CN111284099B - 一种用于电梯的pe自粘保护膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电梯的PE自粘保护膜，包括依次设置的表层、第一芯层、第二芯层和粘层；表层的原料包括：PE纳米氧化锌母粒、紫外吸收剂、UV抗氧剂、UV稳定剂、树枝状增韧剂、丙烯基弹性体和低密度聚乙烯；第一芯层的原料包括：钛白粉母粒和低密度聚乙烯；第二芯层的原料包括：低密度聚乙烯、POE和炭黑母粒；粘层的原料包括：POE、SEBS、氢化石油树脂、紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂。本发明还公开了上述保护膜的制备方法。本发明的保护膜具有很强的抗紫外、抗刮蹭、抗粉尘砂石的击打及带来的污染的性能，对电梯的运输和存放能起到很好的保护作用。本发明采用四层共挤的一步法生产工艺，成本低。

Description

一种用于电梯的PE自粘保护膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种用于电梯的PE自粘保护膜及其制备方法。

背景技术

所有新建的高层建筑物都需要安装新电梯，而新电梯在建筑物内安装后至所有用户完全进驻，一般需要至少1至3年。安装好的电梯在此期间，不可避免地会遭受装饰人员或住户的磕碰、刮蹭、粉尘砂石的击打及带来的污染等外界因素的侵蚀，使电梯表面受到损伤，因此，需要对电梯提供一种保护电梯表面的高分子膜，以防止电梯表面在此过程中受到损害。

因此，用户要求电梯保护膜不仅要持粘力稳定，并具有较强的韧性和能有效抗击装饰时带来的磕碰、刮蹭、粉尘砂石的击打及带来的污染，而且还要求该高分子保护膜具有较强的耐候性能，在较长时期内能抗击紫外线和空气氧化作用老化变脆，才能达到有效地保护电梯表面的作用。

鉴于电梯保护膜的要求十分苛刻，国内生产的保护膜都难以达到上述要求，致使国内的电梯保护膜几乎都是使用国外的产品，例如法国NOVANCEL诺凡赛尔保护膜，德国的宝丽菲姆(POLIFEIM)等，这些国外产品存在价格高的缺点。目前国内至今尚未有专门生产电梯保护膜的厂家。有鉴于此，有必要提供一种保护膜质量好，且成本较低廉的电梯用PE自粘保护膜，填补国内此项空白。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于电梯的PE自粘保护膜及其制备方法，该保护膜具有制备方法简单，生产成本低的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于电梯的PE自粘保护膜，包括依次设置的表层、第一芯层、第二芯层和粘层；

表层的原料包括：PE纳米氧化锌母粒、紫外吸收剂、UV抗氧剂、UV稳定剂、树枝状增韧剂、丙烯基弹性体和低密度聚乙烯；

第一芯层的原料包括：钛白粉母粒和低密度聚乙烯；

第二芯层的原料包括：低密度聚乙烯、POE和炭黑母粒；

粘层的原料包括：POE、SEBS、氢化石油树脂、紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂。

进一步的，表层包括以下重量份计的原料：PE纳米氧化锌母粒10-20份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份、UV稳定剂0.4-1.0份、树枝状增韧剂5-20份、丙烯基弹性体10-20份和低密度聚乙烯30-70份。

进一步的，第一芯层的原料包括：钛白粉母粒、LLDPE和LDPE。

进一步的，第一芯层包括以下重量份计的原料：钛白粉母粒10-20份、LLDPE30-70份和LDPE 30-70份。

进一步的，第二芯层的原料包括：mLLDPE、LLDPE、LDPE、POE和炭黑母粒。

进一步的，第二芯层包括以下重量份计的原料：mLLDPE 15-40份、LLDPE30-80份、LDPE 30-80份、POE10-20份和炭黑母粒1-5份。

进一步的，粘层包括以下重量份计的原料：POE 10-30份、SEBS 30-60份、氢化石油树脂10-50份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份和UV稳定剂0.4-1.0份。

进一步的，氢化石油树脂选自氢化C5树脂、氢化C9树脂、氢化C5-C9共聚树脂中的一种或两种。

进一步的，表层的原料中，低密度聚乙烯为LLDPE和/或LDPE。

上述用于电梯的PE自粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粘层的各原料混合均匀后进行共混造粒；

