CN111171744B - 双界面增效聚乙烯保护膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双界面增效聚乙烯保护膜及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。该双界面增效聚乙烯保护膜，包括：基膜内层，由以下质量百分比的原料制备而成：低密度聚乙烯50％‑70％，线性低密度聚乙烯15％‑30％，功能母粒5％‑20％；基膜外层，由以下质量百分比的原料制备而成：低密度聚乙烯50％‑80％，线性低密度聚乙烯10％‑30％，改性母粒5％‑30％；所述功能母粒包括以下组分制备而成：丙烯酸树脂、聚乙烯、引发剂A和交联抑制剂；所述改性母粒包括以下组分制备而成：有机硅树脂、聚乙烯、引发剂B和抗氧剂。本发明的聚乙烯保护膜无需电晕处理，基膜内层拥有持久的高表面能，对压敏胶的粘结强度高，基膜外层具有超低表面能，容易离型。

Description

双界面增效聚乙烯保护膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种双界面增效聚乙烯保护膜及其制备方法。

背景技术

聚乙烯膜是一类用于保护板材表面的塑料膜，作为高端保护膜时，其涂胶面和收卷面有不同的性能要求：对于涂胶面，其表面张力应与压敏胶表面张力相匹配；对于收卷面，其表面张力应低于压敏胶表面张力。目前，市面上的保护膜产品通常只对其中一面作改性处理，无法满足高端保护膜的需求。而现有的双界面处理方式为：在涂胶面作电晕处理，以提高聚乙烯表面张力；在收卷面先作电晕处理再涂布离型剂，以降低该面的表面张力。该双界面处理工序繁琐，而且，电晕值会随着环境和时间的因素而逐渐消退，使压敏胶与基膜之间的粘结强度降低，导致产品容易残胶，离型剂也存在容易转移的问题，使产品粘合力下降，影响产品质量。此外，由于双面都有电晕，原膜收卷后薄膜之间容易粘连，导致难以开卷。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种双界面增效聚乙烯保护膜，无需电晕处理，基膜内层拥有持久的高表面能，基膜外层具有超低表面能。

一种双界面增效聚乙烯保护膜，包括相互叠合的基膜内层和基膜外层；

所述基膜内层，由以下质量百分比的原料制备而成：

低密度聚乙烯 50％-70％，

线性低密度聚乙烯 15％-30％，

功能母粒 5％-20％；

所述基膜外层，由以下质量百分比的原料制备而成：

低密度聚乙烯 50％-80％，

线性低密度聚乙烯 10％-30％，

改性母粒 5％-30％；

所述功能母粒包括以下组分制备而成：丙烯酸树脂、聚乙烯、引发剂A和交联抑制剂；所述引发剂A选自：1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯中的一种或两种；

所述改性母粒包括以下组分制备而成：有机硅树脂、聚乙烯、引发剂B和抗氧剂；所述引发剂B选自：过氧化苯甲酰、1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁烷、叔丁基过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)乙炔、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或两种以上。

上述双界面增效聚乙烯保护膜，基膜内层中的功能母粒采用丙烯酸树脂等材料与聚乙烯接枝共聚，使基膜内层含有羟基、羧基等极性基团，提高了聚乙烯材料的表面能，增加了聚乙烯材料的表面张力；基膜外层中的改性母粒采用有机硅树脂等材料与聚乙烯接枝共聚，使基膜外层含丰富的有机硅基团，减弱了聚乙烯材料的表面能，降低了聚乙烯材料的表面张力；不同于电晕处理，本发明的基膜内层和基膜外层的表面能是材料本身的性质，其表面能不会随着环境的变化或时间的推移而发生质变，在长时间使用后，基膜内层依然对压敏胶有较高的粘结强度，基膜外层依然能保持超低表面能。

在其中一个实施例中，所述功能母粒由以下质量百分比的组分制备而成：

该功能母粒可以通过以下方法制备得到：将丙烯酸树脂、聚乙烯、引发剂A、交联抑制剂置于高速混合机中混合20-30min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为160-190℃，熔融挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得功能母粒。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯选自：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述交联抑制剂选自：N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述改性母粒由以下质量百分比的组分制备而成：

