CN105479884B - 双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法和应用 - Google Patents

双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法和应用，所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材包括聚丙烯表层、聚丙烯芯层和乙烯‑醋酸乙烯酯层，由表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂和乙烯‑醋酸乙烯酯树脂经共挤出和双向拉伸制备而成。本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，无需涂覆底涂剂即可直接涂布EVA热熔胶，简化了预涂膜的制备工艺，避免了底涂剂中有机溶剂造成的安全隐患，能够提高生产效率、降低能源消耗；也避免了传统底涂法造成的薄膜基材储存期变色问题；EVA底涂层与现有技术中的EVA热熔胶均有良好的结合力，还能提高EVA热熔胶层的剥离强度。

Description

双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种薄膜基材及其制备方法和应用，特别是涉及一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材及其制备方法和应用。
背景技术
覆膜，是指在塑料薄膜上涂覆胶黏剂，与纸印刷品经加热、加压后黏合在一起，形成纸塑合一产品的加工技术。经覆膜的印刷品，由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜，表面更平滑光亮，从而提高印刷品的光泽度和牢度，同时还能起到防水、防污、耐磨、耐摺、耐化学腐蚀等作用。
预涂膜工艺是指表面涂覆有热熔胶的塑料薄膜，通过热压直接用于纸印刷品的覆膜加工。预涂膜通常由基材层、底涂层和热熔胶层构成。基材层通常为双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜或双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜，其厚度为12～20μm，其中BOPP薄膜具有透明度高、光亮度好、无毒无味、耐水、耐热、价廉、质地柔软等特点，是覆膜工艺中较理想的材料。底涂层通常为高分子量聚乙烯亚胺水溶液(AC剂)；热熔胶层通常为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)树脂，其厚度为5～15μm。由于在BOPP薄膜表面涂布EVA的结合力较差，在涂布EVA前往往需要在BOPP薄膜上涂布AC剂。然而，AC剂通常含有大量的甲醇、乙醇等有机溶剂，涂布后需要将AC剂的溶剂烘干，才能在BOPP薄膜表面形成底涂层。这样的工序不但容易产生易燃易爆的安全隐患，同时，烘干AC剂往往需要较长的烘道和热量，造成了占用空间和能源耗费。
发明内容
基于此，本发明的一个目的在于，提供一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，其通过共挤出在聚丙烯薄膜上形成EVA底涂层，无需再涂覆底涂剂，即能直接涂布EVA热熔胶层。
本发明的另一个目的在于，提供所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的制备方法。
本发明的再一个目的在于，提供一种双向拉伸聚丙烯预涂膜，其由本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材涂覆热熔胶制备而成。
一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，包括聚丙烯表层、聚丙烯芯层和乙烯-醋酸乙烯酯层；其由表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯酯树脂经共挤出和双向拉伸制备而成。
本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，通过共挤出在聚丙烯薄膜上形成乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)底涂层，其无需涂覆底涂剂即可直接涂布EVA热熔胶，简化了预涂膜的制备工艺，避免了底涂剂中有机溶剂造成的安全隐患，能够提高生产效率、降低能源消耗；也避免了传统AC剂底涂法造成的薄膜基材储存期变色问题；EVA底涂层与现有技术中的EVA热熔胶均有良好的结合力，还提高EVA热熔胶层的剥离强度。
在其中一个实施例中，乙烯-醋酸乙烯酯树脂的VA含量为4～10wt％，熔融指数为0.5～8g/10min；在更优的一个实施例中，乙烯-醋酸乙烯酯树脂的VA含量为4～10wt％，熔融指数为0.5～5g/10min。
传统预涂膜中的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)热熔胶，因其与聚丙烯树脂的匹配性差、结合力弱，难以通过共挤出与聚丙烯树脂直接复合成膜；此外，EVA热熔胶的热稳定性差，经挤出机挤出时容易发生热氧降解，降解所析出的醋酸还会腐蚀螺杆等设备，而挤出后作双向拉伸时，EVA热熔胶也容易发生粘连，难以进行收卷、解卷。本发明通过对EVA树脂的性能进行改进，提供一种VA含量为4～10wt％、熔融指数为0.5～5g/10min的EVA树脂，其与聚丙烯树脂匹配性好、结合力强，而且热稳定性佳，挤出过程中不容易发生热氧降解，能够与聚丙烯树脂经共挤出形成牢固的复合膜。此外，本发明的EVA树脂与现有技术中的EVA热熔胶均有良好的结合力，无需经过电晕处理，即能涂覆EVA热熔胶，还能提高EVA热熔胶层的剥离强度。
