CN102848676A - 一种共挤流延聚酯薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种共挤流延聚酯薄膜及其制备方法，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂通过共挤流延工艺制成。本发明还提供了一种共挤流延聚酯薄膜的制备方法。本发明的技术方案，提供了一种具有高断裂伸长率、久置不易变脆、可低温贴合在金属板表面的聚酯薄膜，解决了现有技术中的单层流延聚酯薄膜久置易变脆的问题。

Description

一种共挤流延聚酯薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚酯薄膜及其制备方法，尤其涉及一种共挤流延聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术

在金属制罐行业中，罐身材料一般为镀锡薄钢板、镀铬薄钢板或镀铬薄铝板，为了保护金属不受腐蚀，通常在制罐金属材料的外表面涂抹一层涂料，然而涂布过程中会有污染环境的有机溶剂挥发，且涂料以及涂布设备价格昂贵，并且涂布工艺复杂。

后来，人们发现经过改性的双拉聚酯薄膜可以贴合在金属板表面，解决了有机溶剂对环境污染的问题，但是也存在一些缺陷，例如：双拉聚酯薄膜熔点高，热贴到金属板表面时需要较高的温度（一般为240-280℃），消耗较多的能源，对设备要求也高；此外，双向拉伸聚酯薄膜分子高度取向，经过电晕虽然可以印刷，但是对油墨的适应性差，且印刷强度普遍不高；另外，双拉聚酯薄膜断裂伸长率较低，通常约120%~180%，对于有深加工需要的金属板（加工过程金属板的延伸率可达300%以上），例如两片罐，在拉伸的过程中贴合有双拉聚酯薄膜的覆膜金属板会发生薄膜与金属板分离或表层薄膜断裂等问题，如何开发一种新的聚酯薄膜制备工艺能制备出具有高断裂伸长率、可低温贴合在金属板表面的聚酯薄膜成为有待解决的问题。

基于双拉膜的缺陷，目前研制出流延工艺生产的单层流延聚酯薄膜，由于该工艺生产的聚酯薄膜具有熔点低、断裂伸长率高，一般其流延膜的断裂伸长率可以达到400%以上，完全可以满足深冲二片罐的高变形率需要，解决了现有技术中双拉聚酯薄膜贴合金属板温度过高，消耗能源多，以及断裂伸长率低，不能进行深加工的问题。

但是在研制流延膜的过程中，人们发现单层的流延聚酯薄膜存在久置变脆的问题，严重影响了产品的性能。因此，如何开发一种新的流延聚酯薄膜，使其克服现有单层流延聚酯薄膜久置变脆的缺陷，一直是人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种共挤流延聚酯薄膜，通过共挤流延工艺生产出ABA型结构的共挤流延聚酯薄膜，其中间层采用马来酸酐接枝改性的PP树脂（即：“B”），内外层采用间苯二甲酸改性的PET树脂（即：“A”），该共挤流延聚酯薄膜解决了现有技术中单层流延聚酯薄膜久置变脆的问题。

本发明提供了一种共挤流延聚酯薄膜，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂通过共挤流延工艺制成。

本发明的技术方案中，所述间苯二甲酸在间苯二甲酸改性的PET树脂中的摩尔含量为8-15%。相比于PET树脂，间苯二甲酸改性的PET树脂具有较高的柔韧性。

本发明的技术方案中，所述间苯二甲酸改性的PET树脂和马来酸酐接枝改性的PP树脂的特性粘度指数均在0.7dL/g以上。

在本发明的实施方式中，所述共挤流延膜的厚度在13-40μm。

在本发明的另一个实施方式中，所述间苯二甲酸改性的PET树脂层厚度为共挤流延膜的厚度的15-25%；所述马来酸酐接枝改性的PP树脂层厚度为共挤流延膜的厚度的50-70%。

本发明还提供了共挤流延聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）将所述间苯二甲酸改性的PET树脂通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

在两台挤出机中分别进行上述操作，在模口挤出相同的所述熔体；

2）将所述马来酸酐接枝改性的PP树脂通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

3）将由上述三台挤出机挤出的熔体分别流入多流道共挤出机的分流道中，三层熔体在机头口经流延辊流延，冷却辊冷却后得到共挤流延薄膜初品；

4）将所述共挤流延薄膜初品经热定型，然后经冷却、收卷、分切得到所述共挤流延聚酯薄膜。

本发明中在共挤流延聚酯薄膜的制备方法中，还可以包括在步骤1）中加入添加剂SiO₂与所述间苯二甲酸改性的PET树脂按比例混合后，通过螺杆挤出机熔融。在步骤1）中加入添加剂SiO₂可以增强间苯二甲酸改性的PET树脂的柔韧效果，且能降低薄膜表面的摩擦系数，提高爽滑性。

