一種耐高溫hpp基膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐高溫HPP基膜及其制備方法，所述耐高溫HPP基膜包括以下重量份的原料:等規聚丙烯90～110份，改性無機納米材料5～10份，引發劑0～10份，硅烷偶聯劑0～3份，潤滑劑0～3份，增塑劑0～3份，十八烷醇基聚氧乙烯醚1～2份，二甲基硅油0～2份，椰子油酸鈉0.5～1.5份，苯甲酸鈉1～2份，馬來酸酐接枝聚丙烯0.5～1.5份；所述無機納米材料為改性納米硼酸鋅和/或改性納米蒙脫土；本發明采用聚四氟乙烯包覆處理無機納米材料，解決了無機納米材料在聚丙烯電容膜制備過程中分散性不佳，容易發生團聚的問題。
【專利說明】
一種耐高溫HPP基膜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種聚丙烯及其制備方法，尤其是涉及一種耐高溫HPP基膜及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯(PP)具有介質損耗小、電絕緣性優異等優點，由其制備的雙向拉伸聚丙烯 薄膜是高壓電力電容器和低壓電子電容器的理想材料，目前已被廣泛應用于電容器領域。 但是，隨著科技的進步，電氣裝置、電器元件不斷向小型化、密集化方向發展，同時，為了保 證電容膜在強電電容器市場如電力電容器、電力機車電容器、汽車電子電容器等高功率大 型電氣設備中的正常使用，強烈要求聚丙烯薄膜電容器必須耐受極端條件，比如較高的溫 度和電壓。
[0003] 納米材料是由納米粒子組成，納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1~100nm 間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，從通常的關于微觀和宏觀的觀點看， 這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統，是一種典型的介觀系統，它具有表 面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方 面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。
[0004]目前聚丙烯電容膜提高耐熱性的方法主要有三種，一是通過降低聚丙烯樹脂灰分 和提高聚丙烯樹脂的結晶度來提高耐熱性，二是通過改進工藝，調整鑄片溫度、預熱、拉伸、 冷卻和熱定型溫度等來達到提高耐熱性，三是通過向聚丙稀樹脂基體中添加納米材料來提 高聚丙烯電容膜的耐熱性，如申請號為2015104786677的中國發明，公開了一種膜電容器用 摻混納米二氧化鈦的聚丙烯基復合介電薄膜及其制備方法，該復合薄膜以厚度< 5wii聚丙 烯薄膜為基膜，并在基膜表面涂布厚度< 5wii的摻混納米二氧化鈦的高取代度氰乙基纖維 素/聚偏氯乙烯復合涂層，制備的涂層液具有良好的成膜性和流變性，與聚丙烯薄膜結合性 好，干燥后所得涂層力學性能優良，具有高的介電常數和較低的介電損耗，膜層致密平整， 耐溫防水，可用于生產小型化和大容量化、輕量化的膜電容器；申請號為2015101215522的 中國專利，公開了一種電容器薄膜用耐高溫材料，該耐高溫材料由以下重量份數的成分制 成:聚碳酸酯60-80份、聚酰亞胺30-40份、納米二氧化硅1.5-2.5份、丙二醇10-12份、檸檬酸 酯0.5-1.5份、磷酸三甲苯酯1-3份、對苯二酚10-14份、葡萄糖漿0.2-0.8份、陶瓷微粒2-6 份、丙烯酸甲酯1-4份和耐高溫添加劑2-6份，該發明的材料各組分共同作用，以聚碳酸酯和 聚酰亞胺為主要原料，輔以納米二氧化硅、丙二醇、檸檬酸酯、磷酸三甲苯酯、對苯二酚、葡 萄糖漿、陶瓷微粒、丙烯酸甲酯和耐高溫添加劑，充分發揮出聚碳酸酯和聚酰亞胺的優點， 改善了電容器薄膜的耐拉伸性能，并提高了其耐高溫能力，延長了其使用壽命。但上述聚丙 烯電容膜的制備過程中，卻忽視了無機納米材料添加至聚丙烯樹脂基體中時兩者的相容性 問題，導致無極納米顆粒在聚丙烯電容膜中分散不佳，更嚴重地無極納米顆粒發生團聚，從 而影響制得的聚丙烯電容膜的耐熱性能以及其他性能。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種耐高溫HPP基膜及其制 備方法，解決了無機納米材料在聚丙烯電容膜制備過程中分散性不佳，容易發生團聚的問 題。
[0006] 為達到上述目的，本發明采用以下技術方案： 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙稀90~110份，改性無機納米材 料5~10份，引發劑0~10份，硅烷偶聯劑0~3份，潤滑劑0~3份，增塑劑0~3份，十八烷醇基 聚氧乙烯醚1~2份，二甲基硅油0~2份，椰子油酸鈉0.5~1.5份，苯甲酸鈉1~2份和馬來酸 酐接枝聚丙烯0.5~1.5份； 所述改性無機納米材料為改性納米硼酸鋅和/或改性納米蒙脫土。
[0007] 進一步地，所述引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化叔戊酸叔丁基酯、叔丁基過 氧化氫和焦亞硫酸鈉中的一種。
[0008] 進一步地，所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑KH550、硅烷偶聯劑KH560和硅烷偶聯劑 KH570中的一種。
[0009] 進一步地，所述潤滑劑為乙烯基雙硬脂酰胺、白油和硬脂酸丁酯中的一種。
[0010] 進一步地，所述增塑劑為環氧大豆油、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯中 的一種。
[0011] 進一步地，所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為2~5%的表面活性劑溶液中加熱攪拌2~4h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌3~5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸 鋅，待用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 65~70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65°C條件下超聲處理6~8h，然后抽 濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌3~5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米硼酸鋅。
