CN102152568B - 一种无胶聚乙烯保护膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无胶聚乙烯保护膜及其制备方法，该无胶聚乙烯保护膜包括基膜层、中间层和自粘层，其中，基膜层按重量百分比包括低密度聚乙烯25％～60％、线性低密度聚乙烯40％～75％和茂金属线性低密度聚乙烯1％～10％；中间层按重量百分比包括低密度聚乙烯30％～60％、线性低密度聚乙烯40％～70％和乙烯-醋酸乙烯共聚物10％～30％；自粘层按重量百分比包括低密度聚乙烯5％～15％、线性低密度聚乙烯5％～20％和聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒80％～90％。本发明所述的无胶聚乙烯保护膜具有粘力高、不残胶、力学性能好和透明度高等优点，能够克服现有聚乙烯保护膜的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种无胶聚乙烯保护膜及其制备方法。
背景技术
目前，工业化生产聚乙烯保护膜的方式有两种：涂布法和共挤法。涂布法是利用在已经制得的膜状基材(即基膜)上，涂布乳液态或者溶液态的压敏胶粘剂，然后加热，除去溶剂或者分散剂，卷取而得到保护膜。共挤法是通过共挤复合设备(共挤出吹塑或共挤出流延设备)，将自粘性材料层和基材层同步挤出、复合，制得保护膜，是生产保护膜的一种比较理想的方法。因其无需使用传统的涂胶工序，行业内称该法制得的保护膜为无胶保护膜。
无胶保护膜常用的自粘性材料主要包括有乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯类热塑性弹性体、乙烯-α烯烃共聚物、氢化丁苯橡胶、超低密度聚乙烯(ULDPE)和聚烯烃塑性体树脂(POP)等，但是，使用上述自粘性材料制得的无胶聚乙烯保护膜存在粘力低、粘力随温度和时间变化敏感、高粘力产品易残胶等缺点。另一方面，在压敏胶制品中，聚丙烯酸酯压敏胶是一类综合性能优良、使用最多的压敏胶，尤其是其粘力高，甚至无需配合使用增粘树脂就能具有很强的粘力。因此，将聚丙烯酸酯压敏胶作为无胶保护膜的自粘性材料可能会有非常好的性能，但是，聚丙烯酸酯压敏胶与保护膜基材之前的相容性较差，直接将聚丙烯酸酯压敏胶与保护膜基材进行共挤吹膜无法制备外观与功能均合格的无胶保护膜，因此，行业内的技术人员一直在努力寻找解决这一技术难题的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无胶聚乙烯保护膜及其制备方法，以克服现有无胶聚乙烯保护膜的缺陷。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种无胶聚乙烯保护膜，包括基膜层、中间层和自粘层，其中，所述的基膜层按重量百分比包括低密度聚乙烯25％～60％、线性低密度聚乙烯40％～75％和茂金属线性低密度聚乙烯1％～10％；所述的中间层按重量百分比包括低密度聚乙烯30％～60％、线性低密度聚乙烯40％～70％和乙烯-醋酸乙烯共聚物10％～30％；所述的自粘层按重量百分比包括低密度聚乙烯5％～15％、线性低密度聚乙烯5％～20％和聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒80％～90％。
所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的含量为16％～18％。
所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒是将聚丙烯酸酯热熔压敏胶均匀载附在低密度聚乙烯中制成的。
本发明所述的无胶聚乙烯保护膜是通过以下步骤制得的：
分别将所述基膜层、中间层和自粘层的各组分混合均匀，然后分别置于三层共挤吹膜机中，随后进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和剥离，即制得本发明所述的无胶聚乙烯保护膜。其中，进行塑化挤出时，所述三层共挤吹膜机的温度控制在150～180℃。
作为一种优选的实施方式，本发明所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒，按重量百分比包括以下组分：
聚丙烯酸酯热熔压敏胶 60％～80％；
载体树脂 19％～40％；
功能性助剂 0.3％～2％。
其中，所述的载体树脂为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或两种的混合；所述的功能性助剂为硬脂酸锌。
该优选的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒是通过以下具体步骤制得的：将聚丙烯酸酯热熔压敏胶、载体树脂和功能性助剂置于高速混合机中混合均匀(15～30分钟)，然后置于双螺杆挤出机中(螺杆的各段温度为165～180℃)，经熔融混合均匀后挤出、水浴冷却至10～35℃并经切粒机切粒，最后经真空干燥即制得改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒。
作为一种优选的实施方式，本发明所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶由聚丙烯酸酯热熔压敏胶乳液经聚合反应和喷雾干燥制得，其中，所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶乳液按重量百分比包括以下组分：
