CN116004036A - 一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料加工技术领域，具体涉及一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，包括如下步骤；S1.将水玻璃溶液和硫酸通过增压对流的方式形成硅溶胶；S2.将步骤S1所得硅溶胶加热，调节pH呈碱性，然后加入硅烷偶联剂A和B进行改性，老化完成后，调节pH呈酸性，陈化，形成二氧化硅凝胶；S3.将步骤S2所得二氧化硅凝胶进行洗涤，洗涤后分散均匀；S4.对步骤S3分散完成的浆料进行干燥，再经粉碎即得。本发明技术方案制备的开口剂理化指标与富士SY340、格雷斯E300接近，薄膜开口剂粒子均匀，易分散，在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料薄膜生产中具有良好的透明性及加工性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料加工技术领域，具体涉及一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法。
背景技术
生产生活中，塑料生产及储存过程中，薄膜层间受热压或受物压都易发生粘连，薄膜间的粘连轻则影响塑料的放卷速度，如收卷、分切、包装等过程中薄膜间的粘连轻则影响塑料的放卷速度，重则使塑料无法展开使用。薄膜粘连主要原因一、薄膜闭合后，膜间形成真空的闭合状态，不易分开，二是薄膜成型后其表面有大量的外露分子链，在两片薄膜闭合后产生大分子链相互缠绕粘连，使其无法打开，塑料薄膜互相粘连给自动化包装应用带来困难，为了解决该问题通常在塑料生产过程中添加开口剂，提升其开口性。
最早使用的开口剂是无机的滑石粉，硅藻土等，硅藻土和滑石粉主要是孔容低开口性差及生产的薄膜透明性较差被人们所遗弃，中期发展为有机的油酸酞胺，芥酸酞胺EBS衍生物等。不足之处在于有机开口剂有大量的析出物在薄膜表面，影响薄膜的印刷性、热封性及颜色，进而影响薄膜的使用，而二氧化硅化学纯度高、无毒、无害、无污染，其折光指数与PE、PP、PET、PA等塑料材质接近，对光学性能影响小，开口剂塑料行业中较为广泛的优质开口剂，目前被广泛用于各种塑料薄膜领域。
中国专利CN109705402A公开了一种气凝胶薄膜开口剂的制备方法，其方案在加入硫酸形成凝胶、打胶，温度升至70～90℃，同时加入硫酸和水玻璃溶液保持pH值为8～10，并流完成后，温度调至85～95℃，再加入硅烷偶联剂，老化2～4h，调节pH值为2～4，陈化、再用1～3％的稀硫酸进行洗涤，再按铵盐溶液清洗滤饼，再用水进行洗涤，最后分散机和乳化机共同分散，喷干、粉碎得到粒径为3.3～3.5um，该产品目前已成功用于聚丙烯塑料薄膜体系，但在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料薄膜中反馈堆积密度偏重、与格雷斯E300理化指标及应用性能存在差距。中国专利CN110229380A公开了一种高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂的制备方法，其方案在底水升温，加入碳酸氢铵和水玻璃溶液得第一反应液；反应并流至第二反应液的pH值为：3.0～5.0，之后老化30min，得反应浆料；将所述反应浆料加水洗涤，磨浆、雾化干燥、粉碎制得高效、高透明二氧化硅塑料薄膜开口剂，该方法合成的二氧化硅没有经过表面处理，二氧化硅粒子与有机聚合物的亲和程度大大降低，而影响开口剂的开口性能及分散性能。
发明内容
针对现有技术的中存在的问题，本发明提供了一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，本发明制备的薄膜开口剂粒子均匀，易分散，在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料薄膜生产中具有良好的透明性及加工性能。
本发明的首要目的在于提供一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将水玻璃溶液和硫酸通过增压对流的方式形成硅溶胶；
S2、将步骤S1所得硅溶胶加热，调节pH呈碱性，然后加入硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B对二氧化硅进行表面改性，老化完成后，调节pH呈酸性，再经陈化，形成二氧化硅凝胶；
S3、将步骤S2所得二氧化硅凝胶进行洗涤，洗涤后分散均匀；
S4、对步骤S3分散完成的浆料进行干燥，再经粉碎，即得；
步骤S2所述硅烷偶联剂A为KH520(γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷)、KH530(γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)、KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)中的一种，所述硅烷偶联剂B为KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)、KH590(3-巯丙基三乙氧基硅烷)的其中一种。
本发明所述增压对流的方式是在同时向反应容器中注入配制好的水玻璃和硫酸溶液时，在水玻璃和硫酸流量管道中配备增压泵，以提高流速，增压对流加速了二氧化硅原级粒子的快速形成，从而使得二氧化硅网状结构的快速形成，二氧化硅的网络结构的丰富度也随之增长，从而提升二氧化硅的孔隙率。
优选地，步骤S1所述水玻璃溶液的二氧化硅模数为3.20-3.40，浓度为10wt％～20wt％，所述硫酸浓度为30wt％-50wt％。
优选地，步骤S1所述水玻璃溶液中Fe元素含量≤15ppm、Al元素含量≤1ppm、Ca元素含量≤1ppm、Mg元素含量≤1ppm、固体水玻璃溶解度≥99.5％。
优选地，步骤S1所述增压后水玻璃和硫酸的流量管道压力保持在0.5Mpa～1Mpa，水玻璃溶液流速为180L/h～230L/h，硫酸的流速为30L/h～50L/h。
