CN106243683A - 由无机矿粉制成的薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由无机矿粉制成的薄膜，由包含以下成分且成分按照如下重量百分比制成：无机矿粉40％至50％；聚氨酯40％至50％；分散剂3％至5％；助剂1％至2％；纤维3％至10％；聚氨酯包括聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯；薄膜的厚度为30至50微米。本技术方案创新性地想到利用无机矿粉、聚氨酯、分散剂、助剂及纤维，利用吹膜机将其制成薄膜，利用该薄膜作为胶带的基材使用替代传统的基材，大大降低了胶带的原料成本，且可降解。

Description

由无机矿粉制成的薄膜
技术领域
本发明涉及高分子材料改性和加工技术领域，尤其涉及由无机矿粉制成的薄膜。
背景技术
现有技术中，胶带通常是以BOPP双向拉伸聚丙烯薄膜为基材，经过加温均匀涂抹压敏胶乳液，使其形成胶层。胶带作为轻工类企业、公司、个人生活中不可缺少的用品；上述的压敏胶乳液主要成分是丁酯。
授权公告号为CN103122106B的中国专利，其公开了一种改性塑料及其制备方法，该材料由包含以下重量份的组分制成：聚氯乙烯、聚氯乙烯热弹体、增塑剂；复合稳定剂、填料、加工助剂；复合型防老化剂及分散剂组成；该塑料韧性好、拉伸性能高、撕裂强度高、耐候性好、成本低、易成型，在-40℃对折无裂纹等优点，适合于制备汽车挡泥板。
现有的胶带均采用的是塑料基材，其在使用过程中具有以下缺点：低温下容易粘性急剧下降，影响使用性能；使用后，在高温状态下其容易在撕开后留下粘状物；成本高，且压敏胶乳液环保性能差且用量大。利用改性原理，同时调整其组分和工艺，获得一种韧性高且环保的薄膜，进一步将该薄膜应用至胶带领域替代传统的BOPP双向拉伸聚丙烯薄膜，从而提高胶带性能的思路将会是未来胶带领域的一个重要研究方向。
发明内容
本发明的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种由无机矿粉材料制成的薄膜，有效将无机矿粉应用至胶带领域，将其替代传统胶带的塑料基材，降低传统胶带的成本，节能环保，通用性好，解决了现有技术中胶带成本高且环保性能差问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种由无机矿粉制的薄膜，由包含以下成分且成分按照如下重量百分比制成：
所述聚氨酯包括聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯；
所述薄膜的厚度为30至50微米。
在本技术方案中，所述基材为薄膜，该薄膜表面存在若干微孔，该微孔能够与胶粘层产生内在的连接，胶粘层能够发挥更好的胶粘作用。
在实际使用中，发明人发现胶粘层与本技术方案的薄膜进行结合后，其在低温下不易发生粘性失效的现象。
作为改进，所述聚氨酯弹性体为聚酯型或聚醚型。
作为改进，所述天然无机矿粉选自经煅烧或未煅烧的碳酸钙、硫酸钙、硫酸铜、高岭土、白土、云母粉、硅藻土、二氧化钛、氧化锌、玻璃纤维、空心玻璃微珠及其混合物。
作为改进，所述分散剂选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、塑化聚乙烯蜡或聚α-甲基苯乙烯。
作为改进，所述助剂选自KH550、KH560、KF570、NCO基团偶联剂或者羟基氨基偶联剂及其混合物。
作为改进，所述纤维选自玻璃纤维、醋酸纤维素、尼龙纤维、涤纶纤维。
作为改进，所述碳酸钙的粒径为1000至5000目。
作为改进，所述碳酸钙的粒径为2500至3500目。
作为改进，所述聚氨酯纤维长度为30至50mm。
本发明还公开了一种由无机矿粉制成薄膜的工艺，包括以下所述步骤：
步骤A：称取各原料：依次将40％至50％重量的无机矿粉、40％至50％重量的聚氨脂、3％至5％重量的分散剂、1％至2％重量的助剂以及3％至10％的纤维加入混合机中，混合10至20分钟，混合机转速为120-150r/min；
步骤B：造粒：将步骤A得到的混合物料随之送入螺杆挤压机，在170至190℃温度下熔融混炼，制成颗粒状材料；
步骤C：将颗粒状材料投入由压出机及O字型模嘴成型机构的制压出机，控制压出机温度使颗粒状材料软化，经螺杆强压输送，熔融材料挤向吹膜模头，吹模模头制作薄膜，与此同时，吹膜模头旋转，薄膜在风力的作用下吹出；
所述薄膜的的厚度范围为30至50微米。
作为改进，所述聚氨酯弹性体为聚酯型或聚醚型。
作为改进，所述天然无机矿粉选自经煅烧或未煅烧的碳酸钙、硫酸钙、硫酸铜、高岭土、白土、云母粉、硅藻土、二氧化钛、氧化锌、玻璃纤维、空心玻璃微珠及其混合物。
作为改进，所述分散剂选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、塑化聚乙烯蜡或聚α-甲基苯乙烯及其混合物。