本发明所述的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)树脂，其VA含量优选为4～10wt％，若VA含量过高，容易在挤出过程中发生热氧降解，若VA含量过低，会导致预涂膜基材与EVA热熔胶层之间的层间结合力下降；其熔融指数优选为0.5～5g/10min，若熔融指数过高，其与聚丙烯树脂的结合力差，且容易发生粘连，影响预涂膜基材的制备和使用，若熔融指数过低，会导致共挤出过程中挤出机加工困难。
在其中一个实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯酯层的厚度为0.5～2μm。
本发明所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，其乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)层的厚度控制在0.5～2μm内，若EVA层的厚度过薄，难以确保EVA底涂层的均匀性；若EVA层的厚度过厚，会导致预涂膜基材变软，收卷褶皱，影响薄膜基材的使用。
在其中一个实施例中，所述的芯层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和抗静电剂组成。
在其中一个实施例中，所述的表层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和抗粘连剂组成。
在其中一个实施例中，所述的聚丙烯表层为消光层，所述的表层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和高密度聚乙烯树脂经双螺杆共混组成。
本发明所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材包括聚丙烯表层、聚丙烯芯层和乙烯-醋酸乙烯酯层三层结构，但不限于上述三层结构。
本发明所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的制备方法，包括以下步骤：将表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯树脂经由挤出机共挤出，经流道分配器后于三层模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材；将树脂片材加热后，进行纵向拉伸和横向拉伸，得到所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材。
在其中一个实施例中，表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂的挤出温度控制在220～260℃，乙烯-醋酸乙烯酯树脂的挤出温度控制在200～240℃，激冷辊的温度控制在20～40℃。
在其中一个实施例中，所述双向拉伸为平膜法分步拉伸。其中，在纵向拉伸过程中，乙烯-醋酸乙烯酯层的拉伸温度控制在50～80℃，聚丙烯表层的拉伸温度控制在100～130℃，拉伸比为4.5～5；在横向拉伸过程中，拉伸温度控制在150～170℃，定型温度控制在160～170℃，拉伸比为7～10。
本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材制备方法，在纵向拉伸过程中将乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)层的温度控制在50～80℃，由于EVA的软化点远低于聚丙烯的软化点温度，若EVA的拉伸温度过高或过低，均容易导致加工困难，生产不顺畅。
在其中一个实施例中，所述的双向拉伸为同步拉伸。
一种双向拉伸聚丙烯预涂膜，在本发明所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的乙烯-醋酸乙烯酯层表面涂覆热熔胶制备而成。
在其中一个实施例中，所述的热熔胶为乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶，其VA含量为18～28％，熔融指数为15～25g/10min，涂布厚度为5～6μm。
本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜，由乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶直接涂覆在所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的乙烯-醋酸乙烯酯层表面，两者具有良好的结合力，不但避免了底涂剂的使用，还能提高预涂膜的剥离强度，并能减少乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶涂布量，防止热熔胶含量高导致预涂膜变软。
具体实施方式
实施例一：制备本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材
准备表层聚丙烯树脂：取96wt％T36F聚丙烯树脂(生产厂家为中国石油化工股份有限公司，熔融指数为2.6g/10min)，和4wt％AB6019PP抗粘连母料(生产厂家为苏州康斯坦普工程塑料有限公司)，将两者混合均匀，得到表层聚丙烯树脂。
准备芯层聚丙烯树脂：取99wt％T36F聚丙烯树脂(生产厂家为中国石油化工股份有限公司，熔融指数为2.6g/10min)，和1wt％AS2335PPTR抗静电母料(生产厂家为汕头市贝斯特科技有限公司)，将两者混合均匀，得到芯层聚丙烯树脂。
准备乙烯-醋酸乙烯酯树脂：取VA含量为4.3wt％、熔融指数为1.1g/10min乙烯-醋酸乙烯酯树脂。
