專利名稱：一種透明薄膜母料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種母料及其制備方法，特別是涉及一種透明薄膜母料及其制備方法。
背景技術：
在中國的塑料加工行業中，塑料包裝行業和農用塑料行業是產量最大的行業。其中各種各樣，形形色色的塑料薄膜如包裝膜、農地膜，大棚膜，無論是吹塑成型還是流延成形的，以及薄膜的延伸產品，如復合膜和土工復合材料都要使用大量的樹脂，其中主要是高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯。
在石油漲價的背景下，樹脂價格猛漲，而制品不能漲價，使得塑料加工企業陷入非常困難的境地。如何面對塑料原料漲價，許多單位開始尋求科技的力量，依靠塑料改性來解決。于是使用填料，主要是碳酸鈣(重鈣和輕鈣)母料。但是碳酸鈣母料加入后，不僅力學性能下降，主要的缺點是透光率下降，透明度下降，直接影響薄膜的質量。
發明內容
本發明的目的是解決塑料薄膜在使用填料母料后不僅力學性能下降，特別是透光率下降，透明度下降的問題，公開一種透明薄膜母料，既保持塑料薄膜的力學性能，又要有良好的透光率，很高的透明度，同時又能大幅度降低成本。
本發明是這樣實現的一種透明薄膜母料，其特征在于包括下列各組份(以重量份計)無機粉體75～85份，復合載體樹脂7～15份，潤滑劑2～7份，復合偶聯劑1～4份，分散劑1～2份。所述無機粉體為滑石粉或碳酸鈣或硅灰石中的一種。所述復合載體樹脂為二種或二種以上的樹脂，通過共混熔化或粉末化處理復合方法獲得預混合預塑化的復合載體，復合載體可以由低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、乙烯——辛烯共聚物彈性體、聚乙烯——醋酸乙烯酯共聚物組成。所述潤滑劑為脂肪酸和硬脂酸鋅。所述復合偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑、稀土偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的兩種。所述分散劑為乙撐雙硬脂酸酰胺、單甘酯、白油中的一種。其制備方法是由以下步驟構成(1)首先用通用改性設備將復合載體樹脂提前共混熔化或粉末化處理；(2)在高速混合機中先由分散劑、復合偶聯劑包覆無機粉體表面，再用熱塑性彈性體包覆，最后用熔化的或粉末化的復合載體樹脂進行包覆；(3)將混合料加入雙螺桿造粒機中經過塑化、造粒、熱切、風冷制成顆粒狀母料。
本發明的有益效果是(1)提高產量在工廠中吹制等厚薄膜且擠出機螺桿轉速相同的條件下，添加10份，15份，20份透明薄膜母料后，吹塑薄膜牽引速度逐漸加快，擠出量逐漸增加，按此牽引速度，若添加15份母料，則擠出量可增加5％以上。擠出量的增加，還可以提高產量，降低成本。
(2)開口性薄膜中滑石的存在使薄膜的開口性異常優良，而且隨著滑石含量的增加，開口性將越來越好。
(3)分散性在透明薄膜母料中，經過稀土偶聯劑在內的復合偶聯劑處理的滑石微小晶體，可以進入線性低密度聚乙烯等大分子鏈中，減少了滑石微細顆粒間的團聚現象和不斷分層的弱界面現象，使滑石均勻分散在線性低密度聚乙烯與低密度聚乙烯薄膜中。具體表現在薄膜外觀上無明顯晶點、僵塊和斑塊。
(4)力學性能為了檢驗透明薄膜母料的力學性能，本發明做了試驗檢驗母料不同添加量的影響，見表1，添加不同比例透明薄膜母料吹膜厚度與力學性能測試結果
