專利名稱：單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法
技術領域：
本發明涉及聚丙烯薄膜材料及其制備，特別涉及一種單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法，本發明單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜可用于有柔性要求光反射薄膜構件的制造。
背景技術：
現有技術中，光反射薄膜材料具有廣泛的用途，普通日光照明、LED照明、液晶顯示背光模組、廣告招牌燈箱照明都會用到它。為實現高反射率，中國專利申請號200680031793. 7中公開一種將聚酯擠出薄片浸入二氧化碳氣體，而使聚酯薄膜加熱發泡，制得內部氣泡直徑為50nm 50 μ m的發泡光反射片。此法生產的反射片材厚度> O. 3mm,不是薄型應用產品設計(如薄型液晶顯示器用背光模組)及立體尺寸較為復雜的產品設計的最佳選擇。中國專利申請 號200780032366. 5中采用不相容的聚合物與聚酯共混，經雙向拉伸制得光反射板用薄膜，該薄膜的材料結構中形成了對光線產生反射作用的大量微泡，從而提高了光的反射效率。此法生產的反射薄膜厚度< O. 3mm，是薄型應用產品設計的最佳選擇。但是其挺度較高，在立體尺寸較為復雜的產品上應用時會給加工帶來不便。如產品設計出現銳角，在包覆銳角時，會出現貼合不緊現象，影響外觀及產品質量。
發明內容
本發明的目的旨在克服上述現有技術中的不足，提供一種單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜及其制造方法。本發明公開的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其柔性優于聚酯類產品，可用于立體尺寸設計較為復雜的產品；本發明利用不同的共混工藝制造一種具有泡中泡結構的反射率> 97%的光反射體，其內部大氣泡直徑< 20 μ m,小氣泡直徑< 10 μ m ;可以通過雙向拉伸方式加工成發泡光反射薄膜。本發明的內容是一種單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是由30質量份甲組分、60 80質量份乙組分和I 5質量份丙組分混合通過擠出雙向拉伸成型制得；
所述的甲組分由3 48質量份無機粒子和5 50質量份A樹脂混合組成；
所述的乙組分由50 70質量份聚丙烯樹脂和1 20質量份相容劑混合組成；
所述的丙組分由0. 05 I質量份有機類紫外吸收劑和0. 5 5質量份抗靜電劑混合組成；
所述的無機粒子為二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈰、硫酸鋇、硫酸鎂中的一種或兩種以上的混合物；該無機粒子結構為球狀，其中質量比為大粒徑小粒徑=1 2 3 ;大粒徑粒子直徑為10 30 μ m，其均徑(即平均直徑)13 22 μ m，小粒徑粒子直徑為0. 5 9 μ m,其均徑0. 3 7 μ m ;
所述的A樹脂為聚偏二氟乙烯或熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷；
所述的相容劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物即馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物(POE-g-MAH)、馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-MAH)、或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-GMA)等；
所述的有機類紫外吸收劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類中的一種；為鄰羥基苯甲酸甲酯、2-(2 '-羥基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羥基二苯甲酮、或2-羥基-4-正
辛氧基二苯甲酮；
所述的抗靜電劑為四烷基銨鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亞胺；或甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物。本發明的內容中所述單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范圍為O.1mm O. 35mm0本發明的內容中所述的甲組分較好的由10 30質量份無機粒子和10 20質量份A樹脂混合組成。本發明的內容中所述的乙組分較好的由50 70質量份聚丙烯樹脂和3 10質量份相容劑混合組成。本發明的內容中所述的無機粒子較好的為二氧化鈦、二氧化硅或硫酸鋇(粒子)。本發明的內容中所述的相容劑較好的為馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物(POE-g-MAH)ο本發明的內容中所述的有機類紫外吸收劑較好的為鄰羥基苯甲酸甲酯。本發明的內容中所述的抗靜電劑較好的為甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物。`本發明的另一內容是單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是包括下列步驟
a、制備甲組分、乙組分和丙組分
制備甲組分將甲組分即3 48質量份無機粒子和5 50質量份A樹脂在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在170 180°C溫度下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用;
制備乙組分將乙組分即50 70質量份聚丙烯樹脂和I 20質量份相容劑干混均勻備用;
制備丙組分將丙組分即O. 05 I份有機類紫外吸收劑和O. 5 5份抗靜電劑干混均勾備用；