软单体 20％～35％； 硬单体 8％～20％；
功能单体 0.4％～4％； 乳化剂 0.1％～2％；
引发剂 0.05％～0.6％；去离子水 45％～55％。
所述的软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或两种以上的混合。所述的硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈中的一种或两种以上的混合。所述的功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合。所述的乳化剂可以选自传统的表面活性剂，例如烷基、芳基或烷基芳基硫酸、磺酸或磷酸的碱金属盐或铵盐，乙氧基化的醇或酚；也可以选自可聚合的表面活性剂，例如含烯丙基的表面活性剂。所述的引发剂选自过硫酸铵或者过硫酸钾。
该优选的聚丙烯酸酯热熔压敏胶是通过以下具体步骤制得的：1)往预乳化釜中加入乳化剂、适量去离子水以及全部的软单体、硬单体和功能单体，充分搅拌均匀，制得预乳化液；2)在反应釜中加入适量去离子水、1％～10％的预乳化液和部分引发剂，升温至75～90℃进行聚合反应；3)待反应出现明显蓝色荧光时，向反应釜中同时滴加剩余的预乳化液和引发剂，控制反应温度在78～87℃，于1.5～5小时滴加完毕；4)加料结束后，保温15～60分钟，然后升温至90～93℃保温0.5～3小时；5)待反应液降温至45℃以下后进行过滤，所得滤液经喷雾干燥后即制得改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶。
在本发明所述的无胶聚乙烯保护膜中，所述的低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动指数相接近，均为0.8～1.6g/10min，其中，低密度聚乙烯具有优异的加工性能，而线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯能够使保护膜具有良好的强度等力学性能。采用聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒与低密度聚乙烯构成自粘层，一方面能够赋予保护膜优良的胶粘性能，另一方面能够增加聚丙烯酸酯热熔压敏胶与基膜层之间的相容性，从而能够共挤吹膜得到外观与功能均合格的保护膜。而乙烯-醋酸乙烯共聚物的添加使得保护膜的中间层具有适当含量的极性基团，从而使保护膜的基膜层与自粘层牢固地结合在一起。与现有技术相比，本发明所述的无胶聚乙烯保护膜具有粘力高、不残胶、力学性能好和透明度高等优点，能够克服现有聚乙烯保护膜的缺陷。
具体实施方式
实施例一：
无胶聚乙烯保护膜的制备：按重量百分比称取以下各组分：基膜层：低密度聚乙烯30％、线性低密度聚乙烯65％和茂金属线性低密度聚乙烯5％；中间层：低密度聚乙烯35％、线性低密度聚乙烯50％和乙烯-醋酸乙烯共聚物15％；自粘层：低密度聚乙烯5％、线性低密度聚乙烯15％和聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒80％。其中，聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒是将聚丙烯酸酯热熔压敏胶均匀载附在低密度聚乙烯中制成的。分别将上述基膜层、中间层和自粘层的各组分混合均匀，然后分别置于三层共挤吹膜机中，随后进行塑化挤出(温度控制在150～180℃)、吹胀成型、冷却、牵引、剥离和卷取，制得本发明所述的无胶聚乙烯保护膜。
实施例二：
改良聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒的制备：将156公斤聚丙烯酸酯热熔压敏胶、12.4公斤低密度聚乙烯、30公斤线性低密度聚乙烯和1.6公斤硬脂酸锌置于高速混合机中混合15～30分钟，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为165～180℃，将物料熔融混合均匀后挤出、水浴冷却至10～35℃，随后经切粒机切粒，最后经真空干燥即制得改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒。
无胶聚乙烯保护膜的制备：按重量百分比称取以下各组分：基膜层：低密度聚乙烯25％、线性低密度聚乙烯72％和茂金属线性低密度聚乙烯3％；中间层：低密度聚乙烯30％、线性低密度聚乙烯60％和乙烯-醋酸乙烯共聚物10％；自粘层：低密度聚乙烯5％、线性低密度聚乙烯5％和改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒90％。分别将上述基膜层、中间层和自粘层的各组分混合均匀，然后分别置于三层共挤吹膜机中，随后进行塑化挤出(温度控制在150～180℃)、吹胀成型、冷却、牵引、剥离和卷取，制得本发明所述的无胶聚乙烯保护膜。
实施例三：
