CN106520056B - 一种pet覆膜铝板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET覆膜铝板，由下至上依次为铝板、胶粘剂层和PET膜层，按质量百分比计，胶粘剂层包括原料：聚酯酰胺热熔胶40～80％，热固性酚醛树脂20～60％。本发明提供的PET覆膜铝板，采用特殊组成的胶粘剂层，与PET膜层的相容性好，耐热性能优异，可以实现基材与PET膜层的有效粘结，制备得到的PET覆膜铝板未发生黄变。本发明还公开了该PET覆膜铝板的制备方法，工艺流程简单，操作人员调控方便。

Description

一种PET覆膜铝板及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属包装材料领域，具体涉及一种PET覆膜铝板及其制备方法。
背景技术
长期以来，金属包装行业对于铝板抗蚀处理的主要方法是在铝板表面涂布有机高分子涂层—涂料。
近年来，金属板覆膜技术逐步兴起，金属板覆膜技术是将塑料膜和金属板通过高温热压、将膜贴在金属板上的加工技术。相较于涂布工艺，其制作过程更为环保、性能更可靠，成为当下备受青睐的新型金属板抗腐蚀处理技术。覆膜金属板具有抗油烟、耐磨损、防潮湿、触感好、花色多、价位适中、性价比好等诸多优势，在金属包装行业具有较大发展潜力。
用于覆膜铝板制造的高分子薄膜既需要具有热塑性贴合能力，又要与不同封装内容物的理化性能兼容，常用的能够满足要求的高分子薄膜有PP、PA、PE、PET等。其中，PET膜综合性能最优，具有易成型、抑菌、硬度高、耐高温、耐磨好，经特殊处理可印刷等特性。
但由于高分子膜与金属板直接复合往往导致粘结强度不够，再经拉伸、弯折和冲压等复合力的作用下，膜的附着力变得更差，很容易发生脱落。目前，使用胶粘剂复合进行覆膜的方法是较为常见的一种解决手段，该方法的优点是设备结构简单、标准化强、技术获得容易等。
如公开号为CN101143502A的中国专利文献中公开了一种涂层金属板的制作方法，包括：1)表面处理基板；2)对表面处理的基板材正面涂布底漆，背面涂布背漆；3)基板正面上涂布胶粘剂；4)在经过涂布胶粘剂的基板上贴合PET膜。通过在基板证明的底漆上涂布了胶粘剂然后再粘合PET膜层，有效解决了PET膜与涂层基板的有效粘合。其采用的为热固性胶粘剂，但由于粘合PET膜层时需要高温热熔，会由于胶粘剂耐热性不足等因素造成黄变，严重影响产品外观。
因此，开发一种可以实现基材与PET膜层的有效粘结，热稳定性优异，且与PET膜层的相容性好的胶粘剂是目前研究的主要方向。
发明内容
本发明提供了一种PET覆膜铝板，采用特殊组成的胶粘剂层，与PET膜层的相容性好，耐热性能优异，可以实现基材与PET膜层的有效粘结，制备得到的PET覆膜铝板未发生黄变。
本发明公开了一种PET覆膜铝板，由下至上依次为铝板、胶粘剂层和PET膜层，按质量百分比计，所述胶粘剂层包括以下原料：
聚酯酰胺热熔胶 40～80％；
热固性酚醛树脂 20～60％。
作为优选，所述聚酯酰胺热熔胶的熔融指数为5～20，测试温度为120℃，软化点为90～250℃。熔融指数过高，软化点过低，热熔胶中的聚酯酰胺含量低，分子量低，耐温性能不佳，高温粘结性差，熔融指数过低，软化点过高则流动性差，覆膜性能会受到影响。
作为优选，所述热固性酚醛树脂的聚合速率为60～200秒，测试温度为150℃，固含量为50～90％。
进一步优选，按质量百分比计，胶粘剂层包括以下原料：
聚酯酰胺热熔胶 50～80％；
热固性酚醛树脂 20～50％。
再优选，所述聚酯酰胺热熔胶在测试温度为120℃下的熔融指数为10～13，软化点为90～130℃；
所述热固性酚醛树脂的在测试温度为150℃下的聚合速率为100～130秒，固含量为70～85％；
所述聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂的重量比为1～2:1。
选择上述优选条件下的原料及原料配比配置胶粘剂，经涂覆后制备的胶粘剂层具有优异的耐剥离性及耐高温性。
最优选，所述聚酯酰胺热熔胶在测试温度为120℃下的熔融指数为10，软化点为130℃；热固性酚醛树脂的在测试温度为150℃下的聚合速率为100s，固含量为85％；聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂的重量比为1:1。以该原料及原料配比制备的胶粘剂层具有最佳的耐剥离性及耐高温性。
作为优选，所述铝板厚度为0.1～0.6mm，胶粘剂层厚度为0.005～1mm，PET膜厚度为0.01～0.5mm。进一步优选，所述铝板厚度0.2～0.5mm，胶粘剂层厚度为0.01～0.5mm，PET膜厚度为0.01～0.2mm。优选范围内的铝板既能有效满足包装强度要求，又不影响塑型效果；PET膜太薄会影响铝板抗腐蚀效果，太厚则不利于粘结，冲压塑型时膜板易分离。
本发明还公开了上述的PET覆膜铝板的制备方法，包括以下步骤：
(1)铝板表面处理
(2)制备胶粘剂层
将聚酯酰胺热熔胶颗粒、热固性酚醛树脂与稀释剂在室温下混合，得到浓度为5～70wt％的胶粘剂；
(3)在铝板表面涂覆胶粘剂
将胶粘剂均匀涂覆到铝板表面，控制上胶量为0.1～15g/m2；
(4)除稀释剂
将涂覆了胶粘剂的铝板通过加热除去稀释剂；
(5)制备PET膜层
在胶粘剂层上覆PET膜，加热使PET热熔，再经冷却后得到PET覆膜铝板。
作为优选，步骤(1)中，铝板的表面处理方法包括等离子体处理、酸碱处理、电化学处理、物理打磨处理中的至少一种。经表面处理后，可显著提高铝板表面粗糙度，从而在相同的粘结条件下获得更高的粘结强度。进一步优选，表面处理方法为等离子体或电化学处理。
步骤(2)中，选择的稀释剂要同时具备沸点低、毒性小、易干燥、对聚酯酰胺热熔胶和热固性酚醛树脂溶解性好的特点，如乙酸乙酯、乙醇、甲醇、甲苯、丁酮、水等，稀释的目的在于充分均匀混合聚酯酰胺热熔胶和热固性酚醛树脂，提高涂胶的操作便利性和效率，降低胶粘剂的粘度以及单位面积用胶量。作为优选，所述稀释剂为乙醇。
