CN111777957A - 一种pe保护膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PE保护膜，包括PE薄膜和压敏胶，且质量份数比为92‑97：5。PE薄膜包含低线性低密度聚乙烯；压敏胶包括以下质量份数成分：原胶10‑15份、固化剂0.8‑1份、催化剂0.5‑1份、溶剂25‑50份、消泡剂0.03‑0.06份；其中，原胶包括以下质量份数成分:丙烯酸丁酯25‑35份、甲基丙烯酸甲酯9‑13份、丙烯酸羟丙酯1‑2份，溶剂55‑57份；引发剂0.1‑0.2份。使用聚丙烯酸丁酯提供较好的初粘力和剥离强度、使用甲基丙烯酸甲酯提高压敏胶的内聚强度、使用丙烯酸羟丙酯可改善压敏胶对基材的粘附性能，使用引发剂使丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟丙酯发生聚合提高压敏胶的粘性。调配压敏胶时使用固化剂使聚合物呈网状结构则压敏胶有较好的内聚力。本发明具有护膜具有较好的稳定性的效果。

Description

一种PE保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜的技术领域，尤其是涉及一种PE保护膜及其制备方法。
背景技术
保护膜是一种对其他的表面材料具有保护功能的膜状材料。保护膜一般用在表面要求较高的产品上，使用保护膜可以产品防止在加工和搬运时产品的表面划伤或污染。
现有的PE保护膜主要以PE薄膜为基材，以橡胶型压敏胶或丙烯酸酯压敏胶为胶黏剂，其主要的生产过程是使用PE树脂颗粒热熔吹塑制备PE薄膜，接着使用压敏胶涂布在PE薄膜上，则涂布好的经过烘干与冷却后即可制备成PE保护膜。
现有的保护膜粘附在要保护的产品上，当粘贴在被保护的产品表面的保护膜较长时间不撕下时，粘贴在被保护的产品上的保护膜中的压敏胶容易出现粘性衰减或增粘的情况。当保护膜上压敏胶的粘性衰减时，保护膜容易从被保护产品的表面脱落，则不能很好的较好的保护产品；当保护膜上的压敏胶增粘时，将保护膜撕除后，压敏胶容易残留在被保护的产品表面，则需要将压敏胶刮落，刮落容易造成被保护产品受损。
发明内容
本发明的目的一是提供一种PE保护膜，其具有久置压敏胶稳定性较强的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种PE保护膜，其特征在于：包括PE薄膜和涂布在PE薄膜上的压敏胶；所述PE薄膜和与压敏胶的质量份数比为92-97：5；所述PE薄膜包含低线性低密度聚乙烯；所述压敏胶包括以下质量份数的成分：原胶10-15份、固化剂0.8-1份、催化剂0.5-1份、溶剂25-50份、消泡剂0.03-0.06份；所述原胶包括以下质量份数的成分：丙烯酸丁酯25-35份、甲基丙烯酸甲酯9-13份、丙烯酸羟丙酯1-2份，引发剂0.1-0.2份；溶剂55-57份；所述压敏胶所用溶剂与原胶所用溶剂相同。
通过采用上述技术方案，首先使用线性低密度聚乙烯制备PE薄膜，由于线性低密度聚乙烯主要结构是由主链和少数的短支链组成，且密度为0.89-0.915g/cm3,并相对于传统的PE薄膜，具有较好的抗张强度和抗冲击强度，耐环境的应力开裂性好。
接着制备原胶，原胶中包含软单体聚丙烯酸丁酯、硬单体甲基丙烯酸甲酯和功能性单体丙烯酸羟丙酯，由于软单体的玻璃化温度较低，可容易的润湿基材的表面，并且具有较好的初粘力和剥离强度；由于硬单体的玻璃化温度较高，则聚合物的分子的刚性较好，给压敏胶提供较好的内聚强度；对于功能性单体丙烯酸羟丙酯，由于丙烯酸羟丙酯具有羟基，可与丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯进行共聚，并且可改善压敏胶对基材的粘附性能；引发剂选择酯类的过氧化物，主要是酯类过氧化物中含有过氧基，酯类的过氧化物在受热后过氧基断裂形成自由基，便于使丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟丙酯发生聚合以提高原胶的粘性。