改良聚丙烯酸酯热熔压敏胶的制备：往预乳化釜中加入5.0公斤K12乳化剂、5.0公斤OP-10乳化剂、180公斤去离子水、5.0公斤甲基丙烯酸、7.5公斤甲基丙烯酸缩水甘油酯、225公斤甲基丙烯酸甲酯、100公斤丙烯酸丁酯和150公斤丙烯酸异辛酯，充分搅拌均匀，制得预乳化液；然后在反应釜中加入270公斤去离子水、35公斤预乳化液和1.0公斤过硫酸铵，升温至75℃进行聚合反应；待反应出现明显蓝色荧光时，向反应釜中同时滴加剩余的预乳化液和引发剂溶液(将1.5公斤过硫酸铵溶于50公斤去离子水中而制得)，调节两者的滴加速度，控制反应温度在80～85℃，约3.5小时滴加完毕；加料结束后，保温30分钟，然后升温至90～93℃保温1小时；待反应液降温至45℃以下后进行过滤，所得滤液经喷雾干燥后即制得改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶。
改良聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒的制备：将75公斤改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶、6.4公斤低密度聚乙烯、18公斤线性低密度聚乙烯和0.6公斤硬脂酸锌置于高速混合机中混合15～30分钟，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为165～180℃，将物料熔融混合均匀后挤出、水浴冷却至10～35℃，随后经切粒机切粒，最后经真空干燥即制得改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒。
无胶聚乙烯保护膜的制备：按重量百分比称取以下各组分：基膜层：低密度聚乙烯40％、线性低密度聚乙烯52％和茂金属线性低密度聚乙烯8％；中间层：低密度聚乙烯40％、线性低密度聚乙烯40％和乙烯-醋酸乙烯共聚物20％；自粘层：低密度聚乙烯10％、线性低密度聚乙烯5％和改良的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒85％。分别将上述基膜层、中间层和自粘层的各组分混合均匀，然后分别置于三层共挤吹膜机中，随后进行塑化挤出(温度控制在150～180℃)、吹胀成型、冷却、牵引、剥离和卷取，制得本发明所述的无胶聚乙烯保护膜。
Claims (4)
1.一种无胶聚乙烯保护膜，其特征在于：包括基膜层、中间层和自粘层；所述的基膜层按重量百分比包括低密度聚乙烯25％～60％、线性低密度聚乙烯40％～75％和茂金属线性低密度聚乙烯1％～10％；所述的基膜层的各组分含量之和为100%；
所述的中间层按重量百分比包括低密度聚乙烯30％～60％、线性低密度聚乙烯40％～70％和乙烯-醋酸乙烯共聚物10％～30％；所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的含量为16％～18％；所述的中间层的各组分含量之和为100%；
所述的自粘层按重量百分比包括低密度聚乙烯5％～15％、线性低密度聚乙烯5％～20％和聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒80％～90％；所述的自粘层的各组分含量之和为100%；
所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒按重量百分比包括以下组分：
聚丙烯酸酯热熔压敏胶 60％～80％；
载体树脂 19％～40％；
功能性助剂 0.3％～2％；
所述聚丙烯酸酯热熔压敏胶母粒的各组分含量之和为100%；
所述的载体树脂为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或两种的混合；所述的功能性助剂为硬脂酸锌；
所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶由聚丙烯酸酯热熔压敏胶乳液经聚合反应和喷雾干燥制得，所述的聚丙烯酸酯热熔压敏胶乳液按重量百分比包括以下组分：
软单体 20％～35％； 硬单体 8％～20％；
功能单体 0.4％～4％； 乳化剂 0.1％～2％；
引发剂 0.05％～0.6％；去离子水 45％～55％。
2.根据权利要求1所述的无胶聚乙烯保护膜，其特征在于：所述的软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八酯中的一种或两种以上的混合；所述的硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈中的一种或两种以上的混合；所述的功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合；所述的乳化剂为表面活性剂；所述的引发剂选自过硫酸铵或者过硫酸钾。
3.权利要求1所述的无胶聚乙烯保护膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：分别将所述基膜层、中间层和自粘层的各组分混合均匀，然后分别置于三层共挤吹膜机中，随后进行塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和剥离。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：进行塑化挤出时，所述三层共挤吹膜机的温度控制在150～180℃。
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