CN104354414A - 一种耐高温洁净型自粘保护膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐高温洁净型自粘保护膜，包含自粘层、中间层和背材层，自粘层和背材层位于所述中间层的两侧，自粘层的构成为：低密度聚乙烯5%~20wt%，茂金属聚丙烯低密度弹性体55%~80wt%，SEBS15~30wt%；中间层的构成为：高密度聚乙烯70%~85w%，低密度聚乙烯15%~30w%；背材层的构成为：中密度聚乙烯65%~85w%，低密度聚乙烯15%~35%；自粘层、中间层和背材层分别占保护膜总重量的5%~20%、60%~80%和5%~20%，自粘层、中间层和背材层的重量比之和为100%。本发明的耐高温洁净型自粘保护膜，通过共挤吹膜而制得包含自粘层、中间层和背材层的复合底膜，各层组成尤其是自粘层的特殊设计，使得使自粘保护膜不仅具备更好的粘结强度、耐高温及抗穿刺性能，同时保证共挤吹膜过程中的有效结合和加工稳定性。

Description

一种耐高温洁净型自粘保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料的加工制备技术领域，尤其涉及一种耐高温洁净型自粘保护膜及其制备方法。
背景技术
目前，许多商品在运输、贮存、加工或组装过程中，往往需要对材料及零部件表面加以保护防止有害气体、微生物的腐蚀粉尘污染，或是避免因机械划伤产生刮痕等等，常用的方法之一是在被保护的物体表面贴上一层保护膜，在运输、贮存、加工或组装等完成之后，再把保护膜揭去，达到保护材料表面的作用。市场上常见的保护膜产品有PP（聚丙烯）膜、PVC（聚氯乙烯）膜、PE（聚乙烯）膜、EVA（乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物）膜等等，已被广泛用于铝塑复合板、镜钢板、装饰板、有机玻璃、大理石材和显示屏等的表面保护。
其中，日常生活中，人们常常会接触或使用到塑料日用器具，目前市场上的许多通过热成型的塑料日用器具，大部份均使用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，即有机玻璃）作为材质。在成型时，先将PMMA 片材加热至软化温度，然后通过模压或吸塑成型得到所需的用品或器件的形状。在成型过程中，通常就需要在使用的PMMA 片材的表面覆盖一层起保护作用的膜材，以防在运输或下游工序的过程中损伤其表面，影响最终成品的外观。针对该类起到表面保护作用的膜材而言，耐高温、洁净和粘度好是必须的应用特征。
保护膜按生产工艺主要分为涂胶（涂布）型保护膜和共挤保护膜。涂胶（涂布）型保护膜由于采用了一些具有较低玻璃化转变温度及较低分子量的材料，在撕掉保护膜后往往在保护膜上的粘结树脂会残留在被保护物体表面，且生产过程使用了有机溶剂，不环保，污染大，安全系数低，而共挤保护膜的生产工艺则相对较为环保，过程污染小，保护膜撕掉后残留的粘结树脂少。
如前所述，耐高温、洁净和粘度好是表面保护膜材所必须具备的应用特征，虽然现有的共挤保护膜的生产工艺较为环保且已得到广泛使用，但仍存在一些不足，例如，现有的三层共挤吹塑膜，其耐高温性能较差，其粘性强度随着温度高低而变化，高温时粘贴牢固，但有时会过于牢固严重时难以撕除，影响被保护物体表面，而在低温时粘性变差，甚至还会脱落，无法起到保护表面的作用，这些不足影响了保护膜，特别是自粘型保护膜的发展。
有鉴于此，提供一种耐高温洁净型自粘保护膜及其制备方法，克服现有技术中存在的缺陷，是业界亟待解决的问题。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐高温洁净型自粘保护膜，通过共挤吹膜而得到包含自粘层、中间层和背材层保护膜，且自粘层由茂金属聚丙烯低密度弹性体、SEBS和低密度聚乙烯复合制成，利用三者共聚结合所表现出的组合性能，使整个双面粘结膜具备更好的粘结强度和耐高温性能，同时保证共挤吹膜过程中的有效结合和加工稳定性。
本发明所要解决的技术问题还在于提供一种耐高温洁净型自粘保护膜的制备方法，生产在洁净生产系统中进行，通过共挤吹膜的加工方法而制得本发明的耐高温洁净型自粘保护膜。
为了解决上述技术问题，本发明提供实施例提供的一种耐高温洁净型自粘保护膜，包含自粘层、中间层和背材层，自粘层、中间层和背材层通过共挤吹膜而得到所述保护膜，所述自粘层和背材层位于所述中间层的两侧，保护膜贴合于被保护物品时，保护膜的自粘层粘结于被保护物品。
所述自粘层由含量如下的成分制备而成：
低密度聚乙烯5%~20 wt %，
茂金属聚丙烯低密度弹性体55%~ 80wt%，
SEBS 15~30 wt %，
各组分的质量百分比之和为100%。
所述中间层由含量如下的成分制备而成：
高密度聚乙烯70%~85w%，
低密度聚乙烯15%~30w%。
所述背材层由含量如下的成分制备而成：
中密度聚乙烯65%~85w%，
低密度聚乙烯15%~35%。
上述自粘层、中间层和背材层分别占保护膜总重量（厚度）的 5%~20%、60%~80% 和 5%~20%，自粘层、中间层和背材层总重量（厚度）为100%。
