CN105602478B - 一种自粘型聚乙烯保护膜及其自粘层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种自粘型聚乙烯保护膜及其自粘层的制备方法，该自粘型聚乙烯保护膜为三层共挤吹塑聚乙烯薄膜或三层共挤流延聚乙烯薄膜，包括自粘层、中间隔离层、复合印刷外层；自粘层由聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯混合后，再添加不同分子质量的聚异丁烯混合而成。自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：30‑75；聚乙烯：15‑55；聚异丁烯：1‑20。中间隔离层由高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯混合制备而成，复合印刷外层由线性低密度聚乙烯制备而成。本发明克服了现有自粘型聚乙烯保护膜使用中由于初粘性差导致的贴附效果不好、粘度选择困难等问题，其初粘性好、贴附力强、稳定性高，有效减小贴膜难度，提高使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种自粘型聚乙烯保护膜，尤其涉及适用于各类ABS型材、玻璃、钢板等材料上的自粘型聚乙烯保护膜。
背景技术
保护膜就是一种用来保护易损害表面，如不锈钢板、铝合金装饰板、标牌、玻璃等的薄膜。其目的是防止受保护基材表面在运送、装配、或加工过程当中受到损害或污染。保护膜会一直贴在受保护基材表面，直到产品送达使用者时才被撕下抛弃。常见的保护膜一般是依靠基膜表面的一层压敏胶来实现粘合作用，通常通过吹塑、印刷、涂布等工序形成最终的成品。
自粘型聚乙烯保护膜有别于带胶型保护膜，是一种不涂胶膜，属于高附加价值且对品质要求较高的保护膜，靠产品本身的粘性/静电吸附和拉伸缠绕特性来粘着在物品上起保护作用。借助薄膜粘性和静电作用力，紧密的粘贴在被保护物表面，即使在不利的环境下，产品也无任何松散与分离且没有尖锐的边缘和残胶，降低了对被保护物表面的损伤，这是传统包装方式(捆扎、打包、胶带等包装)无法做到的。由于自粘型无胶保护膜是在吹塑中直接加入自粘性材料，利用加热使自粘树脂和聚乙烯有效的融合，从而提供粘性。整个生产过程只需通过吹塑就可以完成，大大简化了生产方法、提高了生产效率。传统带胶型保护膜由于粘基力差而导致残胶，但自粘型无胶保护膜粘贴依靠的是树脂的内聚力和自粘材料的粘性，大大降低了残胶和污染被保护物表面的风险。
根据对比两者粘合特性发现：1）普通保护膜一般依靠丙烯酸酯提供粘性，其原理在于丙烯酸酯对被保护面的表面润湿性，只有分子链的柔顺性好、支链结构少，才能实现界面的结构的匹配，实现表面的润湿。这种接触界面是处于两相平衡状态的，粘接力取决于润湿效果以及丙烯酸酯的内聚强度；2）自粘型聚乙烯保护膜依靠自粘树脂和PE熔融共挤实现粘合，其原理在于自粘树脂分子的扩散。当薄膜和被保护面接触时，自粘树脂分子扩散到表面的微观空洞结构中，这种接触界面必须在经历一段接触时间之后，才能实现相互交叠，从而获得将强的粘接力。
初始贴覆于被保护物表面的润湿粘性称之为初粘性。自粘型聚乙烯保护膜的使用过程中接触界面的扩散与交叠需要一定时间，因此易出现初始粘贴效果差、粘度选择不合适等问题，导致自粘型聚乙烯保护膜在使用中初始贴膜效果差、效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有自粘型聚乙烯保护膜使用中由于初粘性差导致贴附效果不好、粘度选择困难的问题而提供一种不会出现自粘层析出问题，初粘性好、贴附力强、稳定性高的自粘型聚乙烯保护膜，有效提升产品的应用范围和品质，减小贴膜困难，提高使用效率。
本发明的目的还在于提供上述自粘型聚乙烯保护膜自粘层的制备方法。
本发明的技术方案在于：本发明为三层共挤吹塑聚乙烯薄膜或三层共挤流延聚乙烯薄膜，该自粘型聚乙烯保护膜为三层共挤吹塑聚乙烯薄膜或三层共挤流延聚乙烯薄膜，包括自粘层、中间隔离层、复合印刷外层；所述自粘层由聚烯烃弹性体（POP/POE）或苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）与聚乙烯混合后，再添加聚异丁烯（PIB）混合而成。