作为改进，所述纤维选自玻璃纤维、醋酸纤维素、尼龙纤维、涤纶纤维及其混合物。
作为改进，所述助剂选自KH550、KH560、KF570、NCO基团偶联剂或者羟基氨基偶联剂及其混合物。
作为改进，所述步骤A中混合机的转速为50-100/min。
作为改进，所述步骤B中螺杆转速为30至50r/min，挤出分段温度：170至180℃、180至185℃、185至190℃，机头温度180-185℃。
本发明的有益效果在于：
在本技术方案中，该薄膜以无机矿粉、聚氨酯、助剂、分散剂及纤维为主要成分，其中无机矿粉具有可降解及成本低的特点，聚氨酯作为一种高分子材料，其为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物，由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成；由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的粘合性。针对以上四种物质的相互结合和促进，使得薄膜在环保性、抗撕裂性、耐腐蚀性、耐化学品及耐高低温等性能具有较强的优势，与此同时，因为无机矿粉的加入，该薄膜可部分降解。与此同时，通过聚氨酯、纤维配合使用，该薄膜不管是在韧性和抗撕裂强度，尤其是抗撕裂强度上有较好的使用效果，能够满足正常的薄膜使用需求。
综上所述，该薄膜环保性能好，可降解，且抗撕裂及耐高低温，制作简单，原材料来源丰富，适用于制备胶带，具备很大的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例中采用GB(国标)测定材料的各项性能，如无特别说明，组分的份数均为重量份数。
实施例一
步骤A：按原料配方比称原料，依次将40％重量的无机矿粉、50％重量的聚氨脂弹性体、3％重量的分散剂、1％重量的加工助剂以及6％的纤维加入混合机中，混合10至20分钟，混合机转速为120r/min；
所述加工助剂为：NCO基团偶联剂。其中所述分散剂为：聚乙烯蜡。所述无机矿粉为：碳酸钙。所述碳酸钙的粒径为3000目。在本实施例中，所述的无机矿粉为碳酸钙，当然其也可以是其他无机矿粉，经多次试验发现，在这种粒度下，碳酸钙颗粒才能够与所述的聚氨酯弹性在纤维的作用下编织成致密的片状层，达到一定的抗撕裂强度和韧性。
所述纤维为玻璃纤维，该玻璃纤维的长度为30至50mm。
步骤B：造粒：将步骤A得到的混合物料随之送入螺杆挤压机，在170至190℃温度下熔融混炼，制成颗粒状材料；
步骤C：将颗粒状材料投入由压出机及O字型模嘴成型机构的制压出机，控制压出机温度使颗粒状材料软化，经螺杆强压输送，熔融材料挤向吹膜模头，吹模模头制作薄膜，与此同时，吹膜模头旋转，薄膜在风力的作用下吹出；所述步骤A中混合机的转速为50-100/min。所述步骤B中螺杆转速为30至50r/min，挤出分段温度：170至180℃、180至185℃、185至190℃，机头温度180-185℃。
将所得的薄膜进行性能测试，其性能参数如下表1所示。
此外，在本实施例中，所述薄膜可以为单层薄膜，也可以为双层薄膜，甚至是三层薄膜；所述的单层薄膜、双层薄膜和三层薄膜可参考本文献背景技术中描述的公告号为CN1105636C的专利文献中的工作原理，其关于单层薄膜、双层薄膜和三层薄膜的具体描述和生产工艺，当然在此也不排除有四层薄膜、五层薄膜等；针对不同的使用场合，可对薄膜的厚度、密度和层数进行调整，以实现更好的使用效果；在本实施例一中所列举的数值包含但不局限于此，凡是利用本技术方案所提及的工作原理而进行的发明创造，均落在本专利的保护范围之内。
实施例二
步骤A：按原料配方比称原料，依次将50％重量的无机矿粉、40％重量的聚氨脂、5％重量的分散剂、2％重量的助剂以及3％重量的纤维加入混合机中，混合10至20分钟，混合机转速为130r/min；
所述加工助剂为：KH550基团偶联剂。其中所述分散剂为：氧化聚乙烯蜡。所述无机矿粉为：碳酸钙。所述碳酸钙的粒径为3000目。所述纤维为醋酸纤维素，该纤维长度为30至50mm。
步骤B：造粒：将步骤A得到的混合物料随之送入螺杆挤压机，在170至190℃温度下熔融混炼，制成颗粒状材料；
步骤C：将颗粒状材料投入由压出机及O字型模嘴成型机构的制压出机，控制压出机温度使颗粒状材料软化，经螺杆强压输送，熔融材料挤向吹膜模头，吹模模头制作薄膜，与此同时，吹膜模头旋转，薄膜在风力的作用下吹出；所述步骤A中混合机的转速为50-100/min。所述步骤B中螺杆转速为30至50r/min，挤出分段温度：170至180℃、180至185℃、185至190℃，机头温度180-185℃。
将所得的薄膜进行性能测试，其性能参数如下表1所示。
实施例三
步骤A：按原料配方比称原料，依次将43％重量的无机矿粉、41％重量的聚氨脂、4.5％重量的分散剂、1.5％重量的助剂以及10％重量的纤维加入混合机中，混合10至20分钟，混合机转速为140r/min；