所述的無機粒子為二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈰、硫酸鋇、硫酸鎂中的一種或兩種以上的混合物；該無機粒子結構為球狀，其中質量比為大粒徑小粒徑=1 2 3 ;大粒徑粒子直徑為10 30 μ m，其均徑(即平均直徑)13 22 μ m，小粒徑粒子直徑為
O.5 9 μ m,其均徑O. 3 7 μ m ;
所述的A樹脂為聚偏二氟乙烯或熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷；
所述的相容劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物即馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物(POE-g-MAH)、馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-MAH)、或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物(SEBS-g-GMA)等；
所述的有機類紫外吸收劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類中的一種；為鄰羥基苯甲酸甲酯、2-(2 '-羥基-5 z -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羥基二苯甲酮、或2-羥基-4-正
辛氧基二苯甲酮；
所述的抗靜電劑為四烷基銨鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亞胺；或甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物；
b、制備單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜
按30質量份甲組分、60 80質量份乙組分和I 5質量份丙組分取各組分、干混均勻，使用長徑比大于40的單螺桿擠出機在180°C溫度下熔融混合后，經單層T字型模頭擠出單層厚片，經過通有19°C冷卻水的輥筒冷卻至25 60°C，經80°C 160°C溫度下預熱后進行縱向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，再經80°C 180°C的橫拉預熱箱預熱后進行橫向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，經雙向拉伸的聚丙烯薄膜進入電熱通道熱定型區，其中一區為160°C 180°C、二區為130°C 150°C、三區為90°C 120°C，經過熱定型區的聚丙烯薄膜再經60°C 80°C、0.1 I分鐘和在室溫下兩個階段的冷卻后，收卷，即制得單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜。本發明的另一內容中10、按權利要求9所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是所述單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范圍為O.1mm O. 35mm0本發明的另一內容中所述的甲組分較好的由10 30質量份無機粒子和10 20質量份A樹脂混合組成。
本發明的另一內容中所述的乙組分較好的由50 70質量份聚丙烯樹脂和3 10質量份相容劑混合組成。本發明的另一內容中所述的無機粒子較好的為二氧化鈦、二氧化硅或硫酸鋇。本發明的另一內容中所述的相容劑較好的為馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物(POE-g-MAH)。本發明的另一內容中所述的有機類紫外吸收劑較好的為鄰羥基苯甲酸甲酯。本發明的另一內容中所述的抗靜電劑較好的為甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物。與現有技術相比，本發明具有下列特點和有益效果
(I)采用本發明，無機粒子及A樹脂在基體中的特定分散結構是泡中泡結構形成的關鍵；首先將無機粒子和A樹脂預混合均勻，然后使用剪切力及分散力較強的雙螺桿擠出機進行熔融擠出，將無機粒子“石”均勻地分散在A樹脂“島”中形成甲混合組分，具有“島石”結構的甲組分要均勻的分散在基體樹脂“海”中，必須采用弱剪切分散技術，可使用長徑比大于40的單螺桿擠出機或具有弱剪切分散作用的雙螺桿擠出機熔融混合，此時甲組分將均勻的分散在樹脂基體中，形成“海島”結構，基體樹脂為“海”、甲組分為“島”，而此種弱的混合力不足以破壞由無機粒子與A樹脂組成的“島石”結構，每一顆無機物粒子即為一顆“石”;若此時的混合作用過強，則“石”會脫離“島”進入“海”中，無法形成泡中泡結構；
(2 )本發明中，基體樹脂、A樹脂及無機粒子的表面張力各不相同，使基體樹脂與A樹脂界面之間、A樹脂與無機粒子界面之間存在一定間隙，經過拉伸后間隙擴大，從而形成了泡中泡的結構；本發明方法所制造出的片材含有大量泡徑< 20μπι的泡中泡結構，光線可以通過泡壁及無機粒子表面進行反射，實現以漫反射為主的高反射率。在相同的體積中，泡中泡結構相對于單泡結構增加了光線的反射面積，從而更加有效的提高了材料的反射率；
(3)本發明產品制備工藝簡單，容易操作，性能優良。實用性強。
具體實施例方式下面給出的實施例擬以對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員根據上述本發明的內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。第一部分甲、乙和丙組分的制備 實施例1-1 :
甲組分制備將9份二氧化鈦(均徑15 μ m)、20份二氧化娃(均徑O. 3 μ m)和40份聚偏二氟乙烯在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在173°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將55份聚丙烯樹脂和10份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將I份有機類紫外吸收劑鄰羥基苯甲酸甲酯和1. 5份抗靜電劑聚醚酯酰胺干混均勻備用。實施例1-2