[0012] 進一步地，所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡1~2h，抽濾，收集濾餅并用去 離子水洗滌至中性，烘干，530~600°C煅燒3~4h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納 米蒙脫土，待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為2~5%的表面活性劑溶液中加熱攪拌2~4h，抽 濾，收集濾餅并用去離子水洗滌3~5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米 蒙脫土，待用； (3) 稱量10g聚四氟乙烯，將其溶解在200ml二甲基乙酰胺溶液中，將步驟（1)中得到的 兩性納米蒙脫土在65~70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65~70°C條件下超 聲處理6~8h，然后抽濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌3~5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆 的改性納米蒙脫土。
[0013]進一步地，所述耐高溫HPP基膜的厚度為2~4ym。
[0014] 一種耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按稱取各原料，然后將原料放于高速預混料機內混合均勻，得到混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為90~100r/min，得到復合 材料顆粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為10~20 r/min， 得到熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為160~170°C，拉伸倍率為55~60倍。
[0015] 本發明的有益效果是： 本發明采用聚四氟乙烯包覆處理無機納米材料，解決了無機納米材料在聚丙烯電容膜 制備過程中分散性不佳，容易發生團聚的問題，具體來說有以下幾點： (1)納米硼酸鋅為白色粉末，相對密度為2.69(20°C)，折射率1.58，熔點980°C，在300°C 以下結晶穩定，加熱至300°C以上失去結晶水，因硼原子多鍵性使得硼酸鋅分子結構獨特， 因此硼酸鋅可以廣泛的應用于塑料和橡膠的加工，如PE、PP、增強聚酰胺、聚苯乙烯、環氧樹 月旨、聚脂酸乙烯樹脂和氯丁橡膠等的生產中，以提高塑料或橡膠的耐熱性能、阻燃性能。蒙 脫土是一類由納米厚度的表面帶負電的硅酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積在一起構 成的土狀礦物，其晶體結構中的晶胞是由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體構成，具 有獨特的一維層狀納米結構和陽離子交換性特性，經剝片分散、提純改型、超細分級、特殊 有機復合，納米蒙脫土平均晶片厚度小于25nm，添加至高分子聚合物中，可使聚合物力學性 能、阻燃性能、熱穩定性能的提高。但現有技術中納米硼酸鋅、納米蒙脫土僅僅做簡單的表 面活化處理，本發明以納米硼酸鋅或納米蒙脫土為起點，經過表面活性劑活化、聚四氟乙烯 的包覆處理，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米硼酸鋅;經過酸化、表面活性劑活化、聚四氟 乙烯的包覆處理，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土，將上述聚四氟乙烯包覆的改性 納米硼酸鋅和/或納米蒙脫土添加至聚丙烯基體樹脂中制備聚丙烯電容膜后，可以顯著增 強納米硼酸鋅與基體樹脂的相容性，納米硼酸鋅或納米蒙脫土分散均勻，避免了無機納米 顆粒的團聚，利于無機納米顆粒在聚丙烯材料內部形成特殊的微腔結構，提高聚丙烯薄膜 分子結構的穩定性，顯著提高了聚丙烯薄膜的熱穩定性能，相比與市場在售的耐高溫聚丙 烯電容膜，本發明的基膜最高使用溫度可達115°C，最高使用溫度有了很大提升。
[0016] (2)本發明采用聚四氟乙烯包覆處理納米硼酸鋅、納米蒙脫土為原料制備耐高溫 HPP基膜，聚四氟乙烯具有非常優異的潤滑性能，本發明中，納米硼酸鋅經過表面活性劑作 用，納米蒙脫土經酸化、表面活性劑處理后，無機納米顆粒表面由親水性轉變為疏水性，再 由聚四氟乙烯分子包覆其外得到改性納米硼酸鋅，改性納米蒙脫土，聚四氟乙烯的潤滑性 進一步協同改善了改性納米硼酸鋅，改性納米蒙脫土在聚丙烯基體中的分散性，進一步提 高了本發明結構的穩定性。
[0017] (3)本發明優選乙烯基雙硬脂酰胺作為耐高溫HPP基膜制備過程中的潤滑劑。乙烯 基雙硬脂酰胺，是最近幾年發展起來的新型塑料潤滑劑，不但具有很好的外部潤滑作用，而 且具有很好的內部潤滑作用，協同本發明中聚四氟乙烯包覆的改性納米硼酸鋅或改性納米 蒙脫土，大大增強了制備過程中物料的流動性和分散性，不僅改善了本發明耐高溫HPP基膜 的表面性能還可以促進改性無機納米顆粒分散地更加均勻。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合實施例對本發明進行進一步說明。
[0019] 實施例1 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯90份，改性無機納米硼酸鋅 10份，過氧化苯甲酸叔丁酯1份，硅烷偶聯劑KH5603份，乙烯基雙硬脂酰胺1份，鄰苯二甲酸 二辛酯3份，十八烷醇基聚氧乙烯醚1份，二甲基硅油2份，椰子油酸鈉0.5份，苯甲酸鈉2份和 馬來酸酐接枝聚丙烯0.5份； 其中所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為2%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中加熱攪拌4h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待 用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65°C條件下超聲處理6h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性硼酸鋅。