进一步地，控制所述流延辊的温度为60~75℃，控制冷却辊温度为20~40℃。

进一步地，控制所述流延辊的线速度为熔体从模口流出速度的5～20倍。

进一步地，控制热定型的温度为90~190℃，时间为1~8秒。

本发明提供的方法制备出的流延聚酯薄膜可具有13～40μm的厚度，400%以上的断裂伸长率，并且可在200～230℃贴合至薄钢板或薄铝板表面。为使制备出的所述共挤流延聚酯薄膜更适合印刷，在本发明提供的方法中的热定型冷却步骤之后还可以包括对所述共挤流延薄膜初品进行电晕处理的步骤，电晕处理的方法和条件可以使本领域常规的方法和条件，本领域技术人员可根据需要进行适当选择。

本发明还提供了一种覆膜金属板，所述覆膜金属板通过在金属板上贴合所述的共挤流延聚酯薄膜获得。

本发明还提供了一种金属板上贴合所述的流延聚酯薄膜的方法，包括控制金属板的温度为200～230℃，将所述共挤流延聚酯薄膜贴合至金属板上。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的共挤流延聚酯薄膜解决了单层聚酯流延薄膜久置变脆的问题，同时该薄膜具有断裂伸长率大于400%，能够满足产品后期拉伸的要求，熔点低，贴合牢度高，薄膜耐印性好的特点。

2、本发明的共挤流延聚酯薄膜采用特性粘度指数在0.7dL/g以上的聚酯，贴合金属板后抗冲击性好。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供一种共挤流延聚酯薄膜，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂（间苯二甲酸在改性聚酯中的摩尔含量为10%，特性粘度指数为0.8dL/g，厚度为4μm）和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂（特性粘度指数为0.8dL/g，厚度为12μm）通过共挤流延工艺制成。

上述共挤流延聚酯薄膜的制备方法如下：

将添加剂SiO₂与所述间苯二甲酸改性的PET树脂按比例0.06:99.94混合后，通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；在两台挤出机中分别进行上述操作，在模口挤出相同的所述熔体；将所述马来酸酐接枝改性的PP树脂，通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

将由上述三台挤出机挤出的熔体分别流入多流道共挤出机的分流道中，三层熔体在机头口经流延辊流延，控制所述流延辊的温度为60℃，线速度是熔体从模口流出速度的5倍；再经冷却辊冷却后得到共挤流延薄膜初品，控制冷却辊温度为20℃；然后将所述共挤流延薄膜初品在100℃热定型3秒，然后经冷却、收卷、分切得到所述共挤流延聚酯薄膜。

共挤流延聚酯薄膜主要性能参数：

项目	数值	单位
			共挤流延聚酯薄膜厚度	20	μm
断裂伸长率	450	%

本实施例中，间苯二甲酸改性的PET树脂和马来酸酐接枝改性的PP树脂特性粘度指数，以及获得的共挤流延聚酯薄膜的厚度和断裂伸长率的测试方法如下：

1)特性粘度指数：精确称量0.1克的样品（间苯二甲酸改性的PET树脂或马来酸酐接枝改性的PP树脂）切片，溶解于25mL的混合溶剂（由苯酚和四氯乙烷配置而成，其中苯酚与四氯乙烷的质量比为60：40）中，用奥斯特瓦尔德粘度计在30℃下进行测定，测定五次，求平均值。

2）共挤流延聚酯薄膜的厚度：按照GB/T6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定-机械测量法》的方法进行测定。

3）薄膜的断裂伸长率：按GB/T 1040.3《塑料拉伸性能的测定第三部分》的方法进行测定。

以下实施例均采用上述相同的方法测定。

实施例2

本发明提供一种共挤流延聚酯薄膜，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂（间苯二甲酸在改性聚酯中的摩尔含量为12%，特性粘度指数为0.75dL/g，厚度为6μm）和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂（特性粘度指数为0.8dL/g，厚度为18μm）通过共挤流延工艺成。

上述共挤流延聚酯薄膜的制备方法如下：

将添加剂SiO₂与所述间苯二甲酸改性的PET树脂按比例0.1:99.9混合后，通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；在两台挤出机中分别进行上述操作，在模口挤出相同的所述熔体；将所述马来酸酐接枝改性的PP树脂通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

将由上述三台挤出机挤出的熔体分别流入多流道共挤出机的分流道中，三层熔体在机头口经流延辊流延，控制所述流延辊的温度为65℃，线速度是熔体从模口流出速度的10倍；再经冷却辊冷却后得到共挤流延薄膜初品，控制冷却辊温度为30℃；然后将所述共挤流延薄膜初品在150℃热定型5秒，然后经冷却、收卷、分切得到所述共挤流延聚酯薄膜。

共挤流延聚酯薄膜主要性能参数：

项目	数值	单位
			共挤流延聚酯薄膜厚度	30	μm
断裂伸长率	550	%

实施例3

本发明提供一种共挤流延聚酯薄膜，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂（间苯二甲酸在改性聚酯中的摩尔含量为12%，特性粘度指数为0.8dL/g，厚度为3μm）和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂（特性粘度指数为0.8dL/g，厚度为14μm）通过共挤流延工艺成。