自粘层是本发明的核心内容之一，它主要的组分不同于现有技术中的聚乙烯热封底膜均是以茂金属线性聚乙烯为主要粘性材料，配合低密度聚乙烯和普通线性低密度聚乙烯共混，采用的是茂金属聚丙烯低密度弹性体、SEBS和低密度聚乙烯树脂复配而制成。其中，茂金属聚丙烯低密度弹性体为主体材质，本类弹性体的加工性不好，但是由于其密度比较低，柔韧性十分好，能够为薄膜提供十分好的抗穿刺能力，另外，茂金属聚丙烯低密度弹性体的抗污染热封强度非常好，能够在有油脂的情况下有效粘接，避免了现有技术中自粘层在有油污容易出现的粘接失效现象，而且其粘合强度能够满足使用要求。另外，在自粘层中添加入SEBS材料，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。加氢后的SBS的中间聚丁二烯嵌段就转化成了乙烯和1-丁烯的无规共聚段而成为SEBS。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。SEBS的耐热性显著提高, 使用温度和加工温度分别可达130℃和290℃ , 而SBS相应为65℃和200℃ 耐候性好, 暴露实验3000h后, 强度保持率为95%；电绝缘性和掺混性也有所改进。在本发明中主要利用SEBS熔点比较高，能在高温状态下拥有相对比较稳定的熔融状态，作为支撑结构提升自粘层在高温下的熔体强度，避免自粘层被破坏，另一方面，SEBS内的橡胶分子能够提供比较强的粘结强度，解决了现有技术中自粘层材质所存在的粘结力不稳定的问题。从而使整个自粘保护膜具备足够的粘结稳定性，同时具备良好的耐温性能。自粘层最优质量配比为：低密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯和SEBS按照重量比1/7/2组成。所用的树脂是已经商业化的吹膜级树脂，低密度聚乙烯的熔体流动速率约为 18~25g/10min，密度约为 0.92~0.926 kg/m3。低密度聚乙烯可以选用但不限于埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA。茂金属聚丙烯低密度弹性体的熔体流动速率约为 9.5-15/10min，密度约为 0.89 kg/m3；茂金属聚丙烯低密度弹性体可以选用但不限于Basell公司生产的 Metocene-EM248U。SEBS可以选用但不限于美国科腾生产的SEBS-A1536H。
中间层是本发明的核心内容之二，其利用高密度聚乙烯密度比较高的特点，能够在一定程度上起到阻止油脂渗透热封底膜、与复合用的胶水发生中和，避免出现整个复合结构出现层间脱离的问题；而低密度聚乙烯主要起到调整加工性的作用，另外，也能在一定程度上提升薄膜的抗刺穿性；而且，这样的中间层组成还保障了其与自粘层和背材层之间的有效结合，提高膜的力学性能。最优的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的复配比例是20/80wt%。中间层所用的树脂是已经商业化的吹膜级树脂，所用的低密度聚乙烯的熔体流动速率约为18~25g/10min，密度约为 0.92~0.926 kg/m3，低密度聚乙烯可以选用但不限于埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA。高密度聚乙烯的熔体流动速率约为 1.8~2.5g/10min，密度约为 0.96~0.98 kg/m3。高密度聚乙烯可以选用但不限于埃克森美孚生产HDPE-HD 8660.29。
背材层是本发明的核心内容之三，其以中密度聚乙烯为主体材质，一方面为薄膜提供一定的强度，另一方面，其加工性比高密度聚乙烯能够在一定程度上调整薄膜的加工性。最优的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的复配比例是30/70wt%。所用的树脂是已经商业化的吹膜级树脂，所用的低密度聚乙烯的熔体流动速率约为18~25g/10min，密度约为 0.92~0.926 kg/m3，低密度聚乙烯可以选用但不限于埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA。中密度聚乙烯的熔体流动速率约为 0.3~1.0g/10min，密度约为 0.930~0.936kg/ m3。中密度聚乙烯可以选用但不限于埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH。
自粘层、中间层和背材层各自在保护膜总重量（厚度）中的重量（厚度）比例关系是本发明的核心内容之四，通过合理设计各层的重量（厚度）比例关系，从而使自粘保护膜不仅具备更好的粘结强度、耐高温及抗穿刺性能，同时保证共挤吹膜过程中的有效结合和加工稳定性。
为了保证保护膜的质量，该保护膜采用共挤吹膜加工方法制备而成，使用三层共挤重包装膜吹塑机，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按前述内容涉及的保护膜配料混合好后，供给 3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜，该生产过程在洁净生产系统中完成。
具体实施方式
以下结合优选实施例进一步详细描述本发明的特点及优点。以下实施方式仅是示例性的，本领域技术人员可在此基础上作出显而易见的修改，这些修改也被包括在本发明的范围内。
实施例1 ：