[0020] 所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為90r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為20 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為170°C，拉伸倍率為58倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為4ym。
[0021] 實施例2 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯110份，改性納米蒙脫土 5份， 過氧化叔戊酸叔丁基酯10份，硅烷偶聯劑KH550 1份，白油3份，環氧大豆油1份，十八烷醇基 聚氧乙烯醚2份，二甲基硅油1份，椰子油酸鈉1.5份，苯甲酸鈉1份和馬來酸酐接枝聚丙烯 1.5份； 所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌至中性，烘干，530°C煅燒4h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納米蒙脫土， 待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為5%的吐溫20溶液中加熱攪拌2h，抽濾，收集濾餅 并用去離子水洗滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用； (3) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米蒙脫土在 65°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在70°C條件下超聲處理6h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土。
[0022]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為95r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為20 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為160°C，拉伸倍率為60倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為3ym。
[0023] 實施例3 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯95份，改性納米蒙脫土6份， 叔丁基過氧化氫6份，硅烷偶聯劑KH570 2份，硬脂酸丁酯2份，鄰苯二甲酸二丁酯2份，十八 烷醇基聚氧乙烯醚1.5份，二甲基硅油1.5份，椰子油酸鈉1份，苯甲酸鈉1.5份和馬來酸酐接 枝聚丙烯1份； 所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡2h，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌至中性，烘干，600°C煅燒3h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納米蒙脫土， 待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為2%的吐溫80溶液中加熱攪拌3h，抽濾，收集濾餅 并用去離子水洗滌4次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用； (3) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米蒙脫土在 70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在68°C條件下超聲處理7h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌4次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土。
[0024]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為100r/min，得到復合材料 顆粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為15 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為165°C，拉伸倍率為56倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為4ym。
[0025] 實施例4 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯105份，改性納米硼酸鋅8份， 叔丁基過氧化氫5份，硅烷偶聯劑KH570 3份，硬脂酸丁酯3份，鄰苯二甲酸二丁酯3份，十八 烷醇基聚氧乙烯醚2份，二甲基硅油2份，椰子油酸鈉0.5份，苯甲酸鈉2份和馬來酸酐接枝聚 丙烯0.5份； 其中所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為5%的十六烷基苯磺酸鈉溶液中加熱攪拌3h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待 用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 65°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在70°C條件下超聲處理8h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌3次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性硼酸鋅。