(2)将表层的各原料、第一芯层的各原料、第二芯层的各原料和造粒后的粘层原料送入四层共挤吹膜机，进行挤出吹膜，得到的用于电梯的PE自粘保护膜。

本发明的有益效果为：

本发明用于电梯的PE自粘保护膜的表层、第一芯层、第二芯层和粘层的四层设置，在各层中分别加入紫外吸收剂、抗氧剂和稳定剂等材料，各层相互协同达到最佳的抗紫外线和抗氧化的效果；同时，表层中的纳米氧化锌、丙烯基弹性体和树枝状增韧剂的加入，第一芯层中钛白粉的加入，以及第二芯层中炭黑的加入，能使得保护膜有很好的强度和耐磨性。本发明的保护膜具有很强的抗紫外、抗氧化、抗刮蹭、抗粉尘砂石的击打及带来的污染的性能，对电梯的运输和存放能起到很好的保护作用。

本发明采用先将粘层物料按重量份比混合均匀后进行共混造粒，然后与表层、第一芯层及第二芯层按物料比混合均匀后的物料进行四层共挤的一步法生产工艺，操作简单。

具体实施方式

下面结合附具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种用于电梯的PE自粘保护膜，包括依次设置的表层、第一芯层、第二芯层和粘层；

表层的原料包括：PE纳米氧化锌母粒、紫外吸收剂、UV抗氧剂、UV稳定剂、树枝状增韧剂、丙烯基弹性体和低密度聚乙烯；

第一芯层的原料包括：钛白粉母粒和低密度聚乙烯；

第二芯层的原料包括：低密度聚乙烯、POE和炭黑母粒；

粘层的原料包括：POE、SEBS、氢化石油树脂、紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂。

表层原料中的PE纳米氧化锌母粒选用广州博峰化工科技有限公司的博峰牌产品。纳米氧化锌是一种超细白色材料，具有优异的吸收屏蔽UVA波段紫外线功能和安全无毒及不易变色等优点，并且具有良好的抑菌和抗菌效果，其自洁功能可以防止灰尘等污物的侵蚀。纳米氧化锌还可以提高高分子材料例如橡胶和薄膜的耐磨、耐撕裂性，具有提高保护膜抗击外部击打的作用。它对树脂基材具有优异的改性作用，同时不影响产品的力学性能。本发明中以PE纳米氧化锌母粒的方式加入，母粒能更好的与其他原料一起融化混匀，能使得纳米氧化锌在表层中均匀分布。

紫外线对塑料老化作用的原理是：紫外线是指阳光中波长10纳米至400纳米(nm)的光线，可分为UVA(波长范围为320～400nm，长波)，UVA的穿透力最强；UVB(波长范围280～320nm，中波)，UVC(波长100～280nm，短波)，UVC不能穿过臭氧层进入地球表面。太阳光线中的UVA和UVB波段紫外光通过化学氧化还原作用，能促使塑料老化及破坏颜料分子使其分解褪色。

第一芯层的原料中采用了钛白粉母粒，钛白粉(二氧化钛)是一种白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，是现今世界上性能最好的一种白色颜料，具有吸收屏蔽UVB波段紫外线的功能。表层原料中包含了紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂，纳米氧化锌协同第一芯层中的钛白粉，达到吸收和屏蔽UVB波段紫外线的功能，同时配以紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂协同，能使保护膜的抗紫外老化效果达到最佳。

本发明中，紫外线吸收剂可采用适用聚乙烯的任一产品，其型号优选的为UVP-327；UV抗氧剂可采用适用聚乙烯的任一产品，其型号优选的为抗氧剂UV-612；UV稳定剂可采用适用聚乙烯的任一产品，其型号优选的为光稳定剂UV-3346；树枝状增韧剂可采用任一产品，其型号优选的为CYD-6100。

树枝状增韧剂具有柔性的聚烯烃长链段，在树脂和填料之间起到桥联作用，能改善填料(例如纳米氧化锌)的分散性和相容性，从而改善体系的力学性能，提高保护膜抗刮蹭及抗小石子或沙粒的击打的能力。

表层原料中的丙烯基弹性体可选用威达美6202F。丙烯基弹性体是一种烯烃基弹性体，主要由等规聚丙烯的重复单元和无规分布的乙烯组成。它采用埃克森美孚化工的催化技术生产，它更具薄膜应用性能“A”级的需要，与传统或茂金属PP和PE，以及各种聚烯烃基材(薄膜、纺布和无纺布)具有优异的粘合性能。丙烯基弹性体具有高弹性、高韧性、高抗冲、耐用性和柔软性，能提高保护膜抗刮蹭及抗小石子或沙粒的击打的能力。

第二芯层和粘层中的POE包括所有型号，优选Vistamaxx 3020FL。POE塑料是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，POE塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与芯层材料相容性好，同时具有调整外粘层与不锈钢制品的粘结效果。第二芯层和粘层中的POE选用同一型号，两层之间的结合更加紧密，能保证保护膜无残胶和留影问题，即成卷的保护膜在解卷时粘层不会脱落和在表层留影，保护膜自电梯表面撕下时粘层不会脱落和无留影。