该改性母粒可以通过以下方法制备得到：将有机硅树脂、聚乙烯、引发剂B、抗氧剂置于混合机中高速混合10-15min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为170-190℃，熔融挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即制得功性母粒。

在其中一个实施例中，所述机硅树脂选自：乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-异丁烯酰丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯选自：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自：对苯二胺、二芳基仲胺、醛胺、酮胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三壬基苯酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、丙酸异辛酯醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述基膜内层和基膜外层之间设有基膜中间层，所述基膜中间层以聚乙烯为原料并用现有的方法吹塑而成。制备中间层时还可以根据需要在聚乙烯粒子中添加功能助剂，调控保护膜的整体性能。

在其中一个实施例中，所述基膜中间层由以下质量百分比的组分制备而成：

低密度聚乙烯 40％-60％，

线性低密度聚乙烯 30％-50％，

乙酸-醋酸乙烯共聚物 10％-25％。

在其中一个实施例中，所述基膜内层远离所述基膜外层的一面设有涂胶层，所述涂胶层为聚丙烯酸酯压敏胶或橡胶型压敏胶。基膜内层吹膜后提供良好的附载功能，涂胶层可直接涂覆在基膜内层上，涂胶层提供粘力，使保护膜能贴附在被保护物品的表面。

本发明一方面还提供一种上述双界面增效聚乙烯保护膜的制备方法，包括以下步骤：

将基膜内层和基膜外层的原料分别混合，塑化、挤出、吹胀成型、冷却、收卷，即得原膜，在基膜内层的外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。

在其中一个实施例中，所述基膜内层的塑化温度为150-180℃，所述基膜外层的塑化温度为150-190℃。

在其中一个实施例中，当双界面增效聚乙烯保护膜包括涂胶层、基膜内层、基膜中间层、基膜外层时，可以通过以下方法制备得到：

将基膜内层、基膜中间层和基膜外层的各组分分别混合后，分别置于三个挤出机中，塑化挤出、吹胀成型、冷却、牵引和收卷，即制得原膜，原膜依次包括基膜内层、基膜中间层和基膜外层，在基膜内层的外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。其中，塑化挤出时，基膜内层、基膜中间层、基膜外层的挤出机温度分别为150-180℃、135-175℃、150-190℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的双界面增效聚乙烯保护膜，内层基膜和外层基膜内外增效，省去了电晕处理和涂布离型剂的工序，提高了聚乙烯保护膜生产效率，且原膜收卷后薄膜之间不粘连，容易开卷；基膜内层拥有持久的高表面能，可使压敏胶直接涂覆在基膜内层表面，与压敏胶的粘结强度高，降低了保护膜残胶的风险；基膜外层具有超低表面能，避免了因涂布离型剂产生离型剂转移的问题；相比于传统的聚乙烯保护膜，避免了电晕消退带来的问题，延长了聚乙烯保护膜的使用周期。

本发明的制备方法，简单易操作，制备得到的聚乙烯保护膜具有双界面增效的效果，基膜内层拥有持久的高表面能，基膜外层具有超低表面能。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合较佳的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

一种双界面增效聚乙烯保护膜，通过以下方法制备得到：

(1)制备功能母粒：将10公斤丙烯酸树脂、89公斤低密度聚乙烯、0.5公斤线性低密度聚乙烯、0.3公斤N,N-二甲基甲酰胺、0.2公斤二甲基亚砜投入到混合机中高速混合18min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为160-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得功能母粒。

(2)制备改性母粒：将10公斤乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、89公斤线性低密度聚乙烯、0.5公斤叔丁基过氧化苯甲酰、0.5公斤亚磷酸三壬基苯酯投入到混合机中高速混合12min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为170-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得改性母粒。

(3)制备聚乙烯保护膜：将基膜内层、基膜中间层和基膜外层的各组分分别混合后，并分别置于三个挤出机中，塑化挤出，基膜内层、基膜中间层、基膜外层的挤出机温度分别为150-180℃、135-175℃、150-190℃，吹胀成型，冷却，牵引，收卷，即制得原膜，在基膜内层外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。

其中，基膜内层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯50％、线性低密度聚乙烯30％、功能母粒20％；