[0026]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為95r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為10 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為160°C，拉伸倍率為58倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為2ym。
[0027] 實施例5 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯100份，改性納米硼酸鋅3份， 改性納米蒙脫土4份，過氧化苯甲酸叔丁酯6份，硅烷偶聯劑KH550 2份，乙烯基雙硬脂酰胺2 份，環氧大豆油2份，十八烷醇基聚氧乙烯醚1.5份，二甲基硅油1.5份，椰子油酸鈉1份，苯甲 酸鈉1.5份和馬來酸酐接枝聚丙烯1份； 其中所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為3%的十六烷基苯磺酸鈉溶液中加熱攪拌3h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待 用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 68°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在67°C條件下超聲處理6h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌4次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性硼酸鋅。
[0028]所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡1.5h，抽濾，收集濾餅并用去 離子水洗滌至中性，烘干，570°C煅燒3h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納米蒙脫 土，待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為3%的吐溫20溶液中加熱攪拌4h，抽濾，收集濾餅 并用去離子水洗滌4次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用； (3)將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米蒙脫土在 68°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在68°C條件下超聲處理7h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土。
[0029]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為95r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為15 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為165°C，拉伸倍率為57倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為2ym。
[0030] 實施例6 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯110份，改性納米硼酸鋅3份， 改性納米蒙脫土6份，焦亞硫酸鈉7份，硅烷偶聯劑KH570 3份，硬脂酸丁酯1份，鄰苯二甲酸 二丁酯1份，十八烷醇基聚氧乙烯醚1份，二甲基硅油1份，椰子油酸鈉1.5份，苯甲酸鈉1份和 馬來酸酐接枝聚丙烯1.5份； 其中所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為4%的十八烷基苯磺酸鈉溶液中加熱攪拌2h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待 用； (2) 稱量10g聚四氟乙烯，將其溶解在200ml二甲基乙酰胺溶液中，將步驟（1)中得到的 兩性納米硼酸鋅在65°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在70°C條件下超聲處理 7h，然后抽濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性硼酸鋅。
[0031] 所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡2h，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌至中性，烘干，590°C煅燒4h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納米蒙脫土， 待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為5%的吐溫80溶液中加熱攪拌4h，抽濾，收集濾餅 并用去離子水洗滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用； (3) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米蒙脫土在 65°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65°C條件下超聲處理6h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌4次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土。
[0032]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為90r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為13 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為164°C，拉伸倍率為58倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為2ym。
