CN111925617A - 一种防静电可降解薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防静电可降解薄膜及其制备方法,通过将导电纳米炭黑、导电石墨均匀分散至薄膜中,制备得到拉伸强度达到35Mpa以上,薄膜的断裂延伸率达490%以上,而且在正常使用环境中性能不衰减,防静电和降解性能优异的薄膜;另外,本申请中将聚氨酯树脂与聚乙烯醇混合,其含有的氨基甲酸酯基团能与聚乙烯醇中的羟基产生氢键作用,并形成网状结构,在薄膜表面形成致密保护,阻止水分子进入网络结构,解决聚乙烯醇薄膜容易吸水吸潮的问题。总体上提供了一种能应用在电子产品包装上的可降解薄膜,并解决了现有技术中防静电包材不可降解,薄膜强度低,容易吸水,薄膜使用寿命短,易脆化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备领域,具体涉及一种防静电可降解薄膜及其制备方法。
背景技术
“白色污染”引起的生态问题的日益凸显,世界各地纷纷展开“禁塑”行动,大多数国家相继制订有关法规,通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用,大力发展降解新材料,以保护环境,作为材料开发领域,材料的可降解性具有极其重要的意义。另外,随着电子工业的迅猛发展,电子线路板集成度越来越高,大量高集成、高灵敏的电子芯片、模块、电路、仪器、设备在其生产、安装、运输过程中,必须要做严格防静电处理。但是目前薄膜材料所存在的问题①目前电子行业的防静电包材不可降解;②可降解薄膜且防静电的薄膜使用寿命低,从出产到强度降低一般是6个月,限制了降解材料在电子行业的应用。
一般现有技术的方案中存在以下问题:采用的原料回收难,薄膜强度低,成本高,抗静电剂时间久性能会降低,薄膜使用寿命短,易脆化,自然破裂。
在薄膜材料制备领域,其实际制备中仍然存在上述亟待解决的防静电包材不可降解,薄膜强度低,薄膜使用寿命短,易脆化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种防静电可降解薄膜及其制备方法以解决防静电包材不可降解,薄膜强度低,容易吸水,薄膜使用寿命短,易脆化的问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种防静电可降解薄膜,所述防静电可降解薄膜包含以下质量份的制备原料:
聚乙烯醇10~30份,软水50~150份,导电纳米炭黑0.5~15份,导电石墨0.5~20份,聚氨酯树脂0.1~10份,增塑剂0.1~5份,脱模剂0.05~3份,消泡剂0.1~3份。
可选地,所述聚乙烯醇的聚合度为500~2400,醇解度为72mol%≤醇解度≤99mol%。
可选地,所述导电纳米炭黑的粒径为10~100nm。
可选地,所述导电石墨的粒径为50~3000目。
可选地,所述聚氨酯树脂为聚醚改性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯、环氧改性聚氨酯中的一种或多种。
可选地,所述增塑剂为乙二醇、丙三醇、PEG400的一种或多种。
可选地,所述脱模剂为吐温-80、二甲基硅油的一种或两种。
可选地,所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯中的一种或两种。
另外,本发明还提供一种防静电可降解薄膜的制备方法,包括以下步骤:
1)按照配比将软水、增塑剂依次加入到反应容器中,开启常温下搅拌,且搅拌过程中间断性加入聚乙烯醇,常温下搅拌15~60分钟,待聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,并逐步升温至70~85℃,在搅拌条件下,保温0.5~2小时充分溶解,后冷却至室温,采用60目筛过滤,制得混合溶液A;
2)按配比将软水、聚氨酯树脂依次加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速80~150r/min,并在搅拌的条件下缓慢添加导电纳米炭黑和导电石墨,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被润湿后,提高转速至1000~1500r/min并分散0.5~2h,后利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机3~5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A和混合溶液B添加至反应容器中,并往反应器中加入消泡剂,脱模剂,在常温,100~800r/min的条件下搅拌0.5~1h,采用软水调节黏度,后通过陶瓷三辊机研磨2~5次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液置入溶液流延设备中,调整溶液流延设备的参数,匀速涂膜得到湿膜,湿膜经过烘干,脱模工艺后,得到防静电可降解薄膜。