基膜中间层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯40％、线性低密度聚乙烯50％、乙烯-醋酸乙烯共聚物10％；

基膜外层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯50％、线性低密度聚乙烯30％、改性母粒20％。

实施例2

一种双界面增效聚乙烯保护膜，通过以下方法制备得到：

(1)制备功能母粒：将20公斤丙烯酸树脂、79公斤低密度聚乙烯、0.3公斤过氧化二异丙苯、0.7公斤二甲基亚砜投入到混合机中高速混合20min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为160-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得功能母粒。

(2)制备改性母粒：将4公斤乙烯基三乙氧基硅烷、95公斤线性低密度聚乙烯、0.2公斤过氧化二异丙苯、0.8公斤对苯二胺投入到混合机中高速混合10min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为170-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得改性母粒。

(3)制备聚乙烯保护膜：将基膜内层、基膜中间层和基膜外层的各组分分别混合后，并分别置于三个挤出机中，塑化挤出，基膜内层、基膜中间层、基膜外层的挤出机温度分别为150-180℃、135-175℃、150-190℃，吹胀成型，冷却，牵引，收卷，即制得原膜，在基膜内层外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。

其中，基膜内层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯70％、线性低密度聚乙烯15％、功能母粒15％；

基膜中间层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯45％、线性低密度聚乙烯40％、乙烯-醋酸乙烯共聚物15％；

基膜外层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯68％、线性低密度聚乙烯20％、改性母粒12％。

实施例3

一种双界面增效聚乙烯保护膜，通过以下方法制备得到：

(1)制备功能母粒：将30公斤丙烯酸树脂、69公斤线性低密度聚乙烯、0.4公斤1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、0.6公斤N,N-二甲基甲酰胺投入到混合机中高速混合30min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为160-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得功能母粒。

(2)制备改性母粒：将1公斤乙烯基三甲氧基硅烷、50公斤低密度聚乙烯、48公斤线性低密度聚乙烯、0.4公斤1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、0.6公斤1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯投入到混合机中高速混合15min，然后置于双螺杆挤出机中，螺杆的各段温度为170-190℃，经熔融混合均匀后挤出，冷却至室温，经造粒机造粒，干燥，即得改性母粒。

(3)制备聚乙烯保护膜：将基膜内层、基膜中间层和基膜外层的各组分分别混合后，并分别置于三个挤出机中，塑化挤出，基膜内层、基膜中间层、基膜外层的挤出机温度分别为150-180℃、135-175℃、150-190℃，吹胀成型，冷却，牵引，收卷，即制得原膜，在基膜内层外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。

其中，基膜内层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯50％、线性低密度聚乙烯30％、功能母粒20％；

基膜中间层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯40％、线性低密度聚乙烯50％、乙烯-醋酸乙烯共聚物10％；

基膜外层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯50％、线性低密度聚乙烯30％、改性母粒20％。

对比例1

一种聚乙烯保护膜，通过以下方法制备得到：

将基膜内层、基膜中间层和基膜外层的各组分分别混合后，并分别置于三个挤出机中，塑化挤出，基膜内层、基膜中间层、基膜外层的挤出机温度为130-175℃，吹胀成型，冷却，牵引，收卷，即制得原膜，对原膜作双面电晕处理，在基膜内层外表面涂覆涂胶层，在基膜外层的外表面涂布防粘剂，即得聚乙烯保护膜。

其中，基膜内层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯20％、线性低密度聚乙烯80％；

基膜中间层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯10％、线性低密度聚乙烯40％、茂金属线性低密度聚乙烯50％；

基膜外层包括以下重量百分数的原料：低密度聚乙烯75％、线性低密度聚乙烯25％。

对比例2

一种聚乙烯保护膜，与实施例1的区别在于，制备功能母粒时，用聚乙二醇代替丙烯酸树脂。

对比例3

一种聚乙烯保护膜，与实施例1的区别在于，制备改性母粒时，用甲基丙烯酸十八烷基酯代替有机硅树脂。

实验例

对实施例和对比例的聚乙烯保护膜进行性能测试，测试方法如下：

(1)接触角测试：用接触角测试仪测试去离子水在膜表面的接触角，将针管内吸入液体，固定在操作架上，涂布膜放置在样品台上，滴加液滴，测试液滴与界面角度。通过测定去离子水在膜表面的接触角，反应聚乙烯保护膜表面能的变化。