[0033] 實施例7 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯90份，改性納米硼酸鋅10份， 過氧化苯甲酸叔丁酯8份，硅烷偶聯劑KH560 1份，白油2份，鄰苯二甲酸二辛酯3份，十八烷 醇基聚氧乙烯醚1.5份，二甲基硅油2份，椰子油酸鈉1份，苯甲酸鈉1.5份和馬來酸酐接枝聚 丙烯1.5份； 其中所述改性納米硼酸鋅的制備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為3%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中加熱攪拌4h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待 用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 68°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在70°C條件下超聲處理6h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌4次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性硼酸鋅。
[0034]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為98r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為16 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為167°C，拉伸倍率為60倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為3ym。
[0035] 實施例8 一種耐高溫HPP基膜，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯100份，改性納米蒙脫土 7份， 過氧化苯甲酸叔丁酯9份，硅烷偶聯劑KH560 2份，白油1份，鄰苯二甲酸二辛酯2份，十八烷 醇基聚氧乙烯醚2份，二甲基硅油1.5份，椰子油酸鈉0.5份，苯甲酸鈉2份和馬來酸酐接枝聚 丙稀1份； 所述改性納米蒙脫土的制備方法包括以下步驟： (1)將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌至中性，烘干，600°C煅燒3h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納米蒙脫土， 待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為3%的吐溫20溶液中超聲加熱4h，抽濾，收集濾餅 并用去離子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用； (3) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟(1)中得到的兩性納米蒙脫土在 68°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在70°C條件下超聲處理7h，然后抽濾，收集濾 餅，并用去離子水洗滌4次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米蒙脫土。
[0036]所述耐高溫HPP基膜的制備方法，包括以下步驟： 第一步:按配方含量稱取各原料，然后將上述原料放于高速預混料機內混合均勻，得到 混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為96r/min，得到復合材料顆 粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為19 r/min，得到 熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為170°C，拉伸倍率為57倍，制備得到的耐高溫HPP基膜的厚度為3ym。
[0037] 對比例1 對比例1與實施例1基本相同，不同之處在于改性納米硼酸鋅的制備過程中，將納米硼 酸鋅放入質量濃度為2%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中超聲加熱4h，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待用；其余原料配 方和制備過程與實施例1 一致。
[0038] 對比例2 對比例2與實施例2基本相同，不同之處在于改性納米蒙脫土的制備過程中，將酸化納 米蒙脫土放入質量濃度為5%的吐溫20溶液中超聲加熱2h，抽濾，收集濾餅并用去離子水洗 滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用；其余原料配方和制 備過程與實施例2-致。
[0039] 對比例3 對比例3與實施例3基本相同，不同之處在于改性納米蒙脫土的制備過程中，將酸化納 米蒙脫土放入質量濃度為2%的吐溫80溶液中超聲加熱3h，抽濾，收集濾餅并用去離子水洗 滌4次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫土，待用；其余原料配方和制 備過程與實施例3-致。
[0040] 對比例4 對比例4與實施例4基本相同，不同之處在于改性納米硼酸鋅的制備過程中，將納米硼 酸鋅放入質量濃度為5%的十六烷基苯磺酸鈉溶液中超聲加熱3h，抽濾，收集濾餅并用去離 子水洗滌3次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸鋅，待用；其余原料配 方和制備過程與實施例4 一致。
[0041 ] 對比例5 對比例5與實施例8基本相同，對比例5與實施例8基本相同，不同之處在于改性納米蒙 脫土的制備過程中，將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為3%的吐溫20溶液中攪拌加熱4h，抽 濾，收集濾餅并用去離子水洗滌5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米蒙脫 土，待用;其余原料配方和制備過程與實施例8-致。