步骤(3)中，胶粘剂均匀涂覆的方法是：铝带经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶粘剂均匀分布到铝带上。
作为优选，所述胶粘剂的浓度在10～50wt％之间时，稀释液粘度合适，涂覆效果较佳；上胶量为0.5～10g/m2时，可满足最佳粘结需要，上胶量过少，容易导致局部胶液覆盖不到，从而影响粘结效果，上胶量过多，会导致成本提高，溶剂难以脱除干净，降低粘结强度。综合考虑上述因素，进一步优选，所述胶粘剂的浓度为30wt％，上胶量为2.0～7.0g/m2。
作为优选，步骤(4)中，将涂覆胶粘剂后的铝板以1～15m/min的匀速通过90～150℃的控温烘箱，保证稀释剂充分挥发。
作为优选，步骤(5)中，将覆PET膜铝板传送至260～320℃的控温烘箱中使PET热熔。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中的胶粘剂层采用的原料是由聚酯酰胺热熔胶和热固性酚醛树脂复合而成，聚酯酰胺含有聚酯基团，提高了与PET膜的相容性，酰胺基团能提供胶层较强的本体强度，阻止胶层断裂；热固性酚醛树脂含有酚羟基和羟甲基，在受热条件下会交联，从而进一步加强胶层本体强度以及胶层与PET膜、铝板基体的粘结强度，交联后的酚醛树脂由于含有大量高密度苯基基团，耐热性能非常突出，可以显著提高胶粘剂层的耐热性。
经测试发现，该胶粘剂层在高温下剥离强度高、低温下不脆裂，热稳定性能好，柔韧性良好，可保证长时间在较热环境下(如夏季阳光曝晒下到达60℃)不会发生黄变，工作时不软化，粘接性能保持力高，在受到拉伸、弯折和冲压等复合力的作用下，膜不易脱落。
2、本发明中的制备方法工艺流程简单，操作人员调控方便。
附图说明
图1为本发明的PET覆膜铝板的结构示意图；
图中，1-铝板，2-胶粘剂层，3-PET膜层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不限于下述实施例。
本发明的剥离强度按照GB/T2791-1995方法进行检测。
实施例1
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-317(杭州仁和热熔胶，熔融指数10，软化点130℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8062(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率130s,固含量70％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为1：1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在2.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率仅为0.3％，500℃下热失重率为0.8％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
实施例2
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-317(杭州仁和热熔胶，熔融指数10，软化点130℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8062(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率130s,固含量70％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为1：1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在5.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率仅为0.3％，500℃下热失重率为0.8％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
实施例3
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-317(杭州仁和热熔胶，熔融指数10，软化点130℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8062(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率130s,固含量70％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为1：1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在7.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率仅为0.3％，500℃下热失重率为0.8％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
实施例4
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-317(杭州仁和热熔胶，熔融指数10，软化点130℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8080(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率100s,固含量85％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为1：1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在5.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率仅为0.1％，500℃下热失重率为0.5％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
