CN109897283A - 一种抗划伤bopp薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗划伤BOPP薄膜及其制备方法，属于包装技术领域。本发明所述抗划伤BOPP薄膜包括BOPP薄膜基材和抗划伤涂层，其中，抗划伤涂层是将抗划伤涂料涂覆于经电晕处理后的BOPP薄膜基材表面上紫外光固化形成，抗划伤涂料由40～70质量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯、10～25质量份二丙二醇二丙烯酸酯、2～10质量份光引发剂1173、5～15质量份KH‑550改性纳米二氧化硅、0.1～0.5质量份消泡剂和0.1～0.5份润湿剂组成；本发明制备方法简单，制备得到的抗划伤BOPP薄膜具有优良的抗划痕能力和较长的使用寿命。

Description

一种抗划伤BOPP薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗划伤BOPP薄膜及其制备方法，属于包装技术领域。

背景技术

随着包装行业的不断发展，人类对生活水平的不断提高，对各类产品包装也格外重视，覆膜是印品整饰工艺中最常用的一种工艺，是指用覆膜机在印品的表面覆盖一层0.012～0.020mm厚的透明塑料薄膜而形成一种纸塑合一的产品加工技术。BOPP薄膜是覆膜工艺中常用的薄膜材料，其具有无色、无毒、高拉伸强度、强韧性和良好的透明性等特点，将其涂覆在印刷品表面，不仅可以起到保护印刷品的作用，还可以提升产品的视觉效果，同时能起到很好的防水和防撕裂等保护作用。但是常用BOPP薄膜表面耐磨效果较差，在后加工、运输及使用过程中常常会与硬物体接触而被划伤，从而影响印品的美观。

目前，通常采用在BOPP薄膜的表面涂覆一层抗划伤涂层来改善BOPP薄膜的抗划伤性能，CN102604523A公开了一种用于BOPP薄膜的水性亚光划痕涂料及其制备方法，该方法通过在涂料中加入有机硅树脂和纳米二氧化硅来赋予BOPP薄膜一定的抵抗划痕能力，但是发明人在实际研究中发现，由于纳米二氧化硅颗粒在树脂体系中很难均匀分散，将该划痕涂料涂布在BOPP薄膜基材上后，纳米粒子会在涂膜的表面发生团聚，从而无法在涂膜表面形成完整的润滑膜，这将严重影响抗划伤涂层的稳定性及抗划痕能力。此外，由于BOPP薄膜的膜表面能低，膜表面没有极性基团，BOPP膜与抗划伤涂层之间的结合力较差，这将大大降低涂膜的使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种抗划伤BOPP薄膜及其制备方法，本发明制备方法简单，制备得到的抗划伤BOPP薄膜具有优良的抗划痕能力和较长的使用寿命。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种抗划伤BOPP薄膜，包括BOPP薄膜基材和抗划伤涂层，所述抗划伤涂层是将抗划伤涂料涂覆于BOPP薄膜基材表面上形成，所述抗划伤涂料由以下质量份的成分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯 40～70份

二丙二醇二丙烯酸酯 10～25份

光引发剂1173 2～10份

KH-550改性纳米二氧化硅 5～15份

消泡剂0.1～0.5份

润湿剂 0.1～0.5份

优选地，所述抗划伤涂料由以下质量份的成分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯 58份

二丙二醇二丙烯酸酯 15份

光引发剂1173 4.5份

KH-550改性纳米二氧化硅 8份

消泡剂 0.2份

润湿剂 0.3份

优选地，所述KH-550改性纳米二氧化硅的制备步骤为：将纳米二氧化硅加入甲苯，常温超声分散后得到均匀悬浮液，向其中加入对二氧化硅质量分数为2～6％的硅烷偶联剂KH-550，100℃～120℃回流1～4h，抽滤，用无水乙醇洗涤烘干后得到改性纳米二氧化硅。

一种抗划伤BOPP薄膜的制备方法，步骤为：

(1)将BOPP薄膜基材进行电晕处理，使其表面产生含氧极性基团；

(2)取配方量的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、KH-550改性纳米二氧化硅、消泡剂和润湿剂，常温下超声分散20～60min后加入光引发剂1173，搅拌均匀，得抗划伤涂料；