所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：30-75；聚乙烯：
15-55；聚异丁烯：1-20。
作为优选，所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：35-75；聚乙烯：20-50；聚异丁烯：4-18。
作为优选，所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-70；聚乙烯：25-50；聚异丁烯：5-15。
作为优选，所述自粘层中各组分所占重量百分比为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-65；聚乙烯：30-45；聚异丁烯：8-15。
作为优选，所述自粘层中各组分所占重量百分比为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-60；聚乙烯：30-45；聚异丁烯：10-15。
所述自粘层中的聚乙烯可为低密度聚乙烯（LDPE）。
所述中间隔离层由高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）混合制备而成。
所述复合印刷外层由线性低密度聚乙烯（LLDPE）制备而成。
作为优选，聚异丁烯PIB为相对分子质量在80000-300000的异丁烯正离子聚合物；更加优选相对分子质量在100000-200000的聚异丁烯。
作为优选，所述自粘层的厚度为20—50μm，所述中间隔离层的厚度为30—60μm，所述复合印刷外层的厚度为30—60μm；更加优选，自粘层的厚度为30-40μm，中间隔离层的厚度为40-50μm，复合印刷外层的厚度为40-50μm。
所述自粘层的制备方法为：先将聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯混合后，再添加用于对初粘性进行调节的不同分子量的聚异丁烯混合而成。
本发明使用聚异丁烯PIB添加在自粘层进行调节，作为兼容性较好的聚异丁烯PIB结构特点为每隔十个结构单元就有一个分支部位。为了获取足够的初始粘结力，聚异丁烯相对分子质量越低粘结力越强，相对分子质量越高自粘层的内聚强度越大。在正常的使用温度下，为确保吹膜或流延成功以及自粘层内聚强度满足需求，优选分子量适中的聚异丁烯进行初粘性调整。
对于给定的相对分子质量，聚异丁烯的支化度很大程度上决定了初粘性的强弱，支化度越高其粘结力越强。但考虑到在自粘层，聚异丁烯和聚烯烃弹性体POP/POE或嵌段共聚物SEBS熔融共混，为了确保一定的熔体强度，必须控制自粘层中各物质的熔融指数接近，作为优选，聚异丁烯的支化率（degree of branching）在20%-50%。
本发明的有益效果为：主要针对三层共挤吹塑或流延自粘型聚乙烯保护膜的工艺特点和性能特点进行设计，针对性较强。一定相对分子质量和支化度的聚异丁烯，其表面的润湿性好，对初粘性的调节较为明显。同时，聚异丁烯作为兼容性较好的一类聚合物，在自粘层与POE/POP或SEBS进行混合时，相容性好，相对于添加其他助剂实现初粘性的调节，使用这种方法制成的聚乙烯自粘膜不会出现自粘层析出等问题，贴附力强，稳定性高，高温高湿环境中也易撕且不会出现残留物。而相对于各类添加助剂而言，使用聚异丁烯，可实现初粘性调节的实用性和可控性，降低成本，提高使用效率和降低环境污染性。
具体实施方式
本发明通过三层共挤吹塑或流延方法加工出具有聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物自粘层、高密度中间隔离层、复合印刷外层的自粘型聚乙烯保护膜，其中自粘层由POP/POE或者SEBS先与LDPE混合后，再添加不同分子量的聚异丁烯PIB对初粘性进行调节。其中，对初粘性要求越高加入的聚异丁烯比例越大、所选用的聚异丁烯的相对分子质量越小。然而自粘型聚乙烯保护膜贴覆中还需要满足内聚强度、粘性等多方面要求，PIB分子量越小，初粘性越好，可是内聚强度越差，因此，在PIB的选择150000-200000的中分子量最为合适。
三层共挤吹塑或流延自粘型聚乙烯保护膜各实施例的配方（重量份）如下表所示。