第二芯层中的炭黑母粒选用PE2709。碳黑又名炭黑，是一种无定形碳，表面积非常大，对高分子材料具有补强和增强耐磨的作用。碳黑还是一种很好的紫外线稳定剂和紫外光吸收剂，能延长塑料制品在户外的使用寿命。在第二芯层中加入炭黑，能进一步提高保护膜的抗紫外线能力，提高保护膜的强度和耐磨性。

在粘层加入UV紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂，能加强粘层抗紫外线及抗氧化的作用，防止粘层的老化，保障粘层稳定的持粘力。粘层的原料中，SEBS包括所有型号，优选G1645。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的热稳定性和耐老化性。

综上所述，本发明用于电梯的PE自粘保护膜的表层、第一芯层、第二芯层和粘层的四层设置，在各层中分别加入不同的紫外吸收剂、抗氧剂和稳定剂等材料，各层相互协同达到最佳的抗紫外线和抗氧化的效果；同时，表层中的纳米氧化锌、丙烯基弹性体和树枝状增韧剂的加入，第一芯层中钛白粉的加入，以及第二芯层中炭黑的加入，能使得保护膜有很好的强度和耐磨性。本发明的保护膜具有很强的抗紫外、抗氧化、抗刮蹭、抗粉尘砂石的击打及带来的污染的性能，对电梯的运输和存放能起到很好的保护作用。

进一步的，表层包括以下重量份计的原料：PE纳米氧化锌母粒10-20份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份、UV稳定剂0.4-1.0份、树枝状增韧剂5-20份、丙烯基弹性体10-20份和低密度聚乙烯30-70份。通过进一步限定表层中各原料的用量，使得表层达到更好的抗紫外线性能和耐磨性能。需要说明的是，表层原料中的低密度聚乙烯选自LLDPE和LDPE的一种或二种。LDPE可采用所有型号，优选2426H。低密度聚乙烯(LDPE)又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。LDPE主要用途是作薄膜产品。LLDPE包括所有型号，优选7042或201。LLDPE又称线性低密度聚乙烯，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，具有较高的软化温度和熔融温度，线型低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯，因为它具有窄分子量分布和较多的短支链，所以具有高的抗伸强度、抗穿透性、抗撕裂性和高伸长率，而且具有一定的耐油性并可耐酸、碱、有机溶剂等，使其特别适用于制作薄膜。

进一步的，第一芯层的原料包括：钛白粉母粒、LLDPE和LDPE。第一芯层中同时采用LLDPE和LDPE两种低密度聚乙烯原料，成膜后具有更好的成型效果、较好的膜性能。

进一步的，第一芯层包括以下重量份计的原料：钛白粉母粒10-20份、LLDPE30-70份和LDPE 30-70份。通过限定第一芯层各原料的用量，使得第一芯层具有更好的强度和抗紫外能力。

进一步的，第二芯层的原料包括：mLLDPE、LLDPE、LDPE、POE和炭黑母粒。

进一步的，第二芯层包括以下重量份计的原料：mLLDPE 15-40份、LLDPE30-80份、LDPE 30-80份、POE10-20份和炭黑母粒1-5份。通过限定第二芯层各原料的用量，进一步优化第二芯层的性能。mLLDPE、LLDPE和LDPE联合使用，第二芯层有更好的力学性能。

mLLDPE包括所有型号，优选埃克森/1018CB。mLLDPE是茂金属聚乙烯,是一种新颖热塑性塑料，是90年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继LLDPE生产技术后的一项重要革新，由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同，具有比之更优异的拉伸性和抗冲击强度，超越以LLDPE为主配方薄膜的力学性能要求，也能显著提高以LDPE为主配方薄膜的韧性。

第二芯层中，LLDPE优选LD605；LDPE优选2420H。

进一步的，粘层包括以下重量份计的原料：POE 10-30份、SEBS 30-60份、氢化石油树脂10-50份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份和UV稳定剂0.4-1.0份。通过限定粘层各原料的用量，使得粘层具有更好的粘性和抗紫外线性能。

进一步的，氢化石油树脂选自氢化C5树脂、氢化C9树脂、氢化C5-C9共聚树脂中的一种或两种。

氢化C5树脂包括所有型号，优选LH100-1Y。C5加氢石油树脂具有良好的增粘性，相容性、热稳定性和光稳定性，并可以改善胶粘剂的粘接性能，作为增粘树脂适用于热熔胶、压敏胶。对胶粘剂的各项性能有不同程度的改善，粘性好，有突出的初粘性能是不可缺少的增粘组成。