甲組分制備將10份無機粒子 二氧化鈦(均徑17 μ m)、9份硫酸鎂(均徑5 μ m)和30份聚偏二氟乙烯在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在178°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將70份聚丙烯樹脂和20份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將O. 25份有機類紫外吸收劑鄰羥基苯甲酸甲酯和5份抗靜電劑甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物干混均勻備用。實施例1-3
甲組分制備將I份無機粒子二氧化鈦(均徑18 μ m)、I份氧化鋅(均徑3 μ m)、I份硫酸鎂(均徑O. 3 μ m)和25份熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在180°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將50份聚丙烯樹脂和8份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將I份有機類紫外吸收劑和O. 5份抗靜電劑甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物干混均勻備用。實施例1-4:
甲組分制備將10份無機粒子二氧化硅(均徑20 μ m)、10份碳酸鈣(均徑3 μ m)、2份硫酸鎂(均徑O. 5 μ m)和45份熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在170°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將65份聚丙烯樹脂和I份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將O. 5份有機類紫外吸收劑2，4- 二羥基二苯甲酮和4份抗靜電劑聚醚酰胺酰亞胺干混均勻備用。實施例1-5
甲組分制備將10份無機粒子二氧化硅(均徑21 μ m)、10份碳酸鈣(均徑O. 3 μ m)、2份硫酸鎂(均徑O. 3 μ m)和45份熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在170°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將65份聚丙烯樹脂和3份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將O. 5份有機類紫外吸收劑2，4- 二羥基二苯甲酮和4份抗靜電劑聚醚酰胺酰亞胺干混均勻備用。實施例1-6
甲組分制備將11份二氧化硅(均徑14 μ m)、15份硫酸鋇(均徑4 μ m)和35份聚偏二氟乙烯在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在180°C下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用。乙組分制備將55份聚丙烯樹脂和15份相容劑POE-g-MAH干混均勻備用。丙組分制備將I份有機類紫外吸收劑鄰羥基苯甲酸甲酯和1. 5份抗靜電劑聚醚酯酰胺干混均勻備用。第二部分單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制備 實施例2-1 2-6 A、基本工藝過程
以甲組分乙組分丙組分=30 :60 80 :1 5的比例干混均勻，使用長徑比大于40的單螺桿擠出機在180°C下熔融混合后，經單層T字型模頭擠出單層厚片，經過通有19°C冷卻水的輥筒冷卻至25 60°C，經80°C 160°C下預熱后進行縱向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，再經80°C 180°C的橫拉預熱箱預熱后進行橫向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，經雙向拉伸的聚丙烯薄膜進入電熱通道熱定型區，其中一區為160°C 180°C，二區為130°C 150°C，三區為90°C 120°C，經過熱定型區的聚丙烯薄膜再經60°C 80°C、0.1 I分鐘和在室溫下兩個階段的冷卻后，收卷得到單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜。B、實施例2-1 2-6的工藝參數與結果
權利要求
1.一種單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是由30質量份甲組分、60 80質量份乙組分和I 5質量份丙組分混合通過擠出雙向拉伸成型制得； 所述的甲組分由3 48質量份無機粒子和5 50質量份A樹脂混合組成； 所述的乙組分由50 70質量份聚丙烯樹脂和I 20質量份相容劑混合組成； 所述的丙組分由O. 05 I質量份有機類紫外吸收劑和O. 5 5質量份抗靜電劑混合組成； 所述的無機粒子為二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈰、硫酸鋇、硫酸鎂中的一種或兩種以上的混合物； 所述的A樹脂為聚偏二氟乙烯或熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷； 所述的相容劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物即馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物、馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物、或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物； 所述的有機類紫外吸收劑為鄰羥基苯甲酸甲酯、2- (2、羥基-5、甲基苯基)苯并三氮唑、2，4- 二羥基二苯甲酮、或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮； 所述的抗靜電劑為四烷基銨鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亞胺；或甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物。
