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ABC結構聚合物膜、包括該膜的層壓板、管及其應用的制作方法

文檔序號:11567076閱讀:486來源:國知局
ABC結構聚合物膜、包括該膜的層壓板、管及其應用的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種abc結構聚合物膜、包括該膜的層壓板、管及其應用,具體的說是高透明、高強度、高韌性的層壓板和管,屬于復合材料領域。



背景技術:

雙向拉伸聚丙烯(bopp)薄膜,具有質(zhì)輕、透明性、機械強度高、無毒、防潮、透氣性低、剛性等諸多優(yōu)異特性,在包裝材料(用于食品、醫(yī)藥、日用輕工、香煙等大量產(chǎn)品的包裝)等領域具有廣泛的應用。bopp薄膜的一種用途是貼合于紙張表面,如書本,包裝紙盒等,起防潮和增加表面光澤度的作用。

現(xiàn)有的bopp薄膜一般為3-5層的共擠出結構,分步拉伸生產(chǎn)工藝主要由以下工序組成:配料混料、擠出機擠出、通過t型模頭擠出厚片、厚片急冷、厚片通過加熱輥預熱、厚片縱向拉伸、熱定型、再預熱、橫向拉伸、熱定型、冷卻、電暈處理、收卷、分切和入庫。cn101160209a(王子制紙株式會社)中公開了一種雙向拉伸層壓聚丙烯薄膜,其在由丙烯系聚合物中添加無機化合物粉末而成的丙烯系聚合物組合物得到的雙向拉伸聚丙烯薄膜基材層的兩面,附著含有丙烯系聚合物的表面層及背面層,所述基材層中的丙烯系聚合物與表/背面層中的丙烯系聚合物可以相同或不同。其通過在基材層中添加無機化合物粉末,得到均勻隱蔽力和白色度優(yōu)良的、幾乎沒有表面凹凸的優(yōu)選厚度為25-55μm的薄膜。所述薄膜通過以下方法得到:將形成基材層的丙烯系聚合物通過其本身公知的方法共擠出成型而得到多層片材,采用同時雙向拉伸法或順次雙向拉伸法等雙向拉伸薄膜成型方法拉伸至面倍率(縱向×橫向)45~65倍而得到。以采用順次雙向拉伸法為例,可通過在縱向70~140℃的溫度下以4.5~7.5倍的范圍拉伸后,然后在橫向120~190℃的溫度范圍下在7~12倍的范圍拉伸至面倍率(縱向×橫向)45~65倍后,在110~180℃的溫度范圍熱固定而得到。

除了bopp薄膜外,工業(yè)界采用類似的工藝也可以加工雙向拉伸聚酯(bopet)薄膜和雙向拉伸聚酰胺(bopa)薄膜。

一般的,雙向拉伸薄膜為單層結構,由一種聚合物樹脂組成。偶爾也會有多層共擠雙向拉伸薄膜,如兩層共擠bopp,其中一層為均聚聚丙烯,一層為三元共聚聚丙烯,其中三元 共聚聚丙烯提供薄膜熱封性能。

但現(xiàn)有的雙向拉伸薄膜的透明度、強度和韌性等還不能滿足實際應用的需求,有待開發(fā)性能更佳優(yōu)異的薄膜產(chǎn)品。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種abc結構聚合物膜及其制備方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種含有上述聚合物膜的層壓板及其制備方法,所述層壓板具有高剛性、高透明性、高強度、高韌性等性能。

本發(fā)明的再一個目的是提供一種含有上述聚合物膜的管及其制備方法,所述管具有高透明、高韌性、高耐壓等性能。

本發(fā)明的再一個目的是提供上述聚合物膜、層壓板和管的用途。

本發(fā)明的再一個目的是提供包括上述聚合物膜、層壓板或管的制品。

本發(fā)明提供一種聚合物膜,記為abc膜,其包括三層,分別為a層、b層和c層,b層介于a層和c層之間;所述abc膜的厚度在2μm-150μm之間;所述a層、b層、c層的聚合物種類相同或不同,彼此獨立地選自下述聚合物:聚烯烴、聚酯、聚酰胺等;所述a層聚合物的熔點tm1、b層聚合物的熔點tm2和c層聚合物的熔點tm3滿足下述關系式:

tm2>tm1(1)和

tm2>tm3(2)。

即b層聚合物的熔點tm2大于a層聚合物熔點tm1和c層聚合物的熔點tm3。

進一步地,所述tm1、tm2滿足下述關系式:

tm2≥tm1+10(1’);或者

tm2≥tm1+20(1”);或者

tm2≥tm1+30(1”’)。

更進一步地,所述tm2和tm3滿足下述關系式:

tm2≥tm3+10(2’);或者

tm2≥tm3+20(2”);或者

tm2≥tm3+30(2”’)。

優(yōu)選地,所述tm1、tm2和tm3滿足下述關系式:

tm2≥tm1+10(1’)和

tm2≥tm3+10(2’)。

更優(yōu)選地,所述tm1、tm2和tm3滿足下述關系式:

tm2≥tm1+20(1”)和

tm2≥tm3+20(2”)。

還更優(yōu)選地,所述tm1、tm2和tm3滿足下述關系式:

tm2≥tm1+30(1”’)和

tm2≥tm3+30(2”’)。

更進一步地,所述tm1的范圍介于30-300℃之間;所述tm2的范圍介于60-300℃之間;所述tm3的范圍介于30-300℃之間。

更進一步地,所述聚烯烴選自c2-20的α-烯烴的均聚物或共聚物,特別的選自聚乙烯;聚丙烯;聚丁烯-1;乙烯共聚物,其共聚單體為丙烯、丁烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種;丙烯共聚物,其共聚單體為乙烯、丁烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種;或者,丁烯共聚物,其共聚單體為乙烯、丙烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種。