优选地，步骤S2所述硅烷偶联剂总加入量为干基0.50wt％～0.80wt％，其中，硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的加入质量比为4:1。
优选地，步骤S2所述调节pH呈碱性至值为8～10，调节pH呈酸性至值为2～4。
优选地，步骤S3所述洗涤是指分别采用纯水、硫酸溶液、铵盐水溶液、纯水按照洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1进行洗涤，直至二氧化硅凝胶的电导率为50us/cm以下。
更优选地，所述纯水的电导率低于5us/cm，温度为50℃～80℃，硫酸溶液浓度为30％～60％溶液，铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵及碳酸氢铵的一种，铵盐水溶液中铵盐与水的重量比为0.05～0.10：1。
优选地，步骤S3所述分散是在分散机和乳化机共同作用下，分散机的转度为1500～2500转/分钟，乳化机的转度为3000～5000转/分钟，共同作用时间为30分钟～60分钟，更优选为45分钟。
本申请滤饼在分散机和乳化机共同作用下，气凝胶粒子均匀且细腻，使气凝胶薄膜开口剂具有良好的分散性和过滤性。
本发明的另一个目的在于提供了采用上述方法制备得到的薄膜开口剂。
本发明还提供了上述薄膜开口剂在制备聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜提高薄膜性能中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本申请采用了高纯水玻璃作为溶胶凝胶法制备二氧化硅的原材料，其中高纯水玻璃的Fe元素含量≤15ppm、Al元素含量≤1ppm、Ca元素含量≤1ppm、Mg元素含量≤1ppm、固体水玻璃溶解度≥99.5％，铁含量及其他杂元素含量较小、固定水玻璃溶解度较高可保证合成的开口剂母粒的外观较白、颜色较浅、透明度较高。
(2)本申请采用高纯水玻璃和硫酸高压对流的方式进行反应，可确保生成的硅凝胶结构均匀，稳定性高，在开口剂合成工艺中易分散。
(3)本申请采用纯水水洗可降低二氧化硅的硫酸根离子、铵盐溶液水洗其中铵根离子与钠离子相互交换增加水洗的速度，节约了水洗的用量，还可对二氧化硅粒子进行一定程度的扩孔，硫酸溶液水洗可一定程度降低硫酸与水玻璃中的铁元素及生产过程中的铁元素及其他杂离元素，保证了开口剂母粒的外观、颜色。
(4)本申请使用硅烷偶联剂A和B同时处理硅凝胶，其中硅烷偶联剂A可提高二氧化硅颗粒与有机聚合物的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，而硅烷偶联剂B可提升二氧化硅结构硬度，从而使二氧化硅在开口剂体系更好分散，两者协同进而达到较好的开口和分散效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和对比例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
在温度为30℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为1Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为200L/h、二氧化硅浓度为15wt％、模数为3.25的高纯水玻璃16L，和流速为50L/h硫酸、浓度为30wt％的硫酸溶液4L，加入时间为6min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为9.0、升温至95℃，再加入二氧化硅含量0.40wt％的KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)和二氧化硅含量0.10wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化3h，老化完成后加硫酸调节pH值为3，陈化1小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至60℃，抽进压滤板框进行水洗，按照60℃的纯水、50％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.05：1的溶液、60℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为5小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为2500转/分钟，乳化机速度为3000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准：
(1)孔隙率测试：全自动比表面积及孔隙度分析仪麦克：TriStar II 3020；
(2)平均粒径：激光粒度分析仪：马尔文3000；
(3)吸油值：挑刀法：1g二氧化硅吸收邻苯二甲酸二丁酯量；参照行标HG/T3072-2008；
(4)铁含量测试：邻菲啰啉分光光度法；
(5)电导率测试：雷磁DDS-11A；
(6)堆积密度测试：堆密度是指粉体质量除以该粉体所占容器的体积V求得的密度，亦称堆积密度密度；
七个平行产品物化性质如表1所示。
表1
实施例2