2.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范圍為O.1mm O. 35mm。
3.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的甲組分由10 30質量份無機粒子和10 20質量份A樹脂混合組成。
4.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的乙組分由50 70質量份聚丙烯樹脂和3 10質量份相容劑混合組成。
5.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的無機粒子為二氧化鈦、二氧化硅或硫酸鋇。
6.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的相容劑為馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物。
7.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的有機類紫外吸收劑為鄰羥基苯甲酸甲酯。
8.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是所述的抗靜電劑為甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物。
9.按權利要求1所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是包括下列步驟 a、制備甲組分、乙組分和丙組分 制備甲組分將甲組分即3 48質量份無機粒子和5 50質量份A樹脂在料倉中混合均勻，經雙螺桿擠出機，在170 180°C溫度下進行熔融共混擠出造粒，干燥去除水分后備用; 制備乙組分將乙組分即50 70質量份聚丙烯樹脂和I 20質量份相容劑干混均勻備用; 制備丙組分將丙組分即O. 05 I份有機類紫外吸收劑和O. 5 5份抗靜電劑干混均勾備用； 所述的無機粒子為二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈰、硫酸鋇、硫酸鎂中的一種或兩種以上的混合物； 所述的A樹脂為聚偏二氟乙烯或熔程為150 180°C的聚二甲基硅氧烷； 所述的相容劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物即馬來酸酐接枝的乙烯與辛烯的高聚物、馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物、或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物； 所述的有機類紫外吸收劑為鄰羥基苯甲酸甲酯、2- (2 y -羥基-5 y -甲基苯基)苯并三氮唑、2，4- 二羥基二苯甲酮、或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮； 所述的抗靜電劑為四烷基銨鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、聚醚酯酰胺、或聚醚酰胺酰亞胺；或甲氧基聚乙二醇與甲基丙烯酸酯的共聚物；b、制備單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜 按30質量份甲組分、60 80質量份乙組分和I 5質量份丙組分取各組分、干混均勻，使用長徑比大于40的單螺桿擠出機在180°C溫度下熔融混合后，經單層T字型模頭擠出單層厚片，經過通有19°C冷卻水的輥筒冷卻至25 60°C，經80°C 160°C溫度下預熱后進行縱向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，再經80°C 180°C的橫拉預熱箱預熱后進行橫向拉伸，拉伸倍率為2 5倍，經雙向拉伸的聚丙烯薄膜進入電熱通道熱定型區，其中一區為160°C 180°C、二區為130°C 150°C、三區為90°C 120°C，經過熱定型區的聚丙烯薄膜再經60°C 80°C、0.1 I分鐘和在室溫下兩個階段的冷卻后，收卷，即制得單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜。
10.按權利要求9所述的單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的制造方法，其特征是所述單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜的厚度范圍為O.1mm O. 35mm。
全文摘要
本發明公開了一種單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜，其特征是由30質量份甲組分、60～80質量份乙組分和1～5質量份丙組分混合通過擠出雙向拉伸成型制得；所述的甲組分由3～48質量份無機粒子和5～50質量份A樹脂混合組成；所述的乙組分由50～70質量份聚丙烯樹脂和1～20質量份相容劑混合組成；所述的丙組分由0.05～1質量份有機類紫外吸收劑和0.5～5質量份抗靜電劑混合組成。本發明通過擠出機擠出，先經縱拉伸、再經橫拉伸兩步驟后、再經熱定型烘道定型而制造；本發明單層雙向拉伸光反射聚丙烯薄膜可用于有柔性要求的光反射薄膜構件的制造。
文檔編號C08K5/134GK103044777SQ20121058877
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者馬雅琳, 胡俊祥, 羅春明, 周柯 申請人:四川東材絕緣技術有限公司