更進一步地,所述聚酯為二元酸和二元醇的縮合物,或者內(nèi)酯的開環(huán)聚合物。所述聚酯通過均聚或共聚獲得。對于均聚聚酯,只含有一種二元酸和一種二元醇,或者只含有一種內(nèi)酯;對于共聚聚酯,含有至少兩種二元酸或兩種二元醇,或者兩種內(nèi)酯。優(yōu)選地,所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或其共混物。

更進一步地,所述聚酰胺為二元酸和二元胺的縮合物,或者內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合物。所述聚酰胺通過均聚或共聚獲得。對于均聚聚酰胺,只含有一種二元酸和一種二元胺,或者只含有一種內(nèi)酰胺;對于共聚聚酰胺,含有至少兩種二元酸或兩種二元胺,或者兩種內(nèi)酰胺。優(yōu)選地,所述聚酰胺(pa)選自pa6,pa66,pa45,pa56,pa10,pa1010,pa11或pa12;或者多種二胺、二酸的共聚縮合物,如己二酸、十二烷基二酸、己二胺和十二烷基二胺的共縮聚聚合物。

更進一步地,所述a層、b層和c層的聚合物種類相同。

更進一步地,所述聚合物是不拉伸的,能夠單向拉伸的或能夠雙向拉伸加工的聚合物。優(yōu)選為能夠單向拉伸或雙向拉伸加工的聚合物。

更進一步地,所述abc膜是不拉伸的、單向拉伸的或雙向拉伸的。

更進一步地,所述雙向拉伸包括如下方式中的一種:

(1)橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率不同;

(2)橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近。

更進一步地,若是單向拉伸,其橫向拉伸倍率或縱向拉伸倍率為1.1-10倍,優(yōu)選3-9。若是雙向拉伸,對于方式(1),橫向拉伸倍率為1.1-10倍,優(yōu)選3-9;縱向拉伸倍率為1.1-10倍,優(yōu)選3-9;且橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率不同。對于方式(2),所述橫向拉伸倍率和縱向拉伸倍率為1.1-10,優(yōu)選3-9;且橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近。

本發(fā)明所述的聚合物各層可以單獨進行拉伸,或者同時進行拉伸。

本發(fā)明還提供一種層壓板,記為層壓板l1,其通過至少一層上述abc膜依次疊合后熱壓制得。

進一步地,所述各個abc膜彼此獨立地是不拉伸的、單向拉伸的或雙向拉伸的。

進一步地,所述層壓板l1通過至少2層的abc膜依次疊合后熱壓制得。

更進一步地,所述層壓板l1通過2-2000層(例如2-100層,或者5-50層,或者10-20層)上述abc膜依次疊合后熱壓制得。

更進一步地,所述熱壓溫度約等于所述tm1,tm3中的最大值。該溫度為c層和/或a層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身或者a層與c層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

更進一步地,a層和b層,b層和c層之間具有一定的粘結性,即薄膜層間的剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層或c層不能與b層發(fā)生顯著的剝離。當層壓板l1中abc膜的層數(shù)多于2層時,a層和c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層和c層不發(fā)生顯著的剝離。

更進一步地,所述層壓板l1的厚度介于100μm~200mm之間,優(yōu)選介于2mm~50mm之間。

本發(fā)明還提供一種層壓板,記為層壓板l2,其通過de膜和至少一層上述abc膜依次疊合后熱壓制得,所述de膜具有d層和e層;其中,所述de膜位于所述層壓板l2的最外側,其中e層位于d層外側,即d層和a層或者c層相連。

優(yōu)選地,所述de膜的厚度介于2μm-100μm之間。

優(yōu)選地,所述d層、e層的聚合物種類相同或不同,彼此獨立地選自下述可以雙向拉伸加工的聚合物:聚烯烴、聚酯、聚酰胺等;所述d層聚合物的熔點tm4和e層聚合物的熔點 tm5滿足下述關系式:

tm5>tm4(3);

其中,所述tm2大于等于tm5。

進一步地,所述tm4和tm5滿足下述關系式:

tm5≥tm4+10(3’)。

進一步地,所述tm4和tm5滿足下述關系式:

tm5≥tm4+20(3”)。

進一步地,所述tm4和tm5滿足下述關系式:

tm5≥tm4+30(3”’)。

進一步地,所述d層和e層中的聚烯烴、聚酯、聚酰胺的優(yōu)選范圍同前。

進一步地,所述層壓板l2通過de膜和至少2層上述abc膜依次疊合后熱壓制得。

更進一步地,所述層壓板l2通過de膜和2-2000層(例如2-100層,或者5-50層,或者10-20層)上述abc膜依次疊合后熱壓制得。

進一步地,所述de膜、各個abc膜彼此獨立地是不拉伸的、單向拉伸的或雙向拉伸的。

更進一步地,所述熱壓時溫度約等于所述tm1,tm3,tm4中的最大值。該溫度為c層和/或a層和/或d層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身、d層自身、a層與c層之間、a層與d層之間或者c層與d層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