测试标准
检测三层共挤吹塑或流延PE自粘保护膜，加入聚异丁烯PIB以后需要按标准进行测试，其中主要测试内容包括：
（1）初粘性测试：使用滚球型初粘测试仪和环形初粘测试仪进行对比初粘性测试，将薄膜样条裁剪成标准规格，测试的结果按下列方法进行评估：
0=合适的初粘性；
1=初粘性偏低（-）或偏高（+）；
2=初粘性显著过低（-）或显著过高（+）。
（2）高温高湿老化性能测试：将标准样条贴于镜面钢板放入高温高湿箱，保持60%湿度和85℃，120h后观察表面是否有残留物，测试结果按下列方法评估：
0=表面无残留；
1=轻微析出物；
2=中等可见的残留物；
3=明显可见的残留物。
（3）紫外老化测试：将标准样条放入紫外老化箱中，维持标准辐照量并定时进行喷淋，观察表面出现析出物时间，通过时间长短进行评估。
结果：
上述测试结果如下表所示。总体性能中数字越小性能越好，数字越大性能越差。
上述结果表明：对于初粘性的调节性能上，添加聚异丁烯的自粘型保护膜初粘性普遍提升，性能改善明显，其中分子量越小初粘性越好，支化度越高初粘性越好，但老化性能越差，综上所述，在综合性能的评判上，选择不同分子量聚异丁烯混配的方式以及合理的支化度，对于自粘型PE保护膜在初粘性提升的同时，可以确保高温高湿老化、紫外老化等总体性能上有优异的表现。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：该自粘型聚乙烯保护膜为三层共挤吹塑聚乙烯薄膜或三层共挤流延聚乙烯薄膜，包括自粘层、中间隔离层、复合印刷外层；
所述自粘层由聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯混合后，再添加聚异丁烯混合而成；所述聚烯烃弹性体为AFFINITY EG8200；所述苯乙烯嵌段共聚物为SEBS4033；所述聚乙烯为中海壳牌LDPE2420；所述聚异丁烯为分子量Mn为80000 g/mol的BASF PIB、分子量Mn为200000 g/mol的BASF PIB、支化率为20%的BASF PIB、支化率为40%的BASF PIB中的一种或几种；
所述中间隔离层由扬子石化HDPE5000S和齐鲁化工LLDPE7042混合制备而成；
所述复合印刷外层由中海壳牌LDPE2420制备而成。
2.根据权利要求1所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：30-75；聚乙烯：15-55；聚异丁烯：1-20。
3.根据权利要求2所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：35-75；聚乙烯：20-50；聚异丁烯：4-18。
4.根据权利要求2所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-70；聚乙烯：25-50；聚异丁烯：5-15。
5.根据权利要求2所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-65；聚乙烯：30-45；聚异丁烯：8-15。
6.根据权利要求2所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层中各组分所占重量份为：聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物：40-60；聚乙烯：30-45；聚异丁烯：10-15。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的自粘型聚乙烯保护膜，其特征在于：所述自粘层的厚度为20—50μm，所述中间隔离层的厚度为30—60μm，所述复合印刷外层的厚度为30—60μm。
8.一种权利要求1或2所述的自粘型聚乙烯保护膜自粘层的制备方法，其特征在于：先将聚烯烃弹性体或苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯混合后，再添加用于对初粘性进行调节的不同分子量的聚异丁烯混合而成。
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