通过在后期调配压敏胶时使用固化剂，固化剂中的官能团与聚合物反应形成的聚合物进行交联，使聚合物呈网状结构，即聚合物的相对分子质量增大，因此，形成的压敏胶有较好的内聚力，内聚力好表明持粘力较好；在后续的PE保护膜的使用过程中，不会在被保护的产品上发生残胶的现象。通过该设置，保护膜具有较好的稳定性能。
本发明进一步设置为：所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、2-甲基氮丙啶或四异丙氧基钛。
通过采用上述技术方案，通过使用固化剂，可在后期需要制备一定粘度的压敏胶时，通过在原胶中添加固化剂，固化剂中的官能团打开，与原胶反应交联形成网状的结构，形成稳定性强的压敏胶；并且使用固化剂在后期形成PE保护膜时，可增强压敏胶的热固化效果。通过该设置，可以实现内聚力增强的效果。
本发明进一步设置为：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
通过采用上述技术方案，通过使用催化剂，催化剂可加快聚合反应的进行，提高聚合反应的效率。通过该设置，可以实现提高聚合反应的效率的效果。
本发明进一步设置为：所述溶剂为乙酸乙酯或乙酸甲酯的其中一种或两种的混合。
乙酸乙酯的沸点为77℃；乙酸甲酯的沸点为58℃；线性低密度聚乙烯的熔点在110-125℃，在原胶的制备阶段，使用乙酸乙酯或乙酸甲酯的一种和两种的混合，由于两者的沸点较低，在制备原胶时，可以设定较低回流的温度，则可减少能源的消耗；在使用压敏胶涂布在PE薄膜阶段，对压敏胶中的溶剂进行蒸发时，设置溶剂的沸点左右的温度将溶剂蒸发，可保持溶剂在蒸发时烘干的温度不会对PE薄膜造成膜收缩的影响。通过该设置，可以实现较低的温度烘干PE保护膜的影响的效果。
本发明进一步设置为：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
通过采用上述技术方案，由于有机硅消泡剂的亲油性和亲水性，则有机硅消泡剂可以用在油性的体系和水性的体系中。在制备压敏胶混合过程中，混合可带入的气体在压敏胶中，当需要进行消泡时，需要进行长时间的静停。通过使用有机硅消泡剂，一方面可以防止泡沫的产生和已经产生的泡沫进行消除的效果。通过该设置，可以实现气泡的产出和对气泡进行消除的效果。
本发明进一步设置为：所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯等酯类过氧化物。
通过采用上述技术方案，选择酯类的过氧化物作为引发剂，由于酯类过氧化物中含有过氧基，过氧基在受热后发生断裂，形成自由基，使丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟丙酯发生聚合，形成相对分子质量大的聚合物。通过该设置，可以实现触发和促进丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟丙酯之间的聚合的效果。
本发明进一步设置为：所述原胶包括以下质量份数的成分丙烯酸丁酯30份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸羟丙酯1.5份，乙酸乙酯55份；过氧化苯甲酸叔丁酯0.1份。
通过采用上述技术方案，使用最佳配方制备原胶，则得到的原胶的粘度一定和原胶的相对分子质量较大，使用时可根据被保护产品的特点调节压敏胶中各物质的配比，使压敏胶的粘度改变以适应不同被保护产品的表面的粘贴效果。
本发明进一步设置为：所述PE薄膜的厚度为40-50um，所述压敏胶的厚度为1-3um。
通过采用上述技术方案，通过控制PE薄膜的厚度和压敏胶的厚度，在保证压敏胶之间有较好的内聚力与压敏胶和PE薄膜之间有较好的粘附力的情况下，使用较少的压敏胶和薄膜的厚度时可以实现较好的粘贴力的效果。通过该设置，可以实现保护膜的轻薄效果。
本发明的上述发明目的二是提供一种PE保护膜的制备方法，其具有制备的保护膜稳定性较强的效果，通过以下技术方案得以实现的：
(1)PE薄膜的制备：
A、将线性低密度聚乙烯进行热熔吹塑；
B、所述PE薄膜吹塑成型后进行高压电晕处理，且保持PE薄膜表面张力为38-42达因；
(2)原胶制备：