可选地,步骤1)中的软水的添加量与步骤2)中的软水添加量的重量份比为1:1-2:1。
与现有技术相比,本发明所取得的有益技术效果是:
1.本发明能将导电纳米炭黑、导电石墨均匀分散至薄膜中,在聚乙烯醇,聚氨酯树脂体系中具有较佳的稳定性,使得制备的薄膜具有优异持久的抗静电性,并在自然界中以水解或生物降解的途径分解,最终分解为H2O和CO2,安全无毒,为环境友好型产品。
2.本发明通过添加聚氨酯树脂,其含有的氨基甲酸酯基团能与聚乙烯醇中的羟基产生氢键作用,并形成网状结构,在薄膜表面形成致密保护,阻止水分子进入网络结构,解决薄膜容易吸水吸潮的问题,使得薄膜在长期的使用过程中,不会因吸水吸潮导致强度下降。
3.本发明制备的薄膜拉伸强度达到35Mpa以上,薄膜的断裂延伸率达490%以上,而且在正常使用环境中性能不衰减,强度不损失,具有更优异的使用寿命,表面电阻在106-1010Ω内调整,电阻可调且具有更持久的防静电性能,消除因为电磁感应和摩擦产生的静电积累,使其更适用于电子产品包装。
4.本发明制备的薄膜耐油性、耐溶剂性以及气体阻隔性能优异,在电子产品包装领域具有非常广泛的应用前景。
5.本发明的薄膜制备工艺简单,易于控制,适用于工业化生产。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。
图1是本发明实施例之一中一种防静电可降解薄膜的制备流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
一实施方式的防静电可降解薄膜,该防静电可降解薄膜包含以下质量份的制备原料:聚乙烯醇10~30份,软水50~150份,导电纳米炭黑0.5~15份,导电石墨0.5~20份,聚氨酯树脂0.1~10份,增塑剂0.1~5份,脱模剂0.05~3份,消泡剂0.1~3份。
在一实施方式中,所述聚乙烯醇优选为12~25份;在一实施方式中,所述聚乙烯醇的聚合度为500~2400,醇解度为72mol%≤醇解度≤99mol%;在一实施方式中,所述聚乙烯醇不限于粉体料或者颗粒料。
在一实施方式中,所述导电纳米炭黑优选为3~12份;在一实施方式中,所述导电纳米炭黑的粒径为10~100nm;在一实施方式中,所述导电纳米炭黑为单一粒径相同吸油值的导电炭黑,或相同粒径不同吸油值的两种导电炭黑,或多种不同粒径不同吸油值导电炭黑。
在一实施方式中,所述导电石墨优选为1~16份;在一实施方式中,所述导电石墨的粒径为50~3000目;在一实施方式中,所述导电石墨为天然或人工合成的鳞片状石墨粉。
在一实施方式中,所述聚氨酯树脂优选为2~6份;在一实施方式中,所述聚氨酯树脂为聚醚改性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯、环氧改性聚氨酯中的一种或多种。
在一实施方式中,所述增塑剂优选为1~4份在一实施方式中,所述增塑剂为乙二醇、丙三醇、PEG400的一种或多种。增塑剂的添加使得聚乙烯醇成分协同作用,能增加断裂伸长率,使得溶胀率下降,成型加工特性改善。
在一实施方式中,所述脱模剂优选为0.08~2份;在一实施方式中,所述脱模剂为吐温-80、二甲基硅油的一种或两种。通过添加脱模剂,促进成膜的铺展性能,脱模能力增加。
在一实施方式中,所述消泡剂优选为0.3~2份;在一实施方式中,所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯中的一种或两种。消泡剂能降低生产过程中的表面张力,抑制泡沫的产生或者消除已经产生的泡沫。
上述的防静电可降解薄膜不仅可降低性强,还具有防静电性能佳,使用寿命长的优点。
图1为所示的一实施方式的防静电可降解薄膜的制备方法,包括以下步骤:
1)按照配比将软水、增塑剂依次加入到反应容器中,开启常温下搅拌,且搅拌过程中间断性加入聚乙烯醇,常温下搅拌15~60分钟,待聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,并逐步升温至70~85℃,在搅拌条件下,保温0.5~2小时充分溶解,后冷却至室温,采用60目筛过滤,制得混合溶液A。
2)按配比将软水、聚氨酯树脂依次加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速80~150r/min,并在搅拌的条件下缓慢添加导电纳米炭黑和导电石墨,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被润湿后,提高转速至1000~1500r/min并分散0.5~2h,后利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机3~5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B。将导电纳米炭黑和导电石墨润湿后,并在上述工艺的作用下,使得导电纳米炭黑和导电石墨能充分分散,促进获得均匀性更佳的薄膜。