在温度为40℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为0.5Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为230L/h、二氧化硅浓度为10wt％、模数为3.25的高纯水玻璃18L，和流速为50L/h硫酸、浓度为30wt％的硫酸溶液5L，加入时间为5min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为10.0、升温至80℃，再加入二氧化硅含量0.64wt％的KH550(γ-缩水甘油醚氧丙基)和二氧化硅含量0.16wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化2h，老化完成后加硫酸调节pH值为4，陈化0.5小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至70℃，抽进压滤板框进行水洗，按照60℃的纯水、50％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.05：1的溶液、60℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为5小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为2500转/分钟，乳化机速度为5000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表2所示。
表2
实施例3
在温度为20℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为1Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为180L/h、二氧化硅浓度为20wt％、模数为3.25的高纯水玻璃14L，和流速为30L/h硫酸、浓度为30wt％的硫酸溶液3L，加入时间为8min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为8.0、升温至95℃，再加入加入二氧化硅含量0.56wt％的KH560(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.14wt％的KH590(3-巯丙基三乙氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化5h，老化完成后加硫酸调节pH值为2，陈化1.5小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至50℃，抽进压滤板框进行水洗，按照80℃的纯水、30％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.10：1的溶液、80℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为3小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为1500转/分钟，乳化机速度为5000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表3所示。
表3
实施例4
在温度为25℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为0.9Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为200L/h、二氧化硅浓度为15wt％、模数为3.20的高纯水玻璃16L，和流速为40L/h硫酸、浓度为40wt％的硫酸溶液4L，加入时间为5min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为9.5、升温至90℃，再加入加入二氧化硅含量0.48wt％的KH530(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.12wt％的KH590(3-巯丙基三乙氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化3h，老化完成后加硫酸调节pH值为4，陈化1.0小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至70℃，抽进压滤板框进行水洗，按照70℃的纯水、60％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.08：1的溶液、70℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为4小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为2000转/分钟，乳化机速度为3000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表4所示。
表4
实施例5
在温度为29℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为0.7Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为190L/h、二氧化硅浓度为18wt％、模数为3.30的高纯水玻璃15L，和流速为45L/h硫酸、浓度为40wt％的硫酸溶液3.8L，加入时间为6min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为9.5、升温至95℃，再加入加入二氧化硅含量0.64wt％的KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.16wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化5h，老化完成后加硫酸调节pH值为3，陈化1.0小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至60℃，抽进压滤板框进行水洗，按照50℃的纯水、30％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.05：1的溶液、50℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为5小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为2000转/分钟，乳化机速度为5000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表5所示。