(3)将抗划伤涂料涂布在经电晕处理后的BOPP基材表面，涂布量为3～5g/cm²,然后放置于UV光固化机中常温固化，固化时间4～12s。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：

UV涂料中各组分的结构及用量对涂层在基材上的附着力和涂层的抗划伤性能均有着密切关系。本发明经大量的研究试验，通过选择脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯作预聚物单体，二丙二醇二丙烯酸酯作活性稀释剂，以1173作光引发剂，通过在涂料成分中加入经硅烷偶联剂KH-550改性后的二氧化硅，并优化涂料配方，大大提高了涂层对BOPP基材的附着力和涂层的抗划伤能力，得到具有优良抗划伤能力和较长使用寿命的抗划伤BOPP薄膜。

具体实施方式

下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。

实施例1～4：

一种抗划伤BOPP薄膜的制备方法，步骤为：

(1)将BOPP薄膜基材进行电晕处理，使其表面产生含氧极性基团；

(2)将纳米二氧化硅加入甲苯中，常温超声分散后得到均匀悬浮液，向其中加入对二氧化硅质量分数为4％的硅烷偶联剂KH-550，110℃回流2h，抽滤，用无水乙醇洗涤烘干后得到KH-550改性纳米二氧化硅；

(3)按表1所示质量称取脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯(HY330)、二丙二醇二丙烯酸酯(长兴EM222)、KH-550改性纳米二氧化硅、消泡剂(BYK1770)和润湿剂(BYK-P104S)，常温下超声分散40min后加入配方量的光引发剂1173，搅拌均匀，得抗划伤涂料；

(4)将抗划伤涂料涂布在经电晕处理后的BOPP基材表面，涂布量为4g/cm²,然后放置于UV光固化机(LT-4002，涿州蓝天特灯发展有限公司))中常温固化，固化时间8s，得到基材表面覆盖有抗划伤涂层的抗划伤BOPP薄膜。

对比例1：

将硅烷偶联剂KH-550替换成KH-560，KH-550改性纳米二氧化硅替换成KH-560改性纳米二氧化硅，其他条件与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

对比例2：

将硅烷偶联剂KH-550替换成KH-570，KH-550改性纳米二氧化硅替换成KH-570改性纳米二氧化硅，其他条件与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

对比例3：

(1)将BOPP薄膜基材进行电晕处理，使其表面产生含氧极性基团；

(2)称取与58g脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯(HY330)、15g二丙二醇二丙烯酸酯(长兴EM222)、8g纳米二氧化硅、0.2g消泡剂(BYK1770)和0.3g润湿剂(BYK-P104S)，常温下超声分散40min后加入4.5g光引发剂1173，搅拌均匀，得抗划伤涂料；

(3)将抗划伤涂料涂布在经电晕处理后的BOPP基材表面，涂布量为4g/cm2,然后放置于UV光固化机中常温固化，固化时间8s，得到基材表面覆盖有抗划伤涂层的抗划伤BOPP薄膜。

对比例4：

将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯替换成改性环氧树脂丙烯酸树酯，其他条件与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

对比例5：

将脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯替换成脂肪族聚氨酯三官能丙烯酸酯(BH-3309A)，其他条件与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

对比例6：

将二丙二醇二丙烯酸酯替换成二缩三丙二醇二丙烯酸酯(长兴EM231)，其他条件与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

对比例7～9：

更改各涂料中各组分的用量，具体见表1，其他条件与与实施例1相同，采用与实施例1相同的制备方法制得抗划伤BOPP薄膜。

表1

	A(g)	B(g)	C(g)	D(g)	E(g)	F(g)
							实施例1	58	15	4.5	8	0.2	0.3
实施例2	40	10	2	5	0.1	0.2
							实施例3	70	25	10	15	0.4	0.5
实施例4	49	13	3	6.5	0.2	0.2
							对比例7	35	20	4	10	0.2	0.2
对比例8	55	29	5	6	0.2	0.3
							对比例9	48	16	5	18	0.4	0.3

