CN101585947A - 低成本耐高温离型塑料复合膜的制备 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料领域，其目的是制备一种耐高温、且具有离型功能的塑料薄膜，同时尽量控制其成本。其薄膜的耐温性能可以达到200度以上。可以用作电子线路板生产中的离型功能膜。本发明的采用低廉的聚丙烯原料取代进口昂贵的聚四甲基1－戊烯。但是大量聚丙烯的引入会降低膜的耐温性，以及离型性。为了改善和提高薄膜的耐温性和离型性，在原料配方中引入适量的无机纳米材料，以及含氟材料，以及成核剂等。其原理是利用无机纳米材料的增强作用，以及含氟添加剂与聚烯烃的不相容导致其迁移到薄膜表面从而提高了膜的离型性。

Description

低成本耐高温离型塑料复合膜的制备

技术领域：

功能高分子材料的研究和开发，目的是降低成本，同时维持良好的使用性能。

背景技术：

耐高温离型塑料膜有很多用途，如微波使用的耐温材料，电子线路板行业中使用的离型膜等。聚四甲基1-戊烯是一种良好的耐温材料，它的熔点很高，可以在很高的温度下长期使用。但是其价格昂贵。目前仅日本和美国可以生产。直接使用聚四甲基1-戊烯制备塑料薄膜成本高，极大地限制了其使用范围。因此降低其成本同时维持其耐温性能，离型性能是一个重要的研究目标。

关于聚四甲基1-戊烯成膜有大量的专利进行了描述。另外也有采用多层共挤制备聚四甲基1-戊烯，中间层选用其它材料，如聚乙烯、聚丙烯等。这样虽然可以节省聚四甲基1-戊烯原料，但是其对设备的要求较高，资金投入量较大。而本发明专利可以实现多层共挤，也可以适用于单层挤出，具有很大的灵活性。另外也有采用聚四甲基1-戊烯与据烯烃，如聚丙烯混合挤出成膜的报道。但是其有一个很大的缺点。随着聚丙烯的含量增加，生成的膜的耐温性能和离型性能下降，因此聚丙烯的加入量受到了很大的限制。这是因为聚丙烯的熔点为150-170度之间。100度已经软化，当大量加入聚丙烯后，材料中主体为聚丙烯，而聚四甲基1-戊烯在膜中呈不连续分布，这样聚丙烯起到主要作用。因为为了加大聚丙烯的摄入量同时维持聚四甲基1-戊烯膜的良好性能，因为新的配方需要引入无机纳米填料，无机纳米填料可以起到增强和交联作用，它与聚丙烯以及聚四甲基1-戊烯形成牢固的健接，从而极大的提高薄膜的耐温性能。另外聚丙烯的引入也改变了薄膜的离型性能，因此需要引入新的助剂来提高其离型性能。

参考文献；

中国专利申请号：200480017042.0离型膜以及由其制造挠性印刷电路板的方法

中国专利申请号：200510055335.4制造具有薄核心层的印刷电路板的方法

中国专利申请号：00808212.X高温防粘膜

聚合物/无机纳米复合材料研究进展，合成树脂及塑料，杨庆泉宋勇志李齐方，2004，03，29

聚合物基纳米无机复合材料的最新研究进展，化学工业与工程技术，张艳辉；田彦文；邵忠财，2004，06，03

高分子含氟聚合物材料，上海涂料，王文贵；杨勇；陈秉倪；2007，05，08United States Patent 5112425，Polymethylpentene release sheet method of useUnited States Patent 5534593，Polymethylpentene/polypropylene blend and filmWO 1990011182A multilayer film and laminate for use in producing printedcircuit boards

发明内容：

聚四甲基1-戊烯与聚丙烯混合挤出成膜可以极大地降低膜的成本，由于聚四甲基1-戊烯与聚丙烯的结构类似，它们具有很好的相容性，理论上混合的比例可以从1∶99到99∶1。这里推荐使用的范围为1∶2到3∶2。为降低成本可以选择增加聚丙烯的含量。但是单纯的聚四甲基1-戊烯与聚丙烯混合加工成膜后，其耐热性能下降，特别是聚丙烯的含量较高时，如50％时。