更進一步地,a層和b層,b層和c層之間具有一定的粘結性,即薄膜層間的剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層或c層不能與b層發(fā)生顯著的剝離。當層壓板l2中abc膜的層數(shù)多于2層時,a層和c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層和c層發(fā)生顯著的剝離。d層與a層或c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住e層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,d層和c層或a層不發(fā)生顯著的剝離。

更進一步地,所述層壓板l2的厚度介于100μm~20mm之間,優(yōu)選介于2mm~15mm之間。

本發(fā)明還提供一種層壓板,記為層壓板l3,其通過de膜、至少一層上述abc膜和fg 膜依次疊合后熱壓制得,所述de膜包括d層和e層,所述fg膜包括f層和g層;其中,所述de膜、fg膜分別位于所述層壓板l3的最外側;所述e層和g層分別在所述層壓板l3的最外側。

優(yōu)選地,所述de膜、fg膜的厚度分別介于2μm-100μm之間。

優(yōu)選地,所述d層、e層、f層、g層的聚合物種類相同或不同,彼此獨立地選自下述可以雙向拉伸加工的聚合物:聚烯烴、聚酯、聚酰胺等;所述d層聚合物的熔點tm4、e層聚合物的熔點tm5、f層聚合物的熔點tm6、g層聚合物的熔點tm7滿足下述關系式:

tm5>tm4(3)和

tm7>tm6(4);

其中,所述tm2大于等于tm5且tm2大于等于tm7。

進一步地,所述tm4、tm5滿足下述關系式:

tm5≥tm4+10(3’);或

tm5≥tm4+20(3”);或

tm5≥tm4+30(3”’)。

進一步地,所述tm6、tm7滿足下述關系式:

tm7>tm6+10(4’);或

tm7>tm6+20(4”);或

tm7>tm6+30(4”’)。

更進一步地,所述tm4、tm5、tm6、tm7滿足下述關系式:

tm5≥tm4+10(3’)和

tm7>tm6+10(4’)。

進一步地,所述tm4、tm5、tm6、tm7滿足下述關系式:

tm5≥tm4+20(3”)和

tm7>tm6+20(4”)。

進一步地,所述tm4、tm5、tm6、tm7滿足下述關系式:

tm5≥tm4+30(3”’)和

tm7>tm6+30(4”’)。

進一步地,所述d層、e層、f層和g層中的聚烯烴、聚酯、聚酰胺的優(yōu)選范圍同前。

進一步地,所述de膜、各個abc膜和fg膜彼此獨立地是不拉伸的、單向拉伸的或雙向拉伸的。

進一步地,所述層壓板l3通過de膜、至少2層上述abc膜和fg膜依次疊合后熱壓制得。

更進一步地,所述層壓板l3通過de膜、2-2000層(例如2-100層,或者5-50層,或者10-20層)上述abc膜和fg膜依次疊合后熱壓制得。

更進一步地,所述熱壓時溫度約等于所述tm1,tm3,tm4,tm6中的最大值。該溫度為c層和/或a層和/或d層和/或f層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身、d層自身、f層自身、a層與c層之間、a層與d層之間、c層與d層之間、a層與f層之間或者c層與f層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

更進一步地,a層和b層,b層和c層之間具有一定的粘結性,即薄膜層間的剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層或c層不能與b層發(fā)生顯著的剝離。當層壓板l3中abc膜的層數(shù)多于2層時,a層和c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住a層或c層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,a層和c層發(fā)生顯著的剝離。d層與a層或c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住e層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,d層和c層或a層不發(fā)生顯著的剝離。f層與a層或c層之間具有一定的粘結性,即剝離強度滿足以下條件:使用普通聚丙烯透明膠帶粘住e層,長度為5厘米,快速撕開聚丙烯透明膠帶,f層和c層或a層不發(fā)生顯著的剝離。

更進一步地,所述層壓板l3的厚度介于100μm~20mm之間,優(yōu)選介于2mm~15mm之間。

更進一步地,在上述層壓板l1、l2和l3中,至少為2層上述abc膜疊合時,各abc膜層之間采用交叉方式層疊或者不交叉方式層疊。

本發(fā)明還提供一種管材,其通過上述abc膜在圓柱形模具上連續(xù)纏繞后通過熱壓制得。

進一步地,所述abc膜在模具上連續(xù)纏繞時,每兩abc膜層之間可以平行,也可以成一定角度纏繞。

更進一步地,所述管材中具有2-2000層的abc膜。例如2-100層,或者5-50層,或者10-20層。

更進一步地,所述熱壓溫度約等于所述tm1,tm3中的最大值。該溫度為c層和/或a層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身或者a層與c層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