從表1可知，添加母料后薄膜力學性能有影響，基本符合國標，建議使用比例為20％。另外，撕裂強度多次試驗證明均大于純樹脂吹的膜，從80/100提高到80/110或80/120。
(5)轉光性和散射光性滑石晶體對可見光有選擇性，它吸收紅外光，不吸收紫外光，屏蔽紫外光。這種光學性能對農業有益，做成農地膜，大棚膜可以增加地溫，減少病蟲害，可稱為轉光膜。滑石加入薄膜后，還會增加折射光，變直射為折射，也對植物生長有利。
(6)初始光學性能對于使用透明薄膜母料以后薄膜的初始光學性能，本發明進行測試，結果見表2，0.01mm薄膜光學性能測試數據
從表2可知，添加20～30％透明薄膜母料后，薄膜的透光率幾乎不受影響，所以稱為透明薄膜母料。但隨著母料加量增加，霧度逐漸增加。
(7)經濟性透明薄膜母料使用無機粉體/彈性體/聚合物三元復合體系，成本比樹脂低一半。在低密度聚乙烯料中母料加入20％后，可降低成本1000多元/噸，這是透明薄膜母料的最大優點。
(8)方便性生產時，均不要求改變原設備，原工藝、原配方。只要把母料按比例加入(等量減少樹脂)混合后，就能生產，這種方便性也是母料的一大特點。
四
附圖是本發明工藝流程簡圖。
五具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
根據附圖，本發明工藝線路的選擇當今世界上制造塑料母料，主要有密煉機法，反應釜法和擠出機造粒法。根據中國的實際情況，本發明選擇擠出機造粒法。其優點是加工容易，管理方便，生產效率高，對環境無污染等。
無機粉體的選擇塑料薄膜的透明性，只取決于透光率。塑料薄膜的透光率可達91％，而塑料薄膜的透光率是由折光率決定的，如聚乙烯的折光率是1.55。只要加入的填料的微小晶體的折光率接近1.55，則兩者結合可以保證透明。過高或過低都會損害透光率。
基于以上認識，本發明最終選擇滑石粉作為無機粉體，其晶體折光率為1.54，接近聚乙烯。
因為最薄的膜小于10微米，所以選擇2000～2500目滑石粉為生產透明薄膜母料的無機粉體。其平均粒徑為5～8微米，小于膜的厚度。同時2000～2500目的超細滑石粉還具有無機剛性粒子增韌作用。
3、配方體系的選擇過去，人們只習慣對無機粉體進行表面改性，但無機粉體直接進入聚合物中，會使復合材料力學性能大幅下降。這個致命弱點無法克服。
現在，本發明采用三元復合體系即聚合物/彈性體/無機粉體就可以克服這一缺點。對于無機粉體先在表面用熱塑性彈性體包覆少量一層，形成外軟內硬的復合粒子再加入塑料中去就可以取得很好的效果，最重要的是在保證剛性，強度的同時，保證材料的韌性。
本發明透明薄膜母料的技術要點為(1)以有機包覆，三元共混理論為核心，構筑載體樹脂/熱塑性彈性體/滑石粉三元復合體系配方。
(2)茂金屬共混理論，使用進口8個碳的茂金屬聚乙烯(mPE)與載體樹脂低密度聚乙烯共混。
(3)使用單甘酯，增加薄膜光亮性。
(4)采用通用輔助設備，使樹脂在其中提前熔化。
(5)采用了預塑化，預混合工藝。在改性設備——高冷攪機組中先由分散劑、偶聯劑包覆粉體表面，再用熱塑性彈性體包覆，最后使用熔化的(或粉末化的)樹脂進行包覆。使得高填充量達80％的無機粉體與各種樹脂，助劑充分分散、混合，于是樹脂實現了預塑化的目的，進入雙螺桿擠出機后，容易塑化成型，使母料從外觀到內部質量都達最好。
(6)使用復合偶聯劑的工藝，對于無機粉體，特別是滑石粉在高、冷攪機組中的改性工藝，決不是采用普通一種偶聯劑方法，而是先加分散劑白油，再加鋁酸酯偶聯劑，最后還要加上稀土偶聯劑，成為一種復合偶聯劑，以克服弱界面現象使界面結合最牢，表面處理效果最好。