取Basell公司生产的Metocene-EM248U茂金属聚丙烯低密度弹性体80份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯5份、美国科腾生产的SEBS-A1536H SEBS15份作为保护膜的自粘层树脂；取埃克森美孚生产的HDPE-HD 8660.29高密度聚乙烯85 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯15份作为保护膜的中间层树脂；取埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH中密度聚乙烯80 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯20份作为保护膜的中间层树脂作为保护膜的背材层树脂。
其中，就各层原料用量占整个保护膜的质量百分而言，自粘层、中间层和背材层分别为 5%、80% 和 15%。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区220℃，3 区200℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度190-220℃。
实施例2 ：
取Basell公司生产的Metocene-EM248U茂金属聚丙烯低密度弹性体70份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯10份、美国科腾生产的SEBS-A1536H SEBS20份作为保护膜的自粘层树脂；取埃克森美孚生产的HDPE-HD 8660.29高密度聚乙烯80 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯20份作为保护膜的中间层树脂；取埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH中密度聚乙烯75 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯25份作为保护膜的中间层树脂作为保护膜的背材层树脂。
其中，就各层原料用量占整个保护膜的质量百分而言，自粘层、中间层和背材层分别为 10%、70% 和 20%。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区220℃，3 区205℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度190-220℃。
实施例3 ：
取Basell公司生产的Metocene-EM248U茂金属聚丙烯低密度弹性体70份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯10份、美国科腾生产的SEBS-A1536H SEBS20份作为保护膜的自粘层树脂；取埃克森美孚生产的HDPE-HD 8660.29高密度聚乙烯80 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯20份作为保护膜的中间层树脂；取埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH中密度聚乙烯70 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯30份作为保护膜的中间层树脂作为保护膜的背材层树脂。
其中，就各层原料用量占整个保护膜的质量百分而言，自粘层、中间层和背材层分别为20%、70% 和 10%。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区220℃，3 区205℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度190-220℃。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区220℃，3 区205℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度190-220℃。
实施例4 ：
取Basell公司生产的Metocene-EM248U茂金属聚丙烯低密度弹性体70份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯15份、美国科腾生产的SEBS-A1536H SEBS15份作为保护膜的自粘层树脂；取埃克森美孚生产的HDPE-HD 8660.29高密度聚乙烯75 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯25份作为保护膜的中间层树脂；取埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH中密度聚乙烯85 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯15份作为保护膜的中间层树脂作为保护膜的背材层树脂。
其中，就各层原料用量占整个保护膜的质量百分而言，自粘层、中间层和背材层分别为5%、90% 和 5%。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区220℃，3 区205℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度195-220℃。