更進一步地,所述管材的管壁厚度介于100μm~50mm之間,優(yōu)選介于2mm~35mm之間。

進一步地,所述abc膜是不拉伸的、單向拉伸的或雙向拉伸的。優(yōu)選地,所述abc膜是雙向拉伸的;更優(yōu)選地,所述abc膜是雙向拉伸的,且其橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近。

本發(fā)明還提供上述聚合物膜的制備方法,其包括以下步驟:

(s1)通過多層共擠,制備出聚合物片材,依次層疊的是a層、b層和c層;

(s2)將步驟s1的片材在一定溫度環(huán)境下進行單向拉伸、雙向拉伸或者不進行拉伸加工出本發(fā)明的聚合物膜,即abc膜。

進一步的,所述雙向拉伸是同步雙向拉伸或者是分步雙向拉伸。

更進一步的,所述雙向拉伸的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近或不同。

本發(fā)明還提供上述層壓板l1的制備方法,其包括如下步驟:制備abc膜;將至少一層所述的abc膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l1。

進一步的,所述熱壓溫度約等于所述tm1,tm3中的最大值。該溫度為c層和/或a層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身或者a層與c層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

進一步地,abc膜按照上述聚合物膜的方法制備得到。

本發(fā)明還提供上述層壓板l2的制備方法,其包括如下步驟:制備de膜;制備abc膜;將所述de膜和至少一層所述的abc膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l2,其中,所述e層位于層壓板l2的最外側;或者,包括如下步驟:

制備edabc復合膜,所述e層位于edabc復合膜的最外側;將所述edabc復合膜熱壓,制得所述層壓板l2,所述e層位于所述層壓板l2的最外側。

制備edabc復合膜,所述e層位于edabc復合膜的最外側;制備abc膜;將所述edabc復合膜和至少一層所述的abc膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l2,所述e層位于所述層壓板l2的最外側。

進一步地,所述制備de膜、abc膜或edabc復合膜的步驟具體為:(s1’)通過多 層共擠,制備出聚合物片材,de膜中依次層疊的是d層和e層,abc膜中依次層疊的是a層、b層和c層,edabc復合膜中依次層疊的是e層、d層、a層、b層和c層;

(s2’)將步驟s1’的片材在一定溫度環(huán)境下進行單向拉伸、雙向拉伸或者不進行拉伸加工出所述的de膜、abc膜或edabc復合膜。

進一步地,所述熱壓時溫度約等于所述tm1,tm3,tm4中的最大值。該溫度為c層和/或a層和/或d層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身、d層自身、a層與c層之間、a層與d層之間或者c層與d層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

本發(fā)明還提供上述層壓板l3的制備方法,其包括如下步驟:制備de膜;制備abc膜;制備fg膜;將所述de膜、至少一層所述的abc膜和所述的fg膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l3,其中,e層和g層分別位于所述層壓板l3的最外側;或者,包括如下步驟:

制備edabc復合膜,所述e層位于所述復合膜的最外側;制備fg膜;將所述edabc復合膜與所述fg膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l3,所述e層和g層分別位于所述層壓板l3的最外側;或者,包括如下步驟:

制備edabc復合膜,所述e層位于所述復合膜的最外側;制備abc膜;制備fg膜;將所述edabc復合膜、至少一層所述的abc膜和所述的fg膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l3,所述e層和g層分別位于所述層壓板l3的最外側;或者,包括如下步驟:

制備edabcfg復合膜,所述e層和g層分別位于所述復合膜的最外側;將所述deabcfg復合膜熱壓,制得所述層壓板l3;或者,包括如下步驟:

制備edabc復合膜,所述e層位于所述復合膜的最外側;制備abcfg復合膜,所述g層位于所述復合膜的最外側;然后,將所述edabc復合膜與所述abcfg膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l3,所述e層和g層分別位于所述復合膜的最外側;或者,包括以下步驟:

制備edabc復合膜,所述e層位于所述復合膜的最外側;制備abc膜;制備abcfg復合膜,所述g層位于所述復合膜的最外側;然后,將所述edabc復合膜、至少一層所述的abc膜和所述的abcfg膜依次疊合后熱壓,制得所述層壓板l3,所述e層和g層分別位于所述復合膜的最外側。

進一步地,所述制備de膜、abc膜、fg膜、edabc復合膜、edabcfg復合膜或 abcfg復合膜的步驟具體為:

(s1’)通過多層共擠,制備出聚合物片材,de膜中依次層疊的是d層和e層,abc膜中依次層疊的是a層、b層和c層,fg膜中依次層疊的是f層和g層,edabc復合膜中依次層疊的是e層、d層、a層、b層和c層,edabcfg復合膜中依次層疊的是e層、d層、a層、b層、c層、f層和g層,abcfg復合膜中依次層疊的是a層、b層、c層、f層和g層;

(s2’)將步驟s1’的片材在一定溫度環(huán)境下進行單向拉伸、雙向拉伸或者不進行拉伸加工出所述的de膜、abc膜、fg膜、edabc復合膜、edabcfg復合膜或abcfg復合膜。

進一步地,所述熱壓時溫度約等于所述tm1,tm3,tm4,tm6中的最大值。該溫度為c層和/或a層和/或d層和/或f層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身、d層自身、f層自身、a層與c層之間、a層與d層之間、c層與d層之間、a層與f層之間或者c層與f層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