氢化C9树脂包括所有型号，优选KD-F1095。氢化C9树脂具有较好的热稳定性，与EVA、SEBS、SEIS等树脂良好的相容性。

氢化C5-C9共聚树脂包括所有型号，优选Escorez5600。该树脂与天然橡胶(NR)、合成橡胶、苯乙烯聚合物(如SIS、SBS、SEBS、EVA)等具有很好的相容性，它兼有氢化C5石油树脂和氢化C9石油树脂的优点。

上述用于电梯的PE自粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粘层的各原料混合均匀后进行共混造粒；

(2)将表层的各原料、第一芯层的各原料、第二芯层的各原料和造粒后的粘层原料送入四层共挤吹膜机，进行挤出吹膜，得到的用于电梯的PE自粘保护膜。

以下通过实施例和对比例进一步阐述本发明。

实施例1-8用于电梯的PE自粘保护膜的以重量份计的原料如表1所示。实施例1-8中用于电梯的PE自粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粘层的各原料混合均匀后进行共混造粒；

(2)将表层的各原料、第一芯层的各原料、第二芯层的各原料和造粒后的粘层原料送入四层共挤吹膜机，进行挤出吹膜，得到所述的用于电梯的PE自粘保护膜。

表1

设置对比例1-4，对比例1-4的保护膜制备方法与实施例1相同。对比例1与实施例1相比，表层原料中未加入紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂；对比例2与实施例2相比，表层原料中未加入PE纳米氧化锌母粒，第一芯层中未加入钛白粉母粒；对比例3与实施例3相比，粘层中未加入紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂；对比例4与实施例4相比，表层原料中未加入树枝状增韧剂和丙烯基弹性体。对比例1-4保护膜以重量份计的各原料如表2所示。

表2

对实施例1-7、对比例1-4以及法国的诺凡塞尔保护膜进行性能测试，测试方法如下。

1、老化试验，老化试验按ASTM D4329-13标准进行测试：在300W的紫外线在50℃的条件下照射240个小时，外部观察保护膜是否有开裂、失光、剥落、粉化和变形，保护膜撕下时，被保护表面上有没有残胶留存和留影。

2、断裂伸长率/保留率测试：断裂伸长率/保留率是用断裂伸长率的下降幅度来表示塑料老化或降解程度，即塑料老化或降解后的断裂伸长率除以老化或降解前的断裂伸长率，再乘以100％。它是衡量塑料老化或降解性大小指标之一，保留率越大，表示产品越耐老化。

3、剥离强度测试：保护膜180°剥离强度按GB/T2792标准测定。测试环境：测试钢板：SUS304，剥离速度300mm/min，夹具起始间距100mm。

4、保护膜拉伸性能测试：按GB/T1040.3-2006标准测定。

测试结果如表3所示。

由上述试验可知，纳米氧化锌协同第一芯层中的钛白粉，同时配以紫外吸收剂、UV抗氧剂和UV稳定剂协同，能使保护膜的抗紫外老化效果达到最佳；表层中的纳米氧化锌、丙烯基弹性体和树枝状增韧剂的加入，第一芯层中钛白粉的加入，以及第二芯层中炭黑的加入，能使得保护膜有很好的强度和耐磨性。在实施例的剥离强度与法国产品相近的情况下，其他各项指标均接近或优于法国产品，但价格低于法国产品。产品已经被国内多家电梯厂试用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于电梯的PE自粘保护膜，其特征在于，包括依次设置的表层、第一芯层、第二芯层和粘层；

所述表层包括以下重量份计的原料：PE纳米氧化锌母粒10-20份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份、UV稳定剂0.4-1.0份、树枝状增韧剂5-20份、丙烯基弹性体10-20份和低密度聚乙烯30-70份；

所述第一芯层包括以下重量份计的原料：钛白粉母粒10-20份、LLDPE 30-70份和LDPE30-70份；

所述第二芯层包括以下重量份计的原料：mLLDPE 15-40份、LLDPE 30-80份、LDPE30-80份、POE10-20份和炭黑母粒1-5份；

所述粘层包括以下重量份计的原料：POE 10-30份、SEBS 30-60份、氢化石油树脂10-50份、紫外吸收剂0.5-1.0份、UV抗氧剂0.5-1.0份和UV稳定剂0.4-1.0份。

2.根据权利要求1所述的用于电梯的PE自粘保护膜，其特征在于，所述氢化石油树脂选自氢化C5树脂、氢化C9树脂、氢化C5-C9共聚树脂中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的用于电梯的PE自粘保护膜，其特征在于，所述表层的原料中，所述低密度聚乙烯为LLDPE和/或LDPE。

4.权利要求1-3任一项所述用于电梯的PE自粘保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述粘层的各原料混合均匀后进行共混造粒；

(2)将表层的各原料、第一芯层的各原料、第二芯层的各原料和造粒后的粘层原料送入四层共挤吹膜机，进行挤出吹膜，得到所述的用于电梯的PE自粘保护膜。