A、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、50％重量的引发剂和50％重量溶剂,在氮气的保护下进行搅拌混合使混合液体在20-30min内温度从室温上升至80-85℃，并进行反应回流3-5h；
B、在混合的液体中再加入25％重量的引发剂和25％重量溶剂，反应回流1-2h；
C、将混合反应的液体升温至85-95℃，在混合反应的液体中加入余量的引发剂和溶剂，反应回流1-2h，出料；
(3)压敏胶的制备：将制备好的原胶、与溶剂、固化剂、催化剂和消泡剂加入至容器中，室温下搅拌20-30min，搅拌完成后进行抽真空过滤，过滤完成后静置4-6h；
(4)涂布：将制备好的压敏胶均匀的涂布至PE薄膜上，并在70-80℃的温度下使溶剂蒸发。
通过采用上述技术方案，将PE保护膜分为四个步骤制得：
制备PE薄膜阶段，使用线性低密度聚乙烯热熔吹塑成PE薄膜，制备好的PE薄膜作为基材；由于原料线性低密度聚乙烯为非极性的聚合物，则制备出PE薄膜表面的张力较低，通过对PE薄膜需要附着压敏胶的一面进行高压电晕处理，使用高压电晕产生等离子体，则PE薄膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联，使PE薄膜的表面变粗糙和增加PE保护膜的表面积，即增大PE薄膜表面的张力。
制备原胶阶段，由于原胶的制备需要经过约6小时，为了使PE保护膜能进行连续的生产，则制备粘度大小一致的原胶，可以为后续的压敏胶的制备奠定基础。
在压敏胶的制备阶段，仅需利用原胶与溶剂和其他助剂进行复配形成所需的压敏胶。通过将制备的压敏胶进行过滤，可以使杂质去除，以提高压敏胶的纯净度，将压敏胶静停，可以使压敏胶中的气泡进行消除。
最后在PE薄膜上涂布调节好的压敏胶，并在溶剂左右的温度下可将压敏胶中的溶剂进行蒸发，则可得到成品。通过该设置，可以得到稳定性高和纯净度高的PE保护膜的效果。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
通过使用聚丙烯酸丁酯，给原胶提供较好的初粘力和剥离强度、使用甲基丙烯酸甲酯提高压敏胶的内聚强度和使用丙烯酸羟丙酯可改善压敏胶对基材的粘附性能；使用引发剂使丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羟丙酯发生聚合。调配压敏胶时使用固化剂使聚合物呈网状结构则压敏胶有较好的内聚力。并且在紫外光和较高温度下的PE保护膜仍具有较好的初粘力、剥离力和内聚力的效果，并且在紫外线的照射和高温环境下仍能保持原有的PE保护膜的性能，本PE保护膜具有护膜具有较好的稳定性的效果。
具体实施方式
本发明公开的一种PE保护膜，根据其制备方法设置8个实施例(其中，每个实施例的各添加组分的含量均为质量份)：
(1)实施例1：
PE薄膜的制备：
A、取95份线性低密度聚乙烯进行热熔吹塑，且保持PE薄膜的厚度为40-50um；其中，线性低密度聚乙烯的型号为2420H，生产厂家为中海壳牌石油化工有限公司。
B、PE薄膜吹塑成型后进行高压电晕处理，增大表面张力，且保持PE薄膜表面张力为38-42达因。
(2)原胶制备：
A、取30份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、1.5份丙烯酸羟丙酯、0.1份中50％重量的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中50％重量乙酸乙酯,在氮气的保护下进行搅拌混合，并使混合液体在25min内温度从室温上升至80℃，并进行反应回流3h；
B、在混合的液体中再加入0.1份中25％重量份的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中25％重量份的乙酸乙酯，反应回流1.5h；
C、将混合反应的液体升温至85℃，在混合反应的液体中加入余量的过氧化苯甲酸叔丁酯和乙酸乙酯，反应回流1小时，出料；