本發(fā)明還提供上述管的制備方法,其包括如下步驟:將上述的abc膜在圓柱形模具上連續(xù)纏繞后通過熱壓制得。

進一步地,所述abc膜在模具上連續(xù)纏繞時,每兩層之間可以平行,也可以成一定角度纏繞。

更進一步地,所述管材中具有2-2000層(例如2-100層,或者5-50層,或者10-20層)的abc膜。

更進一步地,所述熱壓溫度約等于所述tm1,tm3中的最大值。該溫度為c層和/或a層的聚合物的起始融化溫度,即在熱壓壓力條件下,a層自身、c層自身或者a層與c層之間可以熱封。熱壓的壓力為0.5mpa~30mpa,例如為1mpa~20mpa。

本發(fā)明還提供上述聚合物膜、層壓板或管的用途,其用于托盤、箱體、建筑、交通工具等領域,用于作為受力部件或者裝飾部件。

本發(fā)明還提供一種制品,其由本發(fā)明的層壓板制備得到。具體而言,其是將本發(fā)明的層壓板,經(jīng)過進一步加工,如吸塑工藝,制備成容器或其他部件,如冰箱面板、容器、汽車保險杠或汽車內(nèi)外飾件等。

本發(fā)明的有益效果是:

1、本發(fā)明的層壓板的拉伸強度高,透明度高,剛性大,韌性好,特別適用于托盤、箱體、建筑、交通工具等領域,用于作為受力部件或者裝飾部件(如冰箱面板、容器、汽車保險杠或汽車內(nèi)外飾件等)。

2、本發(fā)明的管的透明度高、韌性高且耐壓性能極好,適合于建筑、交通工具等領域。

附圖說明:

圖1本發(fā)明的聚合物膜的結構示意圖

圖2本發(fā)明的一種層壓板的結構示意圖

圖3本發(fā)明的另一種層壓板的結構示意圖

圖4本發(fā)明的再一種層壓板的結構示意圖

1a層;2b層;3c層;4d層;5e層;6f層;7g層。

具體實施方式

[術語定義和解釋]

本發(fā)明的溫度若沒有特殊限定,均是攝氏度(℃)。

本發(fā)明中所述“接近”是指橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率的差在±0.1的范圍內(nèi)。以橫向拉伸倍率是9為例,縱向拉伸倍率與其接近是指:縱向拉伸倍率在8.9-9.1之間,如8.9或9.1。

本發(fā)明中的“交叉方式層疊”和“不交叉方式層疊”是指下述的具體情況:

在上述層壓板l1、l2和l3中,abc膜的層數(shù)至少為2層時,優(yōu)選采用如下方式中的一種:

(m1)奇數(shù)層的abc膜是雙向拉伸的,偶數(shù)層的abc膜是不拉伸的,那么,

(m11)奇數(shù)層的abc膜的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,則各層直接層疊即可;或者,

(m12)奇數(shù)層的abc膜的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率不同,則兩兩相鄰的奇數(shù)層的abc膜的拉伸比成反比,即以交叉方式層疊。

(m2)偶數(shù)層的abc膜是雙向拉伸的,奇數(shù)層的abc膜是不拉伸的,那么,

(m21)偶數(shù)層的abc膜的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,則各層直接層疊即可;或者,

(m22)偶數(shù)層的abc膜的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率不同,則兩兩相鄰的偶數(shù)層的 abc膜的拉伸比成反比,即以交叉方式層疊。

(m3)奇數(shù)層的abc膜是單向拉伸的,偶數(shù)層的abc膜是不拉伸的或者雙向拉伸的,那么,

(m31)相鄰兩個奇數(shù)層的拉伸方向相反,即一個是橫向拉伸的、另一個是縱向拉伸的(優(yōu)選的,所述一層的橫向拉伸倍率與另一層的縱向拉伸倍率相同或接近),即各層以交叉方式層疊;或者,

(m32)相鄰兩個奇數(shù)層的拉伸方向相同,即兩個都是橫向拉伸或者縱向拉伸的,即各層以不交叉方式層疊。

(m4)偶數(shù)層的abc膜是單向拉伸的,奇數(shù)層的abc膜是不拉伸的或者雙向拉伸的,那么,

(m41)相鄰兩個偶數(shù)層的拉伸方向相反,即一個是橫向拉伸的、另一個是縱向拉伸的(優(yōu)選的,所述一層的橫向拉伸倍率與另一層的縱向拉伸倍率相同或接近),即各層以交叉方式層疊;或者,

(m42)相鄰兩個偶數(shù)層的拉伸方向相同,即兩個都是橫向拉伸或者縱向拉伸的,即各層以不交叉方式層疊。

(m5)奇數(shù)層的abc膜是雙向拉伸的,偶數(shù)層的abc膜是雙向拉伸的,那么,

(m51)相鄰兩個奇數(shù)層的拉伸比成反比,各偶數(shù)層的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,即各層以交叉方式層疊;

(m52)相鄰兩個奇數(shù)層的拉伸比成反比,相鄰兩個偶數(shù)層的拉伸比成反比,即各層以交叉方式層疊;

