂的質量之和與 聚甲基丙烯酸甲酯的質量比為60:40-95:5。
4. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，聚偏氟乙烯A、B樹脂與聚甲基丙烯 酸甲酯的質量之和、二氧化鈦、流動性改性劑、內潤滑劑的質量比為100:5-30:1-5:1-10。
5. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述的流動性改性劑選自鄰苯二甲 酸酯類、二元酸酯類、磷酸酯類或多元醇酯類，且其沸點不低於150°C。
6. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，內潤滑劑選自硬脂酸、蓖麻油酸、硬 脂酸鈣、硬脂酸鉛、硬脂酸二丁基錫、硬脂酸醯胺、石蠟、聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟。
7. -種如權利要求1所述的製備方法所製備的色母粒。
8. -種如權利要求7所述的色母粒用於通過熱塑性塑料薄膜成型工藝製備太陽能背 板保護膜的應用。
【文檔編號】C08L27/16GK104151752SQ201410432381
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】程叢, 楊華軍, 湯誠 申請人:東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司