本發明透明薄膜母料的配方材料的選擇1、載體樹脂的選擇作為載體樹脂，必需與薄膜使用的樹脂種類有很好的相容性，不管是高壓聚乙烯，低壓聚乙烯還是線性聚乙烯。還要考慮流動性，要有相近的熔體流動速率。此外，還要具備良好的分散性，成型加工性，化學穩定性和較高的承載能力，以最大限度承載各種助劑。
本發明選擇低密度聚乙烯樹脂做載體，茂金屬選擇8個碳的聚乙烯(mPE)，熱塑性彈性體選擇乙烯——辛烯共聚物彈性體，線性低密度聚乙烯選擇進口樹脂，相容劑選擇乙烯——醋酸乙烯酯共聚物或α-甲基苯乙烯。
2、加工助劑的選擇添加各種加工助劑的目的是綜合平衡透明薄膜母料的各種性能以及保證加工性。有分散劑、復合偶聯劑、潤滑劑、光亮劑。
本發明透明薄膜母料的工藝條件1、高、冷攪機組加熱范圍0～200℃；2、通用輔助設備加熱范圍0～300℃；3、平行雙螺桿擠出機機組；規格φ75×36D加熱溫度
螺桿轉速5～120轉/min切粒機轉速30～60轉/min風冷熱切可以模面熱切，也可拖鏈熱切，不可水冷切粒。
實施例配方比例如下
權利要求
1.一種透明薄膜母料，其特征在于包括下列各組份(以重量份計)無機粉體75～85份，復合載體樹脂7～15份，潤滑劑 2～7份，復合偶聯劑 1～4份，分散劑 1～2份。
2.根據權利要求1所述的透明薄膜母料，其特征在于無機粉體為滑石粉或碳酸鈣或硅灰石中的一種。
3.根據權利要求1所述的透明薄膜母料，其特征在于復合載體樹脂為二種或二種以上的樹脂，通過共混熔化或粉末化處理復合方法獲得預混合預塑化的復合載體，復合載體可以由低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、乙烯——辛烯共聚物彈性體、聚乙烯——醋酸乙烯酯共聚物組成。
4.根據權利要求1所述的透明薄膜母料，其特征在于潤滑劑為脂肪酸和硬脂酸鋅。
5.根據權利要求1所述的透明薄膜母料，其特征在于復合偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑、稀土偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的兩種。
6.根據權利要求1所述的透明薄膜母料，其特征在于分散劑為乙撐雙硬脂酸酰胺、單甘酯、白油中的一種。
7.由權利要求1～6中任意一種透明薄膜母料的制備方法，其特征在于它是由以下步驟所構成(1)首先用通用改性設備將復合載體樹脂提前共混熔化或粉末化處理；(2)在高速混合機中先由分散劑、復合偶聯劑包覆無機粉體表面，再用熱塑性彈性體包覆，最后用熔化的或粉末化的復合載體樹脂進行包覆；(3)將混合料加入雙螺桿造粒機中經過塑化、造粒、熱切、風冷制成顆粒狀母料。
全文摘要
本發明涉及一種透明薄膜母料及其制備方法，所述透明薄膜母料，其特征在于包括下列各組分(以重量份計)無機粉體75～85份，復合載體樹脂7～15份，潤滑劑2～7份，復合偶聯劑1～4份，分散劑1～2份。其制備方法是由以下步驟構成(1)首先用通用改性設備將復合載體樹脂提前共混熔化或粉末化處理；(2)在高速混合機中先由分散劑、復合偶聯劑包覆無機粉體表面，再用熱塑性彈性體包覆，最后用熔化的或粉末化的復合載體樹脂進行包覆；(3)將混合料加入雙螺桿造粒機中經過塑化、造粒、熱切、風冷制成顆粒狀母料。本發明透明薄膜母料具有良好的力學性能、分散性、優秀的光學性能和很高的經濟性。
文檔編號C08K9/04GK1693347SQ200510026428
公開日2005年11月9日 申請日期2005年6月3日 優先權日2005年6月3日
發明者劉伯元, 陳更新, 王梓剛 申請人:上海林達塑膠化工有限公司