将表层聚丙烯树脂(A层)、芯层聚丙烯树脂(B层)和乙烯-醋酸乙烯酯树脂(C层)经挤出机共挤出，A层和B层的挤出温度控制在250℃，C层的挤出温度控制在220℃，经流道分配器后于三层模头处汇合，形成A/B/C结构的树脂熔体，再经30℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，C层的拉伸温度控制在60℃，A层的拉伸温度控制120℃，拉伸比为4.5倍；然后引入横向拉伸装置，经过160℃预热后，在165℃下拉伸8倍，再在160℃下定型，然后冷却至室温，得到所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材。
实施例二：制备本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材
准备表层聚丙烯树脂：取FM630H消光母料(生产厂家为江阴精良塑胶有限公司)。
准备芯层聚丙烯树脂：取99wt％T36F聚丙烯树脂(生产厂家为中国石油化工股份有限公司，熔融指数为2.6g/10min)，和1wt％AS2335PPTR抗静电母料(生产厂家为汕头市贝斯特科技有限公司)，将两者混合均匀，得到芯层聚丙烯树脂。
准备乙烯-醋酸乙烯酯树脂：取VA含量为6.0wt％、熔融指数为4.5g/10min乙烯-醋酸乙烯酯树脂。
将表层聚丙烯树脂(A层)、芯层聚丙烯树脂(B层)和乙烯-醋酸乙烯酯树脂(C层)经挤出机共挤出，A层和B层的挤出温度控制在230℃，C层的挤出温度控制在210℃，经流道分配器后于三层模头处汇合，形成A/B/C结构的树脂熔体，再经30℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，C层的拉伸温度控制在70℃，A层的拉伸温度控制110℃，拉伸比为5倍；然后引入横向拉伸装置，经过165℃预热后，在170℃下拉伸8倍，再在165℃下定型，然后冷却至室温，得到所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材。
实施例三：制备本发明所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜
准备热熔胶：取VA含量为18wt％、熔融指数为15g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯树脂。
取实施例一或实施例二制得的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，在其乙烯-醋酸乙烯酯层的表面涂布上述乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶，涂布厚度为5μm，经电晕处理后，得到所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜。
涂布后使用3M胶黏带进行层间剥离测试，观察是否出现EVA热熔胶层剥离。经实验证明，本实施例的预涂膜并没有出现热熔胶剥离的现象。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，其特征在于：包括聚丙烯表层、聚丙烯芯层和乙烯-醋酸乙烯酯层；其由表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯酯树脂经共挤出和双向拉伸制备而成，所述乙烯-醋酸乙烯酯树脂的VA含量为4～10wt％，熔融指数为0.5～5g/10min，所述乙烯-醋酸乙烯酯层的厚度为0.5～2μm。
2.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，其特征在于：所述的表层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和抗粘连剂组成；所述的芯层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和抗静电剂组成。
3.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材，其特征在于：所述的聚丙烯表层为消光层；所述的芯层聚丙烯树脂由聚丙烯树脂和抗静电剂组成。
4.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的制备方法，包括以下步骤：将表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯树脂经由挤出机共挤出，经流道分配器后于三层模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材；将树脂片材加热后，进行纵向拉伸和横向拉伸，得到所述双向拉伸聚丙烯预涂膜基材。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：表层聚丙烯树脂、芯层聚丙烯树脂的挤出温度控制在220～260℃，乙烯-醋酸乙烯酯树脂的挤出温度控制在200～240℃，激冷辊的温度控制在20～40℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的双向拉伸为平膜法分步拉伸；在纵向拉伸过程中，乙烯-醋酸乙烯酯层的拉伸温度控制在50～80℃，聚丙烯表层的拉伸温度控制在100～130℃，拉伸比为4.5～5；在横向拉伸过程中，拉伸温度控制在150～170℃，定型温度控制在160～170℃，拉伸比为7～10。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的双向拉伸为同步拉伸。
8.一种双向拉伸聚丙烯预涂膜，其特征在于：在权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯预涂膜基材的乙烯-醋酸乙烯酯层表面涂覆热熔胶制备而成。
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