3)将配置好的混合溶液A和混合溶液B添加至反应容器中,并往反应器中加入消泡剂,脱模剂,并在常温,100~800r/min的条件下搅拌0.5~1h,采用软水调节黏度,后通过陶瓷三辊机研磨2~5次,得到成膜溶液,静置待用。将混合溶液A以及混合溶液B混合后,配合消泡剂的使用,抑制混合浆料中的气泡的产生或者消除混合浆料中的气泡保证制备厚度的一致性以及保证制备的质量,无需加入额外的增稠成分,通过原料中的软水调节,在不引入其成分的前提下,达到调节黏度的目的,间接便于控制薄膜厚度。
4)将成膜溶液置入溶液流延设备中,调整溶液流延设备的参数,匀速涂膜得到湿膜,湿膜经过烘干,脱模工艺后,得到防静电可降解薄膜。
其中,步骤1)中的软水的添加量与步骤2)中的软水添加量的重量份比为1:1-2:1。
因此,该实施例方式能保证制备的薄膜具有分散度高,均匀性好,稳定性佳,且成本低,环保的优点。
以下为具体实施例。
实施例1:
本实施例制备的防静电可降解薄膜的制备原料为:(质量份)
聚乙烯醇10份,软水150份,导电纳米炭黑10份,导电石墨15份,聚氨酯树脂10份,增塑剂2份,脱模剂0.2份,消泡剂3份。
本实施例的防静电可降解薄膜制备方法为:
1)按配比将100份软水、2份丙三醇依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入10份PVA2488,常温下搅拌30分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至80℃,不停搅拌2h,然后保温1小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将50份软水、10份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速100r/min,逐步将10份导电纳米炭黑和15份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至1500r/min转速下再分散1h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、0.2份磷酸三丁酯、3份吐温80依次加入到反应容器中,在常温,100r/min的条件下搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨2~5次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,70℃恒温干燥1h,得到防静电可降解薄膜。
实施例2:
本实施例制备的防静电可降解薄膜的制备原料为:(质量份)
聚乙烯醇12份,软水150份,导电纳米炭黑5份,导电石墨20份,聚氨酯树脂6份,增塑剂1.5份,脱模剂0.5份,消泡剂0.3份。
本实施例的防静电可降解薄膜制备方法为:
1)按配比将100份软水、1.5份丙三醇依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入12份PVA1788,常温下搅拌45分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至80℃,不停搅拌2h,然后保温1小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将50份软水、6份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速120r/min,逐步将5份导电纳米炭黑和20份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至1200r/min转速下再分散1h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、0.3份正辛醇、0.5份二甲基硅油依次加入到反应容器中,在常温,800r/min的条件下搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨5次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,70℃恒温干燥1h,得到防静电可降解薄膜。
实施例3:
本实施例制备的防静电可降解薄膜的制备原料为:(质量份)
聚乙烯醇30份,软水100份,导电纳米炭黑0.5份,导电石墨20份,聚氨酯树脂0.1份,增塑剂5份,脱模剂0.05份,消泡剂0.1份。
本实施例的防静电可降解薄膜制备方法为:
1)按配比将50份软水、5份PEG400依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入30份PVA1788,常温下搅拌15分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至85℃,不停搅拌0.5h,然后保温2小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将50份软水、0.1份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速80r/min,逐步将0.5份导电纳米炭黑和20份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至1000r/min转速下再分散1h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、0.1份正辛醇、0.05份二甲基硅油依次加入到反应容器中,常温100r/min的条件搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨4次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,75℃恒温干燥1h,得到防静电可降解薄膜。
实施例4:
本实施例制备的防静电可降解薄膜的制备原料为:(质量份)
聚乙烯醇10份,软水50份,导电纳米炭黑15份,导电石墨0.5份,聚氨酯树脂5份,增塑剂3份,脱模剂2份,消泡剂2份。
本实施例的防静电可降解薄膜制备方法为:
1)按配比将25份软水、3份PEG400依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入10份PVA1788,常温下搅拌50分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至75℃,不停搅拌1.5h,然后保温1.5小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将25份软水、5份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速140r/min,逐步将15份导电纳米炭黑和0.5份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至1400r/min转速下再分散1.5h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、2份正辛醇、2份二甲基硅油依次加入到反应容器中,在常温,500r/min的条件搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨4次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,75℃恒温干燥1h,得到防静电可降解薄膜。
实施例5:
本实施例制备的防静电可降解薄膜的制备原料为:(质量份)
聚乙烯醇28份,软水150份,导电纳米炭黑8份,导电石墨18份,聚氨酯树脂8份,增塑剂2份,脱模剂1份,消泡剂1份。
本实施例的防静电可降解薄膜制备方法为:
1)按配比将100份软水、2份乙二醇依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入28份PVA1788,常温下搅拌30分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至80℃,不停搅拌1h,然后保温2小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将50份软水、8份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速100r/min,逐步将8份导电纳米炭黑和18份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至1300r/min转速下再分散1h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机4次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、1份正辛醇、1份二甲基硅油依次加入到反应容器中,在常温,200r/min的条件搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨5次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,80℃恒温干燥0.5h,得到防静电可降解薄膜。
对比例1:
本对比例中制备薄膜的制备原料如下:(重量份)
聚乙烯醇28份,软水150份,导电纳米炭黑0.1份,导电石墨25份,聚氨酯树脂8份,增塑剂2份,脱模剂1份,消泡剂1份。
本对比例中薄膜的制备方法与实施例5的相同。
对比例2:
本对比例中制备薄膜的制备原料如下:(重量份)
