[发明专利]一种高模量ETFE薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高模量ETFE薄膜及其制备方法，该薄膜包含如下以质量份数计的材料：乙烯‑四氟乙烯共聚物粉末：100份；增塑剂：5‑20份；表面处理剂：1‑3份；纳米填料：1‑5份；抗氧剂：0.5‑2份；其中，所述的增塑剂选择丙烯酸及丙烯酸酯嵌段共聚物和/或丙烯酸类聚合物；所述的表面处理剂为分子量大于300的含氟硅烷偶联剂，所述的纳米填料是指无机纳米粒子，呈球形，D90粒径＜300nm。本发明提供的高模量ETFE薄膜的制备方法，简化了预处理工艺，极大地提高了薄膜的拉伸模量，进而提高了薄膜耐温性，提升后续制品的成品率；且解决了无机纳米粒子的分散问题。

技术领域

本发明涉及一种聚合物薄膜及其制备方法，具体涉及一种高模量ETFE薄膜及其制备方法。

背景技术

ETFE是乙烯-四氟乙烯共聚物(Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)的缩写，俗称聚氟乙烯。ETFE薄膜是将基材通过挤压成型等方法加工而成。是最强韧的氟塑料，它在保持了PTFE良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍；成型收缩率:3.1-7.7％；成型温度：300-330℃。用于建筑屋面或墙面的ETFE薄膜的厚度通常为50μm～250μm，抗拉强度约40～60MPa，断裂延伸率可达400％。ETFE薄膜的透光率高达90％以上。

CN106279946A公开的一种ETFE薄膜及其制造方法，通过添加陶瓷纤维来提高薄膜的硬度。然而，该方法一方面纤维制备方法复杂，长径比难以控制，会影响薄膜的透明度，且在制备20μm薄膜时易产生纤维裸露，硬度提高程度有限；另一方面配方中使用的相容剂、润滑剂与ETFE的相容性很差，在长期使用过程中有“起霜”现象，导致薄膜性能劣化。

总之，现有技术具有以下问题：

1)制备方法复杂，硬度提高有限；

2)相容剂和分散剂选择不合理，易导致“起霜”现象，从而影响薄膜的长期使用性能；

3)当前薄膜硬度低，耐温性差。

发明内容

本发明的目的是解决ETFE薄膜硬度低，耐温性差，长期使用性能低的问题，提供一种高模量ETFE薄膜，拉伸模量高，薄膜耐温性好，且解决了无机纳米粒子的分散问题，且没有明显降低薄膜的透明度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种高模量ETFE薄膜，该薄膜包含如下以质量份数计的材料：

乙烯-四氟乙烯共聚物粉末：100份

增塑剂：5-20份

表面处理剂：1-3份

纳米填料：1-5份

抗氧剂：0.5-2份；

其中，所述的增塑剂选择聚甲基丙烯酸全氟庚基甲酯；所述的表面处理剂为分子量大于300的含氟硅烷偶联剂，所述的纳米填料是指无机纳米粒子，呈球形，D90粒径＜300nm。纳米填料的用量选择很关键，太多会影响其透明度，太少又影响模量效果。

可选地，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物粉末的堆积密度为1-3g/ml，熔融指数为3-40g/10min，熔点为210-250℃。

可选地，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指数为10-20g/10min，。

可选地，所述的表面处理剂为全氟硅烷偶联剂。

可选地，所述的表面处理剂选择全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷中的任意一种。

可选地，所述的纳米填料的D90粒径为50-200nm。