上述共挤流延聚酯薄膜的制备方法如下：

将添加剂SiO₂与所述间苯二甲酸改性的PET树脂按比例0.08:99.92混合后，通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；在两台挤出机中分别进行上述操作，在模口挤出相同的所述熔体；将通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

将由上述三台挤出机挤出的熔体分别流入多流道共挤出机的分流道中，三层熔体在机头口经流延辊流延，控制所述流延辊的温度为75℃，线速度是熔体从模口流出速度的15倍；再经冷却辊冷却后得到共挤流延薄膜初品，控制冷却辊温度为40℃；然后将所述共挤流延薄膜初品在180℃热定型8秒，然后经冷却、收卷、分切得到所述共挤流延聚酯薄膜。

共挤流延聚酯薄膜主要性能参数：

项目	数值	单位
			共挤流延聚酯薄膜厚度	20	μm
断裂伸长率	450	%

将实施例1~3所制备出共挤流延聚酯薄膜在8Kg压力下：将实施例1的共挤流延聚酯薄膜在220℃，实施例2的共挤流延聚酯薄膜在220℃，实施例3的共挤流延聚酯薄膜在220℃，分别热贴合于0.20mm厚镀铬薄钢板表面上，用冲杯实验机将贴合了聚酯薄膜的镀铬薄钢板冲成直径30mm、深11mm的杯形试样，冲击过程中薄膜与金属基板之间无分离、脱粘。将该杯形试样置于121℃蒸馏水中蒸煮30min，薄膜表面不起皱、不与金属基板之间分离。将该杯形试样置于121℃,醋酸溶液中蒸煮30min，薄膜表面不起皱、不与金属基板之间分离。

类似地，将实施例1~3共挤流延聚酯薄膜按上述方法热贴到铝板、镀锡板制成覆膜金属板，经同上方法水煮、酸煮，薄膜表面不起皱、不与金属基板之间分离。

本发明提供的一种具有高断裂伸长率、久置不易变脆、可低温贴合在金属板表面的聚酯薄膜，解决了现有技术中的单层流延聚酯薄膜久置易变脆的问题，基于上述共挤流延聚酯薄膜，进一步地，本发明还提供了一种覆膜金属板，可在200～230℃贴合所述共挤流延聚酯薄膜至金属板上获得，所述金属板可以是钢板、铝板或锡板，该覆膜金属板的获得，不需要特殊的贴膜设备，能耗低，并且在制罐过程不会出现聚酯薄膜与金属板分离或表层聚酯薄膜断裂的问题。

Claims (13)

1.一种共挤流延聚酯薄膜，其特征在于，该聚酯薄膜由内外层均为间苯二甲酸改性的PET树脂和中间层为马来酸酐接枝改性的PP树脂通过共挤流延工艺制成。

2.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述间苯二甲酸在间苯二甲酸改性的PET树脂中的摩尔含量为8-15%。

3.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述间苯二甲酸改性的PET树脂和马来酸酐接枝改性的PP树脂的特性粘度指数均在0.7dL/g以上。

4.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述共挤流延聚酯薄膜的厚度在13-40μm。

5.根据权利要求1所述的聚酯薄膜，其特征在于，所述间苯二甲酸改性的PET树脂层厚度为共挤流延膜的厚度的15-25%；

所述马来酸酐接枝改性的PP树脂层厚度为共挤流延膜的厚度的50-70%。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的共挤流延聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将所述间苯二甲酸改性的PET树脂通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

在两台挤出机中分别进行上述操作，在模口挤出相同的所述熔体；

2）将所述马来酸酐接枝改性的PP树脂通过螺杆挤出机熔融，在模口挤出所述熔体；

3）将由上述三台挤出机挤出的熔体分别流入多流道共挤出机的分流道中，三层熔体在机头口经流延辊流延，冷却辊冷却后得到共挤流延薄膜初品；

4）将所述共挤流延薄膜初品经热定型，然后经冷却、收卷、分切得到所述共挤流延聚酯薄膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括在步骤1）中加入添加剂SiO₂与所述间苯二甲酸改性的PET树脂按比例混合后，通过螺杆挤出机熔融。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，控制所述流延辊的温度为60~75℃，控制冷却辊温度为20~40℃。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，控制所述流延辊的线速度为熔体从模口流出速度的5～20倍。

10.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，控制热定型的温度为90~190℃，时间为1~8秒。

11.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，还包括在薄膜热定型冷却之后，收卷之前对所述共挤流延聚酯薄膜进行电晕处理。

12.一种覆膜金属板，其特征在于，所述覆膜金属板通过在金属板上贴合如权利要求1-5任一项所述的共挤流延聚酯薄膜获得。

13.一种在金属板上贴合如权利要求1-5任一项所述的共挤流延聚酯薄膜的方法，其特征在于，包括控制金属板的温度为200℃～230℃，将所述流延聚酯薄膜贴合至金属板上。