CN115960410A - 一种改性母粒及其所制备的聚乙烯保护膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性母粒及其所制备的聚乙烯保护膜。其中，所述改性母粒按重量份计，其配方包括以下原料组分：石墨烯纳米片：1‑10份；聚乙烯：90‑99份；偶联剂：0.1‑0.5份；抗氧剂：0.2‑1份。本发明所述聚乙烯保护膜的基膜内层、中间层、外层均加入了改性母粒，通过改性母粒与聚乙烯粒子共混吹膜制得高导热聚乙烯薄膜，改性母粒中的石墨烯使聚乙烯保护膜的导热性得到显著提高，解决了聚乙烯保护膜导热性差的问题。

Description

一种改性母粒及其所制备的聚乙烯保护膜

技术领域

本发明属于材料领域，具体地涉及一种保护膜，更为具体地，涉及一种改性母粒及其所制备的聚乙烯保护膜。

背景技术

聚乙烯保护膜主要是用于保护材料表面的一类聚乙烯压敏胶粘带，防止材料表面在加工、运输、储存及使用过程中被划伤、污染及腐蚀等，是目前表面保护膜中最大的品种。聚乙烯保护膜也广泛应用于电子行业中，在电子器件高度薄型化、多功能化和集成化的时代，会不可避免地导致材料内部的热量积累，严重影响设备的稳定运行和使用寿命，如何实现材料快速且高效的导热散热已成为影响电子设备发展的关键问题。传统聚乙烯薄膜本征导热系数较低，且熔点较低，遇高温易收缩变形，影响其使用性能，也限制了其在电气设备等领域中的应用，因此需要开发一种高导热性聚乙烯保护膜。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种改性母粒及其所制备的聚乙烯保护膜，所制得的聚乙烯保护膜具有高导热性能。

本发明的技术目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种改性母粒，按重量份计，其配方包括以下原料组分：

石墨烯纳米片：1-10份；

聚乙烯：90-99份；

偶联剂：0.1-0.5份；

抗氧剂：0.2-1份。

进一步地，本发明所述石墨烯纳米片选自单层石墨烯纳米片和/或多层石墨烯纳米片；所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合；所述偶联剂选自铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂选自对苯二胺、二芳基仲胺、醛胺、酮胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三壬基苯酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、丙酸异辛酯醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上的混合。

本发明的另一技术目的是提供一种改性母粒的制备方法，包括以下步骤：

1)按上述配方量称取各原料组分；

2)将石墨烯纳米片、聚乙烯、偶联剂、抗氧剂混合均匀，置于双螺杆挤出机中，经熔融混匀后挤出，冷却至室温后，造粒，干燥后即得；优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆各段温度为170-115℃。

本发明的另一技术目的是提供一种聚乙烯保护膜，依次包括基膜外层、基膜中层、基膜内层和涂胶层。

进一步地，本发明所述涂胶层为聚丙烯酸酯压敏胶层或橡胶型压敏胶层。所述的涂胶层，其作用是提供粘力，使保护膜能贴附在被保护物品的表面。

进一步地，本发明所述基膜内层按重量份计，包括低密度聚乙烯60-70份、线性低密度聚乙烯10-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、上述的改性母粒5-10份。所述基膜内层，是将涂胶层涂覆在基膜层上，基膜层要提供良好的附载功能。

进一步地，本发明所述基膜中层的配方按重量份计，包括低密度聚乙烯40-60份、高密度聚乙烯30-40份、茂金属线性低密度聚乙烯1-10份、上述的改性母粒5-10份。所述基膜中层，是聚乙烯粒子通过三层共挤吹塑制得的薄膜中间层，可通过添加不同种类的材料，使保护膜的整体性能更容易调控。

进一步地，本发明所述基膜外层的配方按重量份计，包括低密度聚乙烯50-10份、线性低密度聚乙烯10-35份、开口剂1-5份，改性母粒5-10份。所述基膜外层，吹膜后直接产生防粘效果，防止基膜外层与涂胶层粘连，使保护膜开卷更容易。

本发明的另一技术目的是提供一种聚乙烯保护膜的制备方法，包括以下步骤：

将所述基膜内层、基膜中层和基膜外层的各原料组分混匀，分别置于挤出机中，塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，即得所述基膜内层、基膜中层和基膜外层，然后在基膜内层上涂覆涂胶层，即得。

进一步地，本发明塑化挤出时，所述基膜外层、基膜中层、基膜内层挤出机温度分别为130-110℃、135-115℃、150-115℃。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