表5
实施例6
在温度为30℃条件下，水玻璃和硫酸泵流量管的压力为0.8Mpa，向50L搅拌反应容釜中同时注入流速为210L/h、二氧化硅浓度为15wt％、模数为3.40的高纯水玻璃15L，和流速为40L/h硫酸、浓度为30wt％的硫酸溶液5L，加入时间为7min，形成硅溶胶，形成硅溶胶后加烧碱调节至pH为9.0、升温至90℃，再加入加入二氧化硅含量0.40wt％的KH520(γ-缩水甘油醚氧丙基)和加入二氧化硅含量0.10wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，并在该条件下搅拌老化4h，老化完成后加硫酸调节pH值为4，陈化1.0小时，形成硅凝胶，凝胶完成后冷却温度至65℃，抽进压滤板框进行水洗，按照55℃的纯水、60％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水为0.10：1的溶液、55℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1，水洗时间为5小时，水洗至电导率50us/cm以下，洗涤完成后，用分散机和乳化机同时分散45分钟，分散机转速为2500转/分钟，乳化机速度为4000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3.00～5.00um的产品。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表6所示。
表6
对比例1
与实施例1相比区别在于，不采用高纯水玻璃，而采用普通水玻璃，普通水玻璃水玻璃元素分析Fe元素含量等于35ppm、Al元素含量等于5.3ppm、Ca元素含量等于4.7ppm、Mg元素含量等于4.9ppm、固体水玻璃溶解度等于95.5％，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表7所示。
表7
对比例2
与实施例1相比区别在于，不采用带增压的水玻璃和硫酸流量计，而采用普通的流量管替代，其中水玻璃流速为200L/h，硫酸流速为50L/h，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表8所示。
表8
对比例3
与实施例1相比区别在于，用80℃的纯水替代实施例1中的60℃的纯水、50％的硫酸溶液、碳酸氢铵：水的重量比为0.05：1的溶液、60℃的纯水洗涤硅凝胶，洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1的步骤，直接对硅凝胶洗涤5h，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表9所示。
表9
对比例4
与实施例1相比区别在于，加入二氧化硅含量0.50wt％的KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)不加KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表10所示。
表10
对比例5
与实施例1相比区别在于，加入二氧化硅含量0.50wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，而不加入KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表11所示。
表11
对比例6
与实施例1相比区别在于，加入二氧化硅含量0.40wt％的KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.10wt％的A171(乙烯基三甲氧基硅烷)，代替加入二氧化硅含量0.40wt％的KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.10wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表12所示。
表12
对比例7
与实施例1相比区别在于，加入二氧化硅含量0.40wt％的A171(乙烯基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.10wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，代替加入二氧化硅含量0.40wt％的KH540(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)和加入二氧化硅含量0.10wt％的KH580(3-巯丙基三甲氧基硅烷)，其他操作与实施例1相同。
对产品物化性质测试方法与标准同实施例1，七个平行产品物化性质如表13所示。
表13
结果分析
从上述本发明6个实施例的检测数据可以看出，按照本发明技术方案生产的产品物理指标基本接近，说明该技术方案生产稳定。
通过对比例1可以看出通过采用普通水玻璃生产替代高纯水玻璃生产的产品的吸油量、孔隙率明显降低，而堆积密度、电导率、铁含量明显增加，粒径变化不大，主要由于普通水玻璃杂元素增加使二氧化硅原级粒子与杂元素发生螯合反应使得二氧化硅硅溶胶网状结构程度降低，从而导致吸油值、孔隙率降低。
另外对比例2通过采用常规普通的流量管替代带增压的水玻璃和硫酸流量计，产品的吸油量、孔隙率会明显降低，而堆积密度、电导率、铁含量会明显增加，主要是因为高压对流加速了二氧化硅原级粒子的快速形成，从而使得二氧化硅网状结构的快速形成，二氧化硅的网络结构的丰富度也随之增长，从而提升二氧化硅的孔隙率。
对比例3直接采用普通纯水替代硫酸溶液、碳酸氢铵溶液及三种溶液水洗硅凝胶，产品的吸油量、孔隙率明显降低，而堆积密度、电导率、铁含量明显增加，硫酸溶液可降低铁元素的含量，主要原因硫酸溶液可一定程度与铁元素发生反应，使得二氧化硅结构中的铁元素含量降低；铵根离子可一定程度的扩孔和提高水洗效率，主要原因铵根离子可和氢离子发生离子交换，从而使得二氧化硅的孔隙率更丰富、更大，从而使得碳酸氢铵进行扩孔，而铵根离子与氢离子进行交换可一定程度提高水洗效率。