其中，A表示脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯(HY330)，B表示二丙二醇二丙烯酸酯(长兴EM222)，C表示光引发剂1173，D表示KH-550改性纳米二氧化硅，E表示消泡剂(BYK1770)，F表示润湿剂(BYK-P104S)

测试Ⅰ：涂层附着力测试

涂层在BOPP基材上的附着力决定了抗划伤BOPP薄膜的应用价值，附着力差的涂层在抗划伤BOPP薄膜收卷或应用时容易脱落，从而使得涂层不能起到保护BOPP基材的作用。

参照GB9286-88方法，对各实施例和对比例制得的抗划伤BOPP薄膜表面的抗划伤涂层进行划格制样，其中，划格数为5*5格，每格边长为2mm。划格采用手工切割，均匀用力，切割速度约为50mm/s，平稳且无颤动。切割后用3M胶带粘接划格后的涂层表面，共用3M胶带粘接5次，通过观察BOPP薄膜表面所剩的涂层方格数目来分级表征抗划伤涂层对BOPP基材的附着力，其中，0级附着力最好，5级附着力最差，其中0,1,2三级能满足一般用途。结果如表2所示。

测试Ⅱ：涂层抗擦伤性测试

薄膜材料的抗擦伤性能用钢丝绒测试，利用钢丝绒在各实施例及对比例制得的抗划伤BOPP薄膜的涂层表面以恒定的速度来回摩擦，涂层的抗擦伤能力定义为第一条明显的划痕所需的摩擦次数。结果如表2所示。

表2

由表2可以看见，采用硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性可以显著改善二氧化硅的分散性，提高涂层的抗划伤能力及涂层对BOPP基材的附着力；加入KH-550改性二氧化硅的涂层对BOPP基材的附着力明显好于加入KH-560改性二氧化硅和kH-570改性二氧化硅的涂层，原因可能在于，KH-550中的氨基会与电晕处理后的BOPP基材表面存在的含氧极性基团之间形成氢键，从而大大提高涂层对BOPP基材的附着力；在一定范围内，涂料中的脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1173光引发剂、KH-550改性二氧化硅之间可以较好地进行配合使抗划伤涂层能牢固地附着在BOPP基材上，且使得所制得的BOPP薄膜具有较佳的抗划伤能力。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种抗划伤BOPP薄膜，包括BOPP薄膜基材和抗划伤涂层，所述抗划伤涂层是将抗划伤涂料涂覆于BOPP薄膜基材表面上形成，其特征在于，所述抗划伤涂料由以下质量份的成分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯 40～70份

二丙二醇二丙烯酸酯 10～25份

光引发剂1173 2～10份

KH-550改性纳米二氧化硅 5～15份

消泡剂 0.1～0.5份

润湿剂 0.1～0.5份。

2.如权利要求1所述的抗划伤BOPP薄膜，其特征在于，所述抗划伤涂料由以下质量份的成分组成：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯 58份

二丙二醇二丙烯酸酯 15份

光引发剂1173 4.5份

KH-550改性纳米二氧化硅 8份

消泡剂 0.2份

润湿剂 0.3份。

3.如权利要求1所述的抗划伤BOPP薄膜，其特征在于，所述KH-550改性纳米二氧化硅的制备步骤为：将纳米二氧化硅加入甲苯中，常温超声分散后得到均匀悬浮液，向其中加入对二氧化硅质量分数为2～6％的硅烷偶联剂KH-550，100℃～120℃下回流1～4h，抽滤，用无水乙醇洗涤烘干后得到改性纳米二氧化硅。

4.一种抗划伤BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，步骤为：

(1)将BOPP薄膜基材进行电晕处理，使其表面产生含氧极性基团；

(2)取配方量的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、KH-550改性纳米二氧化硅、消泡剂和润湿剂，常温下超声分散20～60min后加入光引发剂1173，搅拌均匀，得抗划伤涂料；

(3)将抗划伤涂料涂布在经电晕处理后的BOPP基材表面，涂布量为3～5g/cm²,然后放置于UV光固化机中常温固化，固化时间4～12s。