本发明聚乙烯保护膜的基膜内层、中间层、外层均加入了改性母粒，通过改性母粒与聚乙烯粒子共混吹膜制得高导热聚乙烯薄膜，改性母粒中的石墨烯使聚乙烯保护膜的导热性得到显著提高，解决了聚乙烯保护膜导热性差的问题。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的技术目的、技术方案和优点，现结合具体实施例对本发明做进一步说明。本发明所涉及的重量份的单位为千克或公斤。本发明所用到的开口剂可以购买自深圳酷捷新材，型号为gppe 905、gppe 910g。

在本发明所述的高导热聚乙烯保护膜中，所述的低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动指数相接近，均为1.7-2.8g/10min，融指相近，材料的复合效果更好。低密度聚乙烯有较好的柔软性、伸长率以及较高的耐冲击强度；线性低密度聚乙烯能增强薄膜的抗拉伸、抗穿透、抗冲击和抗撕裂等力学性能，具有优异的抗环境应力开裂性，抗低温冲击性和抗翘曲性；茂金属线性低密度聚乙烯除了能显著提高薄膜的力学性能外，还能显著提高以低密度聚乙烯为主配方薄膜的韧性，进一步减少薄膜的厚度，从而减少浪费。采用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯构成基膜内层，一方面赋予保护膜优良的力学性能，另一方面乙烯-醋酸乙烯酯的加入，能够使涂胶层与基膜层之间牢固地结合在一起，能显著提高保护膜涂胶层的附着力，避免残胶。采用低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯构成基膜中层，提高保护膜的强度，茂金属线性低密度聚乙烯的加入能进一步降低薄膜的总厚度。采用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、开口剂、改性母粒构成基膜外层，开口剂能够赋予保护膜优良的防粘性能。基膜内层、基膜中层及基膜外层均加入改性母粒，使薄膜导热性提高，同时该改性母粒的制备方法，提高了改性母粒与聚乙烯之间的相容性，从而能够通过三层共挤吹膜得到外观与功能均合格的薄膜。

实施例1

1、改性母粒的制备

将5份石墨烯纳米片、94份聚乙烯、0.3份硅烷偶联剂、0.7份二芳基仲胺投入到混合机中高速混合10-15分钟，然后置于双螺杆挤出机中(螺杆的各段温度为170-190℃)，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温后，经造粒机造粒，最后经干燥后即制得改性母粒。

2、高导热聚乙烯保护膜的制备

实施例1的基膜内层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯60份、线性低密度聚乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯酯10份、改性母粒10份。

实施例1的基膜中层按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯40份、高密度聚乙烯40份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、改性母粒10份。

实施例1的基膜外层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯50份、线性低密度聚乙烯35份、开口剂5份、实施例1所制备的改性母粒10份。

将上述基膜内层、中间层和外层的各组分混合均匀，然后分别置于三个挤出机中，将温度分别控制在130-180℃、135-185℃、150-185℃，进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，制得原膜。随后在原膜的基膜内层涂布粘性层，制得本发明所述的高导热聚乙烯保护膜。

实施例2

1、改性母粒的制备

将3份石墨烯纳米片、96份聚乙烯、0.2份硅烷偶联剂、0.8份二芳基仲胺投入到混合机中高速混合10-15分钟，然后置于双螺杆挤出机中(螺杆的各段温度为170-190℃)，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温后，经造粒机造粒，最后经干燥后即制得改性母粒。

2、高导热聚乙烯保护膜的制备

实施例2基膜内层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯70份、线性低密度聚乙烯10份、乙烯-醋酸乙烯酯5份、改性母粒5份。

实施例2基膜中层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯60份、高密度聚乙烯30份、茂金属线性低密度聚乙烯1份、改性母粒9份。

实施例2基膜外层低密度聚乙烯80份、线性低密度聚乙烯10份、开口剂1份、实施例2所制备的改性母粒9份。

将上述基膜内层、基膜中层和基膜外层的各原料组分混合均匀，然后分别置于三个挤出机中，将温度分别控制在130-180℃、135-185℃、150-185℃，进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，制得原膜。随后在原膜的基膜内层涂布粘性层，制得实施例2所述的高导热聚乙烯保护膜。

实施例3

1、改性母粒的制备

将6份石墨烯纳米片、93份聚乙烯、0.1份硅烷偶联剂、0.9份二芳基仲胺投入到混合机中高速混合10-15分钟，然后置于双螺杆挤出机中(螺杆的各段温度为170-190℃)，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温后，经造粒机造粒，最后经干燥后即制得改性母粒。