(m53)各奇數(shù)層的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,相鄰兩個偶數(shù)層的拉伸比成反比,即各層以交叉方式層疊;

(m54)各奇數(shù)層的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,各偶數(shù)層的橫向拉伸倍率與縱向拉伸倍率相同或接近,則直接層疊即可。

上述對兩兩相鄰的奇數(shù)層或偶數(shù)層限定時,是指存在兩兩相鄰的奇數(shù)層或偶數(shù)層時。以2層為例,僅包括一個奇數(shù)層和一個偶數(shù)層;以3層為例,則僅包括兩個奇數(shù)層和一個偶數(shù)層,存在一個兩兩相鄰的奇數(shù)層;以4層為例,則僅包括兩個奇數(shù)層和兩個偶數(shù)層,存在一個兩兩相鄰的奇數(shù)層和一個兩兩相鄰的偶數(shù)層;以此類推。

[聚合物]

本發(fā)明的聚合物膜中的聚合物選自下述能夠單向拉伸或雙向拉伸加工的聚合物:聚烯烴、聚酯、聚酰胺等。

所述聚烯烴選自c2-20的α-烯烴的均聚物或共聚物,特別的選自聚乙烯;聚丙烯;聚丁烯-1;乙烯共聚物,其共聚單體為丙烯、丁烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種;丙烯共聚物,其共聚單體為乙烯、丁烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種;或者,丁烯共聚物,其共聚單體為乙烯、丙烯、戊烯、己烯或辛烯中的一種或多種。

更進一步地,所述聚酯為二元酸和二元醇的縮合物,或者內(nèi)酯的開環(huán)聚合物。對于均聚聚酯,只含有一種二元酸和一種二元醇,或者只含有一種內(nèi)酯;對于共聚聚酯,含有至少兩種二元酸或兩種二元醇,或者兩種內(nèi)酯。優(yōu)選地,所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯或其共混物。

更進一步地,所述聚酰胺為二元酸和二元胺的縮合物,或者內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合物。對于均聚聚酰胺,只含有一種二元酸和一種二元胺,或者只含有一種內(nèi)酰胺;對于共聚聚酰胺,含有至少兩種二元酸或兩種二元胺,或者兩種內(nèi)酰胺。優(yōu)選地,所述聚酰胺(pa)選自pa6,pa66,pa45,pa56,pa10,pa1010,pa11或pa12;或者多種二胺、二酸的共聚縮合物,如己二酸、十二烷基二酸、己二胺和十二烷基二胺的共縮聚聚合物。

上述聚合物的熔融指數(shù)為0.5-10g/10min,優(yōu)選1-8g/10min。

[聚合物膜的制備方法]

本發(fā)明提供所述聚合物膜(abc膜)、de膜、fg膜、edabc復合膜、edabcfg復合膜或abcfg復合膜的制備方法,其包括以下步驟:

(s1)通過多層共擠,制備出聚合物片材,依次層疊的是a層、b層和c層,或者依次層疊的是d層和e層,或者依次層疊的是f層和g層,或者依次層疊的是e層、d層、a層、b層和c層,或者依次層疊的是e層、d層、a層、b層、c層、f層和g層,或者依次層疊的是a層、b層、c層、f層和g層;

(s2)將步驟s1的片材在一定溫度環(huán)境下進行單向拉伸、雙向拉伸或者不進行拉伸加工出本發(fā)明的聚合物膜,即abc膜、de膜、fg膜、edabc復合膜、edabcfg復合膜或abcfg復合膜。

根據(jù)本發(fā)明,采用單向拉伸或雙向拉伸,即在拉伸機內(nèi),在一定的溫度和速度下,在一個方向(縱向或橫向)或在垂直的兩個方向(縱向、橫向)上進行拉伸而制成薄膜。所謂縱向是指沿著薄膜擠出加工的方向,所謂橫向是指垂直薄膜擠出加工的方向。縱橫向拉伸比是 指縱向拉伸倍率與橫向拉伸倍率的比值。

對于雙向拉伸,可以采用分步順次雙向拉伸法,亦可采用同步拉伸法。

所述拉伸方法包括平片法和管膜法。

1.平片法雙向拉伸

對于雙向拉伸,所述平片法的工藝過程包括同步拉伸過程,包括如下步驟:

配料→擠出→急冷→縱橫向同步拉伸→牽引及任選的表面處理→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

對于雙向拉伸,所述平片法的工藝過程還包括分步拉伸過程,包括如下步驟:

配料→擠出→急冷→縱向拉伸→橫向拉伸→牽引及任選的表面處理→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明,所述縱向拉伸包括預熱,微拉伸和定型。

根據(jù)本發(fā)明,所述橫向拉伸包括預熱,大拉伸,定型和冷卻。

根據(jù)本發(fā)明,所述急冷是指使用冷卻液進行冷卻,優(yōu)選冷卻液為冷卻水。所述急冷的作用是為了使結晶細化,從而改善透明度以及挺度。

根據(jù)本發(fā)明,所述擠出包括單層擠出或多層共擠出。所述擠出采用熔融擠出。

根據(jù)本發(fā)明,所述配料包括根據(jù)配方的要求進行配料,可以通過電子計量。

(1.1)平片分步雙向拉伸

當所述平片法為平片分步雙向拉伸時,具體包括如下步驟:

(a)按配方的要求進行配料,加入單層或多層共擠的擠出機上方的料斗中,塑料通過擠出機機筒的外部加熱及螺桿旋轉(zhuǎn)剪切塑化后,進入單層或多層共擠復合的衣架式扁平模頭。出模頭后的片狀熔體通過風刀貼在急冷輥上,將片狀熔體急冷成厚片,然后隨著急冷輥的轉(zhuǎn)動,厚片進入水槽進行進一步的雙面冷卻。厚片的厚度可通過擠出機的擠出量和急冷輥的轉(zhuǎn)速來控制。其中,擠出機的控制溫度為150-260℃,優(yōu)選180-250℃;模頭溫度一般為190-240℃,急冷輥溫度為15-30℃,優(yōu)選20-25℃。

(b)厚片再進入縱橫向拉伸系統(tǒng)中的一定數(shù)量的預熱輥進行雙面預熱,預熱輥溫度一般控制在90-150℃,優(yōu)選100-120℃。達到規(guī)定的拉伸溫度(軟化點以上,熔點以下)后,通過拉伸輥進行縱向拉伸,拉伸溫度控制在90-150℃,優(yōu)選100-120℃,拉伸過程可以一步,也可以兩次拉伸或者三次拉伸??v向拉伸倍率根據(jù)a層和c層膜的要求進行設定。拉伸后的薄膜通過熱定型輥進行熱處理,所述定型溫度為100-140℃,優(yōu)選為110-120℃,以消除薄膜的內(nèi)應力,減少縱向的收縮率。

(c)縱向拉伸后的薄膜進入橫向拉伸系統(tǒng),首先進行預熱段預熱,預熱輥溫度一般控制在100-160℃,優(yōu)選110-140℃,更優(yōu)選115-130℃。達到規(guī)定的拉伸溫度(軟化點以上,熔點以下)后,接著通過擴輻的軌道進行橫向拉伸,拉伸機的控制溫度一般130-180℃,優(yōu)選140-160℃,然后進行熱定型處理,定型溫度為60-120℃,優(yōu)選70-110℃。橫向拉伸倍率根據(jù)a層和c層膜的要求進行設定。

(d)出橫向拉伸系統(tǒng)后的薄膜通過冷卻輥冷卻,然后是切邊,接著就是電暈處理,最后是進行收卷。

(e)離開設備后的大卷膜經(jīng)存放幾天的時效處理后,便可進行分切,制成規(guī)定寬度的a層和c層薄膜。

(1.2)平片同步雙向拉伸

當所述平片法為平片同步雙向拉伸時,平片同步拉伸制備方法與平片分步拉伸制備方法類似,不同之處只在于同步拉伸過程中縱向拉伸和橫向拉伸是同步進行的,也就是縱向拉伸與橫向拉伸在一個系統(tǒng)內(nèi)同步完成的,而分步拉伸中縱向拉伸和橫向拉伸不同步進行。因而具體的操作條件與分步拉伸類似。目前,世界上同步拉伸機有兩種形式,一種是機械式,一種是線性電機式。

2.管膜法雙向拉伸

對于雙向拉伸,所述管膜法的工藝過程包括同步拉伸過程,包括如下步驟:

配料→擠出(包括單層擠出或多層熔融擠出)→急冷→母膜→除水→烘爐遠紅外加熱→縱橫向同步拉伸→人字板壓扁→剖邊→熱處理→冷卻→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

對于雙向拉伸,所述管膜法的工藝過程還包括分步拉伸過程,包括如下步驟:

配料→擠出(包括單層擠出或多層熔融擠出)→急冷→母膜→除水→烘爐遠紅外加熱→縱向拉伸→橫向拉伸→人字板壓扁→剖邊→熱處理→冷卻→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明,所述急冷是指使用冷卻液進行冷卻,優(yōu)選冷卻液為冷卻水。所述急冷的作用是為了使結晶細化,從而改善透明度以及挺度。

(2.1)管膜同步雙向拉伸

當所述管膜法為同步雙向拉伸時,管膜法同步雙向拉伸制備方法與平片法同步雙向拉伸制備方法類似,其縱向拉伸和橫向拉伸也是同步進行的。不同之處在于,管膜法的模頭是圓形的,整個的薄膜形成都是以泡管的形式完成的。主要生產(chǎn)工藝參數(shù):擠出機溫度為180-240℃,模頭溫度為190-230℃,冷卻水溫度為11-18℃,烘爐溫度:330-450℃,拉伸溫度為140℃??v橫向拉伸倍數(shù)則根據(jù)各層膜的拉伸比的要求來進行。

(2.2)管膜分步雙向拉伸

當所述管膜法為分步雙向拉伸時,管膜法分步雙向拉伸制備方法與平片法分步雙向拉伸制備方法類似,其縱向拉伸和橫向拉伸也是同步進行的。不同之處在于,管膜法的模頭是圓形的,整個的薄膜形成都是以泡管的形式完成的。主要生產(chǎn)工藝參數(shù):擠出機溫度為180-240℃,模頭溫度為190-230℃,冷卻水溫度為11-18℃,烘爐溫度:330-450℃,拉伸溫度為140℃??v橫向拉伸倍數(shù)則根據(jù)各層膜的拉伸比的要求來進行。