聚乙烯醇5份,软水150份,导电纳米炭黑8份,导电石墨18份,聚氨酯树脂15份,增塑剂2份,脱模剂1份,消泡剂1份。
本对比例中薄膜的制备方法与实施例5的相同。
对比例3:
本对比例中制备薄膜的配方与实施例4相同;
本对比例中薄膜的制备方法包括以下步骤:
1)按配比将25份软水、3份PEG400依次加入到三口烧瓶中,开启常温下搅拌,搅拌过程中间断性加入10份PVA1788,常温下搅拌50分钟、使聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,逐步升温至95℃,不停搅拌3h,然后保温5小时充分溶解,冷却至室温,用60目筛过滤,得到混合溶液A;
2)按配比将25份软水、5份聚氨酯树脂加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速140r/min,逐步将15份导电纳米炭黑和0.5份导电石墨边分散边往混合液中缓慢添加,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被混合液润湿后,提高转速至200r/min转速下再分散1.5h,然后将混合后的溶液利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A、混合溶液B、2份正辛醇、2份二甲基硅油依次加入到反应容器中,在常温,500r/min的条件搅拌1h,然后通过陶瓷三辊机研磨4次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液加入自动涂膜机,调整厚度为0.6mm,匀速涂膜得到湿膜,将湿膜放置电热恒温鼓风箱,95℃恒温干燥1h,得到防静电可降解薄膜。
对比例4:
与实施例3的区别仅在于未添加聚氨酯树脂,其它成分不变。
试验例1:薄膜的性能测试
将实施例1-5制备的薄膜以及对比例1-3制备的薄膜进行相关性能测试。测试方法为:采用为型号:QX-W400的拉力试验机对实施例1-5制备的薄膜以及对比例1-3制备的薄膜进行拉伸强度测试,并参照国际标准ISO1184-1983《塑料薄膜拉伸性能测试》。采用薄膜延伸率试验机进行断裂延伸率的测定。结果记录如下表1所示。
表1:
由表1中的数据分析可知,本申请中制备的薄膜的拉伸强度达到35Mpa以上,薄膜的断裂延伸率达490%以上,明显优于对比例1-对比例3中制备的薄膜,说明了本申请的薄膜制备,其配方体系为一个完整的技术方案,其配方成分以及配方成分含量的共同作用下,制备得到的薄膜具有显著的拉伸强度以及断裂延伸率,且在使用的过程中,本发明制备的薄膜的强度与拉伸性能不出现衰减的现象。
试验例2:表面电阻测试
为了进一步验证本申请中导电石墨以及导电纳米炭黑对薄膜表面电阻的影响,做了如下试验,与实施例3相同条件前提下,改变导电石墨以及导电纳米炭黑的添加量,结果如下表2所示。
测试方法为:利用电阻率测试仪LST-121在制备的薄膜上测试3个点,并参照GB/T2439-2001,得到表面电阻的值。
表2:
由表2中的数据分析可知,导电石墨和导电纳米炭黑的添加总量会影响薄膜中电阻并呈下降的趋势,但本申请中能通过配方成分以及成分含量的优化,在保证薄膜拉伸强度以及断裂延伸率的前提下,制备表面电阻在106-1010Ω之间的薄膜,并使得薄膜能作为防静电包材应用在电子行业,并具有优异的可降解性。另外,由上述表面电阻测试可知,本发明的可操作性强,工艺以及产品特性易于控制,适用于工业化生产。
试验例3:吸水率测试
试验方法:将相同规格的实施例3制备的薄膜、对比例4制备的薄膜放置干燥箱中进行干燥(条件45℃/24h),后冷却至室温,取出后分别称量实施例3中的薄膜的重量,记录为M1,对比例4中薄膜的重量记录为B1;后将干燥后的薄膜浸入温度为25℃的蒸馏水中,浸泡24h后,取出用滤纸除去表面的水分,在取出后的1min内再次称量实施例3中的薄膜的重量,记录为M2,对比例4中薄膜的重量记录为B2,通过吸水率1=(M2-M1)/M1x100%,吸水率2=(B2-B1)/B1x100%,计算得到实施例3制备的薄膜的吸水率1,对比例4中制备的薄膜的吸水率2。
将实施例3与对比例4中的薄膜进行对比分析,结果如下表3所示。
表3:
组别 | 吸水率 |
实施例3 | <4% |
对比例4 | >10% |
由表3中的结果记录分析可知,实施例3与对比例4的区别在于,对比例4中未添加聚氨酯树脂,但对比例4中制备的薄膜具有较优异的吸水性能,说明了聚氨酯树脂作为配方成分添加有助于降低本发明薄膜的吸水性能,解决了聚乙烯醇制备的薄膜容易吸潮的问题,且本发明制备的薄膜吸水率<4%,并且在恒温恒湿箱内连续测试24h,其强度依然优异。
试验例4:降解性测试
将实施例1-5制备的薄膜样品,与市面上销售的应用与电子产品包装的薄膜进行降解性对比,随机从市面上购买的电子产品包装薄膜PET11TH作为对比样品1、将bopp防粘薄膜作为对比样品2、将PVC薄膜作为对比样品3。试验方法:将试验的薄膜放置在相同的测试环境中进行堆肥试验,并在不同的堆肥时间检测薄膜的拉伸强度,参照GB/T20197-2006《降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求》,结果记录如下表4。