2、高导热聚乙烯保护膜的制备

实施例3基膜内层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯70份、线性低密度聚乙烯15份、乙烯-醋酸乙烯酯10份、改性母粒5份。

实施例3基膜中层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯50份、高密度聚乙烯35份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、改性母粒5份；

实施例3基膜外层，按重量份计，其配方包括以下各原料组分：低密度聚乙烯70份、线性低密度聚乙烯15份、开口剂5份、改性母粒10份。

其中，改性母粒是通过石墨烯纳米片与聚乙烯制备而成的。分别将上述基膜内层、中间层和外层的各组分混合均匀，然后分别置于三个挤出机中，将温度分别控制在130-180℃、135-185℃、150-185℃，进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，制得原膜。随后在原膜的基膜内层涂布粘性层，制得本发明所述的高导热聚乙烯保护膜。

对比例1

内层低密度聚乙烯20％、线性低密度聚乙烯80％；中间层低密度聚乙烯50％、高密度聚乙烯40％、茂金属线性低密度聚乙烯10％；外层低密度聚乙烯75％、线性低密度聚乙烯25％。分别将上述外层、中间层和内层的各组分混合均匀，然后分别置于三个挤出机中，将温度在130-175℃，进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，制得原膜。随后在原膜的内层涂布粘性层，制得一种聚乙烯保护膜。

二、性能测试

1、测试方法

1.1.导热测试方法：导热测试方法参照ASTM E1461标准。

1.2.力学性能测试：力学性能测试根据GB/T1040.3-06方法进行测定。

2、产品性能测试结果

表1实施例1～3及对比例1的产品性能测试结果

注：保护膜厚度为50微米，其中胶层厚度10微米。

通过表1可以看出，添加改性母粒后，聚乙烯保护膜的导热性明细增强，且随着改性母粒含量的增多，导热性随之增强，因此，实施例1-例3有效解决了聚乙烯保护膜导热性差的问题。从力学性能指标上看，改性后聚乙烯保护膜的力学性能略有下降，但均符合保护膜使用要求。而对比例1因为没有添加改性母粒，其所制得保护膜导热性差，不符合相应的要求。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，除此之外，本发明还可以其它方式实现，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但这些修改或替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性母粒，其特征在于，按重量份计，其配方包括以下原料组分：

石墨烯纳米片：1-10份；

聚乙烯：90-99份；

偶联剂：0.1-0.5份；

抗氧剂：0.2-1份。

2.根据权利要求1所述的改性母粒，其特征在于，所述石墨烯纳米片选自单层石墨烯纳米片和/或多层石墨烯纳米片；所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合；所述偶联剂选自铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂选自对苯二胺、二芳基仲胺、醛胺、酮胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三壬基苯酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、丙酸异辛酯醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上的混合。

3.一种改性母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按权利要求1的配方量称取各原料组分；

2)将石墨烯纳米片、聚乙烯、偶联剂、抗氧剂混合均匀，置于双螺杆挤出机中，经熔融混匀后挤出，冷却至室温后，造粒，干燥后即得；优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆各段温度为170-185℃。

4.一种聚乙烯保护膜，其特征在于，依次包括基膜外层、基膜中层、基膜内层和涂胶层。

5.根据权利要求4所述的聚乙烯保护膜，其特征在于，所述涂胶层为聚丙烯酸酯压敏胶层或橡胶型压敏胶层。

6.根据权利要求4所述的聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜内层按重量份计，包括低密度聚乙烯60-70份、线性低密度聚乙烯10-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、如权利要求1所述的改性母粒5-10份。

7.根据权利要求4所述的聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜中层的配方按重量份计，包括低密度聚乙烯40-60份、高密度聚乙烯30-40份、茂金属线性低密度聚乙烯1-10份、如权利要求1所述的改性母粒5-10份。

8.根据权利要求4所述的聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜外层的配方按重量份计，包括低密度聚乙烯50-80份、线性低密度聚乙烯10-35份、开口剂1-5份，改性母粒5-10份。

9.一种聚乙烯保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述基膜内层、基膜中层和基膜外层的各原料组分混匀，分别置于挤出机中，塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，即得所述基膜内层、基膜中层和基膜外层，然后在基膜内层上涂覆涂胶层，即得。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，塑化挤出时，所述基膜外层、基膜中层、基膜内层挤出机温度分别为130-180℃、135-185℃、150-185℃。