所述加工助剂为：KH560基团偶联剂。其中所述分散剂为：塑化聚乙烯蜡。所述无机矿粉为：碳酸钙。所述碳酸钙的粒径为3000目。所述纤维为尼龙纤维，纤维长度为30至50mm。
步骤B：造粒：将步骤A得到的混合物料随之送入螺杆挤压机，在170至190℃温度下熔融混炼，制成颗粒状材料；
步骤C：将颗粒状材料投入由压出机及O字型模嘴成型机构的制压出机，控制压出机温度使颗粒状材料软化，经螺杆强压输送，熔融材料挤向吹膜模头，吹模模头制作薄膜，与此同时，吹膜模头旋转，薄膜在风力的作用下吹出；所述步骤A中混合机的转速为50-100/min。所述步骤B中螺杆转速为30至50r/min，挤出分段温度：170至180℃、180至185℃、185至190℃，机头温度180-185℃。
将所得的薄膜进行性能测试，其性能参数如下表1所示。
实施例四
步骤A：按原料配方比称原料，依次将41％重量的无机矿粉、43％重量的聚氨脂、4.5％重量的分散剂、1.5％重量的助剂以及10％重量的纤维加入混合机中，混合10至20分钟，混合机转速为150r/min；
所述加工助剂为：羟基氨基偶联剂。其中所述分散剂为：聚α-甲基苯乙烯。所述无机矿粉为：碳酸钙。所述碳酸钙的粒径为3000目。所述纤维为涤纶纤维，纤维长度为30至50mm。
步骤B：造粒：将步骤A得到的混合物料随之送入螺杆挤压机，在170至190℃温度下熔融混炼，制成颗粒状材料；
步骤C：将颗粒状材料投入由压出机及O字型模嘴成型机构的制压出机，控制压出机温度使颗粒状材料软化，经螺杆强压输送，熔融材料挤向吹膜模头，吹模模头制作薄膜，与此同时，吹膜模头旋转，薄膜在风力的作用下吹出；所述步骤A中混合机的转速为50-100/min。所述步骤B中螺杆转速为30至50r/min，挤出分段温度：170至180℃、180至185℃、185至190℃，机头温度180-185℃。
将所得的薄膜进行性能测试，其性能参数如下表1所示。
由表1所示，实施例一、实施例二、实施例三及实施例四能够获得较好的薄膜，其具备较好的拉伸强度、伸长率及撕裂强度。更值得一提的是，发明人将其中的聚氨酯和纤维替换成聚乙烯时，虽然也能够成片状结构，但是其厚底、拉伸强度及伸长率均不及本实施例中薄膜的性能指标。
表1对比参数表
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
拉伸强度MPA 18 19.5 18.2 17.2
伸长率％ 240 255 253 249
以上所述的薄膜并不局限于以上成分的薄膜，作为一种薄膜的优化产品或是由薄膜进一步深加工的深加工产品作为胶带基材使用也属于利用本发明的构思，均落在该专利的保护范围内。

Claims (9)

1.一种由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于：由包含以下成分且成分按照如下重量百分比制成：
所述聚氨酯包括聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯；
所述薄膜的厚度为30至50微米。
2.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述聚氨酯弹性体为聚酯型或聚醚型。
3.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述无机矿粉选自经煅烧或未煅烧的钛酸钡、碳酸钡、碳酸钙、硫酸钙、云母粉、硅藻土、玻璃纤维、空心玻璃微珠及其混合物。
4.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述分散剂选自聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、塑化聚乙烯蜡或聚α-甲基苯乙烯及其混合物。
5.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述助剂选自KH550、KH560、KF570、NCO基团偶联剂或者羟基氨基偶联剂及其混合物。
6.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述纤维选自玻璃纤维、醋酸纤维素、尼龙纤维、涤纶纤维及其混合物。
7.如权利要求3所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述碳酸钙的粒径为1000至5000目。
8.如权利要求3所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述碳酸钙的粒径为2500至3500目。
9.如权利要求1所述的由无机矿粉制成的薄膜，其特征在于，所述聚氨酯纤维长度为30至50mm。
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