表4:
组别 | 降解性能 |
实施例1 | 优异 |
实施例2 | 优异 |
实施例3 | 优异 |
实施例4 | 优异 |
实施例5 | 优异 |
对比样品1 | 差 |
对比样品2 | 无降解性能 |
对比样品3 | 差 |
由表4中的对比试验可知,通过堆肥试验,56d后本发明制备的薄膜具有优异的降解性能,其薄膜分解率达85%以上,但是对比样品的降解性能差,薄膜分解率为45以下,甚至无降解性能,薄膜分解率为0%。
试验例5:使用寿命测试
将实施例2制备的薄膜,随机从市面上购买的电子产品包装薄膜PET11TH作为对比样品1、将bopp防粘薄膜作为对比样品2、将PVC薄膜作为对比样品3。将试验薄膜分别贴附在铝板表面,并置于室温条件下。测试方法为:在规定的试验时间内,采用为型号:QX-W400的拉力试验机对实施例2制备的薄膜以及对比例1-3制备的薄膜进行拉伸强度测试,参照国际标准ISO1184-1983《塑料薄膜拉伸性能测试》。测试结果记录如下表5。时间单位为(月)。
表5:
由表5的对比试验可知,本发明制备的薄膜,在经过24个月后,依然具有优异的拉伸强度,但是对比样品中,薄膜的拉伸强度随着使用时间的增加而不断降低,且降低的速率较大,说明了本发明制备的薄膜具有优异的稳定性,以及具有较长的使用寿命,不容易出现脆化等问题。
综合上,本发明的制备的薄膜具有优异降解性的同时,还具有优异的强度,耐油性、耐溶剂性以及气体阻隔性,能适用于电子产品包装。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种防静电可降解薄膜,其特征在于,所述防静电可降解薄膜包含以下质量份的制备原料:
聚乙烯醇10~30份,软水50~150份,导电纳米炭黑0.5~15份,导电石墨0.5~20份,聚氨酯树脂0.1~10份,增塑剂0.1~5份,脱模剂0.05~3份,消泡剂0.1~3份。
2.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述聚乙烯醇的聚合度为500~2400,醇解度为72mol%≤醇解度≤99mol%。
3.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述导电纳米炭黑的粒径为10~100nm。
4.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述导电石墨的粒径为50~3000目。
5.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述聚氨酯树脂为聚醚改性聚氨酯、丙烯酸改性聚氨酯、环氧改性聚氨酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述增塑剂为乙二醇、丙三醇、PEG400的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述脱模剂为吐温-80、二甲基硅油的一种或两种。
8.根据权利要求1或2所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯中的一种或两种。
9.一种制备如权利要求1~8任一项所述的防静电可降解薄膜,其特征在于,包括以下步骤:
1)按照配比将软水、增塑剂依次加入到反应容器中,开启常温下搅拌,且搅拌过程中间断性加入聚乙烯醇,常温下搅拌15~60分钟,待聚乙烯醇充分溶胀后,置水浴中隔水加热,并逐步升温至70~85℃,在搅拌条件下,保温0.5~2小时充分溶解,后冷却至室温,采用60目筛过滤,制得混合溶液A;
2)按配比将软水、聚氨酯树脂依次加入到反应容器中,采用盘式搅拌器且调至转速80~150r/min,并在搅拌的条件下缓慢添加导电纳米炭黑和导电石墨,待导电纳米炭黑和导电石墨完全被润湿后,提高转速至1000~1500r/min并分散0.5~2h,后利用陶瓷三辊机进行研磨,调节好辊轴间距,确保过机3~5次溶液细度达15μm以下,过滤出料得混合溶液B;
3)将配置好的混合溶液A和混合溶液B添加至反应容器中,并往反应器中加入消泡剂,脱模剂,在常温,100~800r/min的条件下搅拌0.5~1h,采用软水调节黏度,后通过陶瓷三辊机研磨2~5次,得到成膜溶液,静置待用;
4)将成膜溶液置入溶液流延设备中,调整溶液流延设备的参数,匀速涂膜得到湿膜,湿膜经过烘干,脱模工艺后,得到防静电可降解薄膜。
10.根据权利要求9所述的防静电可降解薄膜的制备方法,其特征在于,步骤1)中的软水的添加量与步骤2)中的软水添加量的重量份比为1:1-2:1。
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