(2)耐高温高湿测试：将聚乙烯保护膜贴在镜面板上，在湿度90％、温度80℃的环境下，老化1小时，将聚乙烯保护膜剥离，目测是否残胶。

(3)贴板测试：将聚乙烯保护膜贴在镜面板上，放置180天后，将聚乙烯保护膜剥离，目测是否残胶。

(4)残留粘结率测试：将180°剥离强度为100g/25mm的压敏胶保护膜用一定的压力均匀地贴在聚乙烯薄膜的防粘层上，在规定条件下放置一段时间后，将压敏胶保护膜从防粘层上剥离，然后立即粘贴在标准被粘试件中测试180°剥离强度。通过后剥离强度值与初始剥离强度值的比值，定量反映防粘层转移的程度。

(5)力学性能测试：力学性能测试根据GB/T1040.3-06方法进行测定。

测试结果如下表1所示：

表1.性能测试结果

从表1可以看出，实施例1-3和对比例1-3的内层接触角均降低，外层接触角均增大，说明对聚乙烯表面进行处理后，内层的表面能增大，外层的表面能减小，都有界面增效的效果，而实施例1-3相比于对比例1-3的效果更明显；耐高温高湿测试和贴板测试，实施例1-3剥离后，未残胶，说明界面增效的效果稳定，粘性层和基膜内层保持了良好的粘结强度，而对比例1-2出现了残胶现象；实施例1-3的残留粘结率大于90％，说明具有优异的离型效果，而对比例1和对比例3则出现了离型转移的现象；因实施例1-3的基膜内层和基膜外层添加了改性母粒，力学性能相比对比例1有所下降，但是在使用标准之内，均符合保护膜的使用要求。

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 (6)

1.一种双界面增效聚乙烯保护膜，其特征在于，包括相互叠合的基膜内层和基膜外层；

所述基膜内层，由以下质量百分比的原料制备而成：

低密度聚乙烯 50％-70％，

线性低密度聚乙烯 15％-30％，

功能母粒 5％-20％；

所述基膜外层，由以下质量百分比的原料制备而成：

低密度聚乙烯 50％-80％，

线性低密度聚乙烯 10％-30％，

改性母粒 5％-30％；

所述功能母粒由以下质量百分比的组分制备而成：

所述聚乙烯选自：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种；

所述引发剂A选自：1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯中的一种或两种；

所述交联抑制剂选自：N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或两种以上；

所述改性母粒由以下质量百分比的原料制备而成：

所述有 机硅树脂选自：乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-异丁烯酰丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上；

所述聚乙烯选自：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的一种或两种；

所述引发剂B选自：过氧化苯甲酰、1,3-二特丁基过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁烷、叔丁基过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)乙炔、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或两种以上；

所述抗氧剂选自：对苯二胺、二芳基仲胺、醛胺、酮胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯、亚磷酸三壬基苯酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、丙酸异辛酯醇、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的双界面增效聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜内层和基膜外层之间设有基膜中间层，所述基膜中间层由包括聚乙烯的原料制备而成。

3.根据权利要求2所述的双界面增效聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜中间层由以下质量百分比的原料制备而成：

低密度聚乙烯 40％-60％，

线性低密度聚乙烯 30％-50％，

乙酸-醋酸乙烯共聚物 10％-25％。

4.根据权利要求1所述的双界面增效聚乙烯保护膜，其特征在于，所述基膜内层远离所述基膜外层的一面设有涂胶层，所述涂胶层为聚丙烯酸酯压敏胶或橡胶型压敏胶。

5.一种权利要求1～4任一项所述的双界面增效聚乙烯保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基膜内层和基膜外层的原料分别混合，塑化、挤出、吹胀成型、冷却、收卷，即得原膜，在基膜内层的外表面涂覆涂胶层，即得双界面增效聚乙烯保护膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基膜内层的塑化温度为150-180℃，所述基膜外层的塑化温度为150-190℃。