[0042] 對上述實施例1~8及對比例1~5制備得到的耐高溫HPP基膜的斷面進行掃描電鏡 觀察，發現改性納米硼酸鋅或改性納米蒙脫土在聚丙烯基體內沒有觀測到填料有團聚現 象，且納米顆粒分散均勻，與聚丙烯基體之間沒有明顯的間隙存在。
[0043] 同時按照標準測試的方法測試上述實施例1~8和對比例1~5制備得到的耐高溫 HPP基膜的電學性能，測試結果見表1。
[0044] 由表1中的耐高溫HPP基膜性能測試結果可知，本發明的實施例5和實施例6得到的 耐高溫HPP基膜各項測試結構更加優異，這說明改性納米硼酸鋅和改性納米蒙脫土協同使 用時，得到的耐高溫HPP基膜的電學性能更加優異，這是納米硼酸鋅獨特的硼原子多鍵結構 與納米蒙脫土特殊的一維層狀納米結構在制備過程中產生了特殊效果，進一步提升了本發 明的耐高溫HPP基膜的熱穩定性及電學性能。
[0045] 通過比較實施例1與對比1，實施例2與對比例2,實施例3與對比例3,實施例4與對 比例4,實施例8與對比例5可知，在納米蒙脫土使用表面活性劑改性處理和納米硼酸鋅使用 表面活性劑改性處理時，超聲加熱代替攪拌加熱，可以明顯促進改性效果，得到的改性納米 蒙脫土與聚丙烯樹脂基體的相容性更加優良，得到的耐高溫HPP基膜的電學性能相對較好。 [0046]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通 技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案 的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種耐高溫HPP基膜，其特征在于，包括以下重量份的原料:等規聚丙烯90~110份， 改性無機納米材料5~10份，引發劑0~10份，硅烷偶聯劑0~3份，潤滑劑0~3份，增塑劑0~ 3份，十八烷醇基聚氧乙烯醚1~2份，二甲基硅油0~2份，椰子油酸鈉0.5~1.5份，苯甲酸鈉 1~2份和馬來酸酐接枝聚丙烯0.5~1.5份； 所述改性無機納米材料為改性納米硼酸鋅和/或改性納米蒙脫土。2. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于:所述引發劑為過氧化苯甲 酸叔丁酯、過氧化叔戊酸叔丁基酯、叔丁基過氧化氫和焦亞硫酸鈉中的一種。3. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于:所述硅烷偶聯劑為硅烷偶 聯劑KH550、硅烷偶聯劑KH560和硅烷偶聯劑KH570中的一種。4. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于:所述潤滑劑為乙烯基雙硬 脂酰胺、白油和硬脂酸丁酯中的一種。5. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于:所述增塑劑為環氧大豆油、 鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種。6. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于，所述改性納米硼酸鋅的制 備方法包括以下步驟： (1) 將納米硼酸鋅放入質量濃度為2~5%的表面活性劑溶液中加熱攪拌2~4h，抽濾，收 集濾餅并用去離子水洗滌3~5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米硼酸 鋅，待用； (2) 將聚四氟乙烯溶解在二甲基乙酰胺溶液中，將步驟（1)中得到的兩性納米硼酸鋅在 65~70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65°C條件下超聲處理6~8h，然后抽 濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌3~5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆的改性納米硼酸鋅。7. 根據權利要求1所述的一種耐高溫HPP基膜，其特征在于，所述改性納米蒙脫土的制 備方法包括以下步驟： (1) 將納米蒙脫土放入質量濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡1~2h，抽濾，收集濾餅并用去 離子水洗滌至中性，烘干，530~600°C煅燒3~4h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到酸化納 米蒙脫土，待用； (2) 將酸化納米蒙脫土放入質量濃度為2~5%的表面活性劑溶液中加熱攪拌2~4h，抽 濾，收集濾餅并用去離子水洗滌3~5次，烘干，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，得到兩性納米 蒙脫土，待用； (3) 稱量10g聚四氟乙烯，將其溶解在200ml二甲基乙酰胺溶液中，將步驟（1)中得到的 兩性納米蒙脫土在65~70°C條件下分散至上述二甲基乙酰胺溶液中，在65~70°C條件下超 聲處理6~8h，然后抽濾，收集濾餅，并用去離子水洗滌3~5次，烘干，得到聚四氟乙烯包覆 的改性納米蒙脫土。8. 根據權利要求1~7任一項所述的耐高溫HPP基膜，其特征在于，所述耐高溫HPP基膜 的厚度為2~4μηι。9. 權利要求1~7任一項所述的耐高溫HPP基膜的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： 第一步:按稱取各原料，然后將原料放于高速預混料機內混合均勻，得到混合原料； 第二步:將第一步中得到的混合原料在雙螺桿擠出機內熔融造粒，控制擠出機各段的 溫度分別為190/230/240/250/240/230°C，控制雙螺桿的轉速為90~100r/min，得到復合 材料顆粒； 第三步:將第二步中得到的復合材料顆粒在帶有狹縫口的擠出機內熔融擠出，控制擠 出機各段的溫度分別為190/240/250/255/255/270°C，控制雙螺桿的轉速為10~20 r/min， 得到熔體膜片； 第四步:將第三步中得到的熔體膜片在經過雙向拉伸設備牽引拉伸成膜，得到產品，控 制拉伸溫度為160~170°C，拉伸倍率為55~60倍。
【文檔編號】C08K3/34GK105820442SQ201610338022
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】苗滿香, 李毅平, 宋輝
【申請人】鄭州航空工業管理學院