为提高膜的耐温性能，特加入纳米填料，无机纳米填料的引入可以有效地改善膜的结构稳定性以及耐温性。但是需要注意的是纳米填料的尺寸和表面性能对其填充后的性能有很直接的影响。尺寸越小的纳米颗粒添加量越少，为获得更好分散性能，纳米颗粒需要表面处理提高企与聚合物之间的相容性。纳米填料的添加量可以从1-20％，推荐使用的范围为1-5％。纳米材料的类型可以是二氧化硅，氧化钛，以及碳酸钙、沸石、滑石粉、高岭土等其他无机材料。如果无机材料表面含有官能团，如双键等，其使用效果更好。使用过程中可以直接混合使用，也可以先造粒形成母料后再与聚四甲基1-戊烯与聚丙烯混合挤出。

原料中大量的引入聚丙烯，同时也降低了材料的离型性能，这对在电子线路板行业中的应用造成障碍。因此需要引入低表面能的物质，混合后挤出可以降低材料的表面能。含氟材料具有低表面能、高耐热稳定性、高化学惰性、憎水性和憎油性。是很好的添加材料，少量的加入可以很好的改善材料的性能。其作用原理为：含氟材料与聚烯烃的相容性不好，所以在加工过程中其会迁移到材料的表面，正好发挥含氟材料特有的特点。含氟材料的种类很多，如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟表面活性剂等。其添加量可以控制在1-10％范围内，优化的选择在1-5％之间。

为提高挤出后膜的力学性能，控制其断裂强度，在配方中可以加入少量成核剂。成核剂的目的是促进挤出过程中材料的结晶成核过程，控制聚合物洁净的尺寸，使它限制在一定的范围从而提高膜的力学性能。成核剂的添加量控制在0.1％-5％之间，优选在0.1％-2％之间。

此外，原料配方中还可以薄膜加工成型中的其它常用助剂。如抗氧剂等。添加量为通常的比例。但是这不是一定是必需的。不添加也可以获得良好的性能。

其加工成型可以采用通常的薄膜加工成型设备和工艺，如吹塑，或流延法。

具体实施方式：

案例1；

采用聚四甲基1-戊烯与聚丙烯1∶2的比例混合后，加入聚四甲基1-戊烯与聚丙烯总量的5％的含氟助剂TP110(杜邦公司产品)，以及表面偶联处理过的纳米二氧化硅3％(也可外购如Deguss公司的产品)，以及1％的成核剂，在高速混合机中混合均匀后，加入到挤出吹膜机中，温度控制在270-300之间，均匀的吹膜成型即得所需的薄膜。生成的膜有很好的耐温性和离型性。可以用于线路板的制造过程中。

案例2；

将聚丙烯预先与聚偏氟乙烯，纳米二氧化钛在高速混合机中混合，三者的比例为70％，15％，15％。然后进行挤出造粒，制备出高填充量的母料。将母料与聚丙烯，聚四甲基1-戊烯混合，其比例为1；1∶1。然后采用流延膜挤出机流延成膜。挤出机和膜头的温度控制在270-300之间。生成的膜有很好的耐温性和离型性。可以用于线路板的制造过程中。

案例3；

采用聚四甲基1-戊烯与聚丙烯1∶1的比例混合后，加入含氟表面活性剂，纳米碳酸钙，以及成核剂，以及抗氧剂，其比例分别为总量的3％，4％，1％，0.5％。在高速混合机中混合均匀后，加入到薄膜流延机组中，流延成膜。挤出机和膜头的温度控制在270-300之间。生成的膜有很好的耐温性和离型性。可以用于线路板的制造过程中。

Claims (2)

1，以聚四甲基1-异戊烯与聚丙烯为主要原料，其比例为从1∶2到3∶2制备的耐高温离型塑料薄膜。耐温性能高达210度。

2，原料中包含1-5％含氟材料如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟类表面活性剂，以及1-5％纳米填料，0.1-2％成核剂来增加薄膜的耐温性、稳定性和离型性。此外原料中可以加入其他助剂，如抗氧剂等薄膜加工中使用的常规助剂，添加量为0-1％之间。