实施例5：
取Basell公司生产的Metocene-EM248U茂金属聚丙烯低密度弹性体70份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯20份、美国科腾生产的SEBS-A1536H SEBS10份作为保护膜的自粘层树脂；取埃克森美孚生产的HDPE-HD 8660.29高密度聚乙烯70 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯30份作为保护膜的中间层树脂；取埃克森美孚生产的MDPE-MD3505CH中密度聚乙烯65 份、埃克森美孚生产的LDPE-LD600BA低密度聚乙烯35份作为保护膜的中间层树脂作为保护膜的背材层树脂。
其中，就各层原料用量占整个保护膜的质量百分而言，自粘层、中间层和背材层分别为20%、60% 和 20%。
制备过程：使用三层共挤重包装膜吹塑机，按照上述配方配料，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按上述配比混合好后供给3 台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜。其中，挤出机机筒温度区间：1 区185℃，2 区210℃，3 区205℃，4 区185℃，换网流道175℃ ；膜口温度195-210℃。
实施例6
性能检测：
将通过上述实施1-5中方法制得的耐高温洁净型自粘保护膜按照相应国家标准对一些具体参数进行测试，具体参数及相应要求详见下表一。
表一   保护膜的测试参数及标准
根据相应测试标准中的测试方法，得到表二中的质量参数。
表二   保护膜的测试参数及标准
通过表二的测试参数可以看出本发明中各实施例所制得的耐高温洁净型自粘保护膜的各项参数均优于国家标准，具备良好的粘结强度和耐高温性能，并能够在有油脂的情况下得以进行有效牢固封合，同时保证共挤吹膜过程中的有效结合和加工稳定性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种耐高温洁净型自粘保护膜，其特征在于包含自粘层、中间层和背材层，自粘层、中间层和背材层通过共挤吹膜而得到所述保护膜，所述自粘层和背材层位于所述中间层的两侧，保护膜贴合于被保护物品时，保护膜的自粘层粘结于被保护物品。
2.所述自粘层由含量如下的成分制备而成：
低密度聚乙烯5%~20 wt %，
茂金属聚丙烯低密度弹性体55%~ 80wt%，
SEBS 15~30 wt %，
各组分的质量百分比之和为100%；
所述中间层由含量如下的成分制备而成：
高密度聚乙烯70%~85w%，
低密度聚乙烯15%~30w%；
所述背材层由含量如下的成分制备而成：
中密度聚乙烯65%~85w%，
低密度聚乙烯15%~35%；
上述自粘层、中间层和背材层分别占保护膜总重量的5%~20%、60%~80%和5%~20%，自粘层、中间层和背材层的重量比之和为100%。
3. 如权利要求 1 所述的耐高温洁净型自粘保护膜，其特征在于所述自粘层使用的茂金属聚丙烯低密度弹性体的熔体流动速率约为1.5-2.5/10min，密度为约0.89kg/m3；低密度聚乙烯的熔体流动速率约为18~25g/10min，密度约为0.92~0.926kg/m3。
4. 如权利要求 1 所述的耐高温洁净型自粘保护膜，其特征在于所述中间层使用的高密度聚乙烯的熔体流动速率约为1.8~2.5g/10min，密度约为 0.96~0.98kg/m3；低密度聚乙烯的熔体流动速率约为18~25g/10min，密度约为0.92~0.926kg/m3。
5. 如权利要求 1 所述的耐高温洁净型自粘保护膜，其特征在于所述中间层使用的中密度聚乙烯的熔体流动速率约为8~12g/10min，密度约为0.930~0.936kg/m3；低密度聚乙烯的熔体流动速率约为18~25g/10min，密度约为0.92~0.926kg/m3。
6. 如权利要求 1 所述的耐高温洁净型自粘保护膜，其特征在于：所述自粘层由低密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯和SEBS按照重量比1/7/2组成 ；所述中间层由低密度聚乙烯和高密度聚乙烯按重量比 1/4 组成，所述背材层由低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按重量比 3/7 组成。
7. 一种如权利要求1～4中任意一项所述的耐高温洁净型自粘保护膜的制备方法，其特征在于通过共挤吹膜加工工艺制备，使用三层共挤重包装膜吹塑机，由料仓进入质量配料器，质量配料器将原料按权利要求1～4中任意一项所述的保护膜配料混合好后，供给3台不同角度摆放的挤出机，经换网机构送至模头后分别形成薄膜芯层及内外层，由风扇吹入冷却空气将膜管吹胀成膜泡，膜泡经外冷却风环和膜泡内冷系统冷却后，经牵伸装置和电晕处理器处理后进入收卷装置进行收卷分切，即得到耐高温洁净型自粘保护膜，生产在洁净生产系统中完成。
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