3.平片法和管膜法單向拉伸

對于單向拉伸,所述平片法的工藝過程包括如下步驟:

配料→擠出→急冷→縱向或橫向拉伸→牽引及任選的表面處理→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

所述管膜法的工藝過程包括如下步驟:

配料→擠出(包括單層擠出或多層熔融擠出)→急冷→母膜→除水→烘爐遠紅外加熱→縱向或橫向拉伸→人字板壓扁→剖邊→熱處理→冷卻→收卷→時效處理→分切→產(chǎn)品。

具體的步驟與上述雙向拉伸法是類似的。

以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明,但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

實施例1:聚合物膜的制備

1.abc膜的制備

b層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

a層和c層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備abc膜1:通過多層共擠(依次是a層、b層和c層)制備出片材,再通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的abc膜記為abc膜1,其厚度為30μm,其中a層和c層的厚度分別為3μm。

制備abc膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的abc膜記為abc膜2,其厚度為15μm,其中a層和c層的厚度分別為3μm。

制備abc膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的abc膜記為abc膜3,其厚度為15μm,其中a層和c層的厚度分別為3μm。

2.de膜的制備

e層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

d層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備de膜1:通過多層共擠制備出片材,通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的de膜記為de膜1,其厚度為10μm,其中d層厚度為2μm。

制備de膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的de膜記為de膜2,其厚度為10μm,其中d層厚度為1.5μm。

制備de膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的de膜記為de膜3,其厚度為10μm,其中d層厚度為1.5μm。

3.fg膜的制備

g層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

f層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備fg膜1:通過多層共擠制備出片材,通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的fg膜記為fg膜1,其厚度為20μm,其中f層厚度為2μm。

制備fg膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的fg膜記為fg膜2,其厚度為20μm,其中f層厚度為1.5μm。

制備fg膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的fg膜記為fg膜3,其厚度為20μm,其中f層厚度為1.5μm。

4.edabc膜的制備

b層和e層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

a層、c層和d層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備edabc膜1:通過多層共擠制備出片材,通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其 中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的edabc膜記為edabc膜1,其厚度為34μm,其中a、c和d層厚度均為2μm,b和e層厚度相同。

制備edabc膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的edabc膜記為edabc膜2,其厚度為40μm,其中a、c和d層厚度均為2μm,b和e層厚度相同。

制備edabc膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的edabc膜記為edabc膜3,其厚度為40μm,其中a、c和d層厚度均為2μm,b和e層厚度相同。

5.abcfg膜的制備

b層和g層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

a層、c層和f層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備abcfg膜1:通過多層共擠制備出片材,通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的abcfg膜記為abcfg膜1,其厚度為25μm,其中a、c和f層厚度均為1μm,b和g層厚度相同。

制備abcfg膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的abcfg膜記為abcfg膜2,其厚度為20μm,其中a、c和f層厚度均為1μm,b和g層厚度相同。

制備abcfg膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的abcfg膜記為abcfg膜3,其厚度為20μm,其中a、c和f層厚度均為1μm,b和g層厚度相同。

6.edabcfg膜的制備

b層、g層和e層為丙烯均聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為163℃。

a層、c層、d層和f層為含有乙烯和丁烯的丙烯共聚物,熔融指數(shù)為2.8g/10min,其熔點(dsc測定)為134℃。

制備edabcfg膜1:通過多層共擠制備出片材,通過管膜法同步雙向拉伸工藝加工,其中橫向拉伸倍率為6倍,縱向拉伸倍率為6倍,制備的edabcfg膜記為edabcfg膜1,其厚度為50μm,其中a層、c層、d層和f層厚度均為1.5μm,b層、g層和e層厚度相同。

制備edabcfg膜2:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行橫向 拉伸,橫向拉伸倍率為6倍,制備的edabcfg膜記為edabcfg膜2,其厚度為45μm,其中a層、c層、d層和f層厚度均為1.5μm,b層、g層和e層厚度相同。

制備edabcfg膜3:通過多層共擠制備出片材,再通過單向拉伸工藝加工,進行縱向拉伸,縱向拉伸倍率為6倍,制備的edabcfg膜記為edabcfg膜3,其厚度為45μm,其中a層、c層、d層和f層厚度均為1.5μm,b層、g層和e層厚度相同。

上述實施例1中的各個膜的測試數(shù)據(jù)列于表1。

表1實施例1中的膜的測試數(shù)據(jù)

實施例2層壓板的制備

采用實施例1中的膜通過熱壓加工出層壓板,列于表2中。

表2實施例2中的層壓板的組成和加工方法

上述層壓板的性能測試數(shù)據(jù)列于表3中。

表3實施例2中的層壓板的性能測試結果

實施例3管的制備

采用實施例1中的膜在圓柱形模具上連續(xù)纏繞通過熱壓加工制備出管,列于表4中。連續(xù)纏繞時,每兩層之間平行的,或成45°角纏繞。

表4實施例3中的管的組成和加工方法

上述管的性能測試數(shù)據(jù)列于表5中。

表5實施例3中的管的性能測試結果

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