对比例4和5直接采用一种硅烷偶联剂A或B合成的产品吸油量、孔隙率会明显降低，而堆积密度、电导率、铁含量变化不大，但还是无法达到两种硅烷偶联剂共用的应用效果，主要由于硅烷偶联剂A型(γ硅烷偶联剂等)和B型(3-巯硅烷偶联剂)都可以与二氧化硅硅羟基反应，A型偶联剂可提高二氧化硅颗粒与有机聚合物的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，而硅烷偶联剂B可提升二氧化硅结构硬度，从而使二氧化硅在开口剂体系更好分散，两者结合协作从而使产品的吸油量、孔隙率更大，更好的应用于塑料薄膜开口剂。通过对比例6和对比例7更好证明了本发明中硅烷偶联剂A和B共同使用具有协作增效作用，而对比例6和对比例7选择另一种硅烷偶联剂A-171(乙烯基三乙氧基硅烷)、A-172(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)偶联剂其中一种，代替硅烷偶联剂A型(γ硅烷偶联剂等)或B型(3-巯硅烷偶联剂)合成的开口剂的吸油量和孔体积均无法达到预期，可见偶联剂A和B的组合使用需要通过筛选，科学合理的搭配才能达到本发明的技术效果。
应用性能测试
利用本发明制备的三个二氧化硅溶胶凝胶实施例产品1-5、3-5、5-5及对比例1-5、3-5、5-5与富士SY340、格雷斯E300作塑料薄膜开口剂性能应用对比，将聚对苯二甲酸乙二醇酯：二氧化硅开口剂：分散剂(乙二醇)：抗氧剂(市售抗氧剂1010)：抗静电剂(鼎海塑胶化工有限公司销售)按照按93.5：0.5：3：2：1的比例通过熔融混合形成开口母粒，再通过双螺旋挤出机熔融混合再通过纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理得到聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，并进行了薄膜应用性能检测，理化指标及应用测试结果数据如表14所示。
表14
从实施例1-5、3-5、5-5三个样品、对比例1-5、3-5、5-5三个样品、与富士SY340、格雷斯E300开口剂产品进行对比，本发明方法合成的开口剂与国外开口剂的理化指标和应用性能接近，甚至更优，具有很好的透明度、较低的雾度及很好的透明度，开口性能与开口剂产品接近。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明技术方案的所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将水玻璃溶液和硫酸通过增压对流的方式形成硅溶胶；
S2、将步骤S1所得硅溶胶加热，调节pH呈碱性，然后加入硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B进行改性，经老化后，调节pH呈酸性，再经陈化，形成二氧化硅凝胶；
S3、对步骤S2所得二氧化硅凝胶进行洗涤，洗涤后分散均匀；
S4、对步骤S3分散完成的浆料进行干燥、粉碎，即得；
所述硅烷偶联剂A为γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种，所述硅烷偶联剂B为3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷中的其中一种。
2.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述水玻璃溶液的二氧化硅模数为3.20-3.40，浓度为10wt％～20wt％，所述硫酸浓度为30wt％～50wt％。
3.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述水玻璃溶液中Fe元素含量≤15ppm、Al元素含量≤1ppm、Ca元素含量≤1ppm、Mg元素含量≤1ppm、固体水玻璃溶解度≥99.5％。
4.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述增压后水玻璃和硫酸的流量管道压力保持在0.5Mpa～1Mpa，水玻璃溶液流速为180L/h～230L/h，硫酸的流速为30L/h～50L/h。
5.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S2所述硅烷偶联剂总加入量为干基料的0.50wt％～0.80wt％，其中，硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为4:1。
6.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S3所述洗涤是指分别采用纯水、硫酸溶液、铵盐水溶液、纯水按照洗涤顺序时间间隔分别为1:5:3:1进行洗涤，直至二氧化硅凝胶的电导率为50us/cm以下。
7.根据权利要求6所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，所述纯水的电导率低于5us/cm，温度为50℃～80℃，硫酸溶液浓度为30％～60％，铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵及碳酸氢铵的一种，铵盐水溶液中铵盐与水的重量比为0.05～0.10：1。
8.根据权利要求1所述的一种溶胶凝胶法薄膜开口剂的制备方法，其特征在于，步骤S3所述分散是在分散机和乳化机共同作用下，分散机的转度为1500～2500转/分钟，乳化机的转度为3000～5000转/分钟，共同作用时间为30分钟～60分钟。
9.一种溶胶凝胶法薄膜开口剂，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述方法制备得到，所述薄膜开口剂粒径为3.00～5.00μm。
10.权利要求9所述的薄膜开口剂在提高制备聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜性能中的应用。
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