实施例5
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-303(杭州仁和热熔胶，熔融指数13，软化点90℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8062(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率130s,固含量70％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为1：1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在5.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率为1.2％，500℃下热失重率为1.8％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
实施例6
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号RH-317(杭州仁和热熔胶，熔融指数10，软化点130℃)，热固性酚醛树脂牌号PF-8062(浙江杭摩合成材料有限公司，聚合速率130s,固含量70％)，聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂重量比为2:1，稀释剂选用乙醇，胶粘剂浓度为30wt％。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在5.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率为0.6％，500℃下热失重率为1.1％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
对比例1
普通铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm。铝板经传动设备输送至装有纯乙醇的胶桶处，利用胶水辊将乙醇均匀分布到铝板上；涂润后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝板传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
对比例2
电化学处理铝板厚0.4mm，PET流延膜厚0.01mm，聚酯酰胺热熔胶牌号EH-210(杭州仁和热熔胶，熔融指数15，软化点120℃)，以乙醇为稀释剂将酯酰胺热熔胶颗粒溶解，稀释成浓度为30wt％的聚酯酰胺热熔胶稀释液。铝板经传动设备输送至装有胶粘剂的胶桶处，利用胶水辊将胶水均匀分布到铝板上，上胶量控制在7.0g/m2；将涂胶后的铝板匀速通过125℃的控温烘箱除去乙醇，并通过覆膜机覆膜；将覆膜铝带传送至300℃控温烘箱使PET热熔，出烘箱后冷却。将胶层取样做热重分析，发现在空气氛围400℃下热失重率为5％，500℃下热失重率为8％。制备得到的PET覆膜铝板的性能列于下表1。
表1
从表中可看出，该胶粘剂层能有效改善PET膜和铝板之间的粘结性，所得覆膜铝板高温热稳定性优异。

Claims (7)

1.一种PET覆膜铝板，由下至上依次为铝板、胶粘剂层和PET膜层，其特征在于，按质量百分比计，所述胶粘剂层包括以下原料：
聚酯酰胺热熔胶 40～80％；
热固性酚醛树脂 20～60％；
所述聚酯酰胺热熔胶熔融指数为10～13，软化点为90～130℃；
所述热固性酚醛树脂的聚合速率为100～130秒，固含量为50～90％；
所述聚酯酰胺热熔胶与热固性酚醛树脂的重量比为1～2:1。
2.根据权利要求1所述的PET覆膜铝板，其特征在于，所述铝板厚度为0.1～1mm，胶粘剂层厚度为0.005～1mm，PET膜厚度为0.01～0.5mm。
3.一种根据权利要求1或2所述的PET覆膜铝板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铝板表面处理
(2)制备胶粘剂层
将聚酯酰胺热熔胶颗粒、热固性酚醛树脂与稀释剂在室温下混合，得到浓度为5～70wt％的胶粘剂；
(3)在铝板表面涂覆胶粘剂
将胶粘剂均匀涂覆到铝板表面，控制上胶量为0.1～15g/m2；
(4)除稀释剂
将涂覆了胶粘剂的铝板通过加热除去稀释剂；
(5)制备PET膜层
在胶粘剂层上覆PET膜，加热使PET热熔，再经冷却后得到PET覆膜铝板。
4.根据权利要求3所述的PET覆膜铝板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铝板的表面处理方法包括等离子体处理、酸碱处理、电化学处理、物理打磨处理中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的PET覆膜铝板的制备方法，其特征在于，配置得到胶粘剂的浓度为10～50wt％，涂覆过程中控制上胶量为0.5～10g/m2。
6.根据权利要求3所述的PET覆膜铝板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，将涂覆胶粘剂后的铝板以1～15m/min的匀速通过90～150℃的控温烘道，保证稀释剂充分挥发。
7.根据权利要求3所述的PET覆膜铝板的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，将覆PET膜铝带传送至260～320℃的控温烘箱中使PET热熔。
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