(3)压敏胶的制备：取12份制备好的原胶与30份乙酸乙酯、0.9份甲苯二异氰酸酯、0.8份二月桂酸二丁基锡、0.04份有机硅消泡剂加入至容器中，室温下搅拌20min，搅拌完成后进行抽真空过滤，过滤完成后静置4h以方便消泡；
(4)涂布：将制备好的压敏胶均匀的涂布至PE薄膜上,其中，保持压敏胶胶层厚度为1-3um，并在70℃的温度下使乙酸乙酯蒸发，冷却形成成品。
实施例2：
(1)PE薄膜的制备：
A、取95份线性低密度聚乙烯进行热熔吹塑，且保持PE薄膜的厚度为40-50um，其中，线性低密度聚乙烯的型号为2420H，生产厂家为中海壳牌石油化工有限公司。
B、PE薄膜吹塑成型后进行高压电晕处理，增大表面张力，且保持PE薄膜表面张力为38-42达因。
(2)原胶制备：
A、取30份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、1.5份丙烯酸羟丙酯、0.1份中50％重量的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中50％重量乙酸乙酯,在氮气的保护下进行搅拌混合，并使混合液体在30min内温度从室温上升至85℃，并进行反应回流5h；
B、在混合的液体中再加入0.1份中25％重量份的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中25％重量份的乙酸乙酯，反应回流2h；
C、将混合反应的液体升温至95℃，在混合反应的液体中加入余量的过氧化苯甲酸叔丁酯和乙酸乙酯，反应回流2小时，出料；
(3)压敏胶的制备：取12份制备好的原胶与30份乙酸乙酯、0.9份甲苯二异氰酸酯、0.8份二月桂酸二丁基锡、0.04份有机硅消泡剂加入至容器中，室温下搅拌30min，搅拌完成后进行抽真空过滤，过滤完成后静置6h以方便消泡；
(4)涂布：将制备好的压敏胶均匀的涂布至PE薄膜上,其中，保持压敏胶胶层厚度为1-3um，并在80℃的温度下使乙酸乙酯蒸发，冷却形成成品。
实施例3：
(1)PE薄膜的制备：
A、取92份线性低密度聚乙烯进行热熔吹塑，且保持PE薄膜的厚度为40-50um，其中，线性低密度聚乙烯的型号为2420H，生产厂家为中海壳牌石油化工有限公司。
B、PE薄膜吹塑成型后进行高压电晕处理，增大表面张力，且保持PE薄膜表面张力为38-42达因。
(2)原胶制备：
A、取25份丙烯酸丁酯、9份甲基丙烯酸甲酯、1份丙烯酸羟丙酯、0.1份中50％重量的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中50％重量乙酸乙酯,在氮气的保护下进行搅拌混合，并使混合液体在25min内温度从室温上升至83℃，并进行反应回流4h；
B、在混合的液体中再加入0.1份中25％重量份的过氧化苯甲酸叔丁酯和55份中25％重量份的乙酸乙酯，反应回流1.5h；
C、将混合反应的液体升温至92℃，在混合反应的液体中加入余量的过氧化苯甲酸叔丁酯和乙酸乙酯，反应回流1.5小时，出料；
(3)压敏胶的制备：取10份制备好的原胶与乙酸乙酯、0.8份甲苯二异氰酸酯、0.5份二月桂酸二丁基锡、0.03有机硅消泡剂加入至容器中，室温下搅拌25min，搅拌完成后进行抽真空过滤，过滤完成后静置5h以方便消泡；
(4)涂布：将制备好的压敏胶均匀的涂布至PE薄膜上,其中，保持压敏胶胶层厚度为1-3um，并在78℃的温度下使乙酸乙酯蒸发，冷却形成成品。
实施例4：
实施例4与实施例3的区别在于，实施例4原胶中各组分添加量不同，制备的工艺条件与实施例3相同，具体添加量如下表。
实施例5：
实施例5与实施例1、实施例2和实施例3的区别在于，实施例物5的制备工艺与实施例1和实施例2中的工艺条件不同，且与实施例3中工艺条件相同，具体添加量如下表。
实施例6：
实施例6与实施例1、实施例2和实施例3的相同之处为，实施例6与实施例物1和2的中原胶的各组分含量和压敏胶的各组分添加量相同，制备的工艺条件与实施例3相同，具体添加量如下表。
实施例7：
实施例7与实施例6和实施例3的相同与区别在于，实施例7与实施例物6中原胶的各组分含量和压敏胶的各组分添加量不同，制备的工艺条件与实施例3相同，具体添加量如下表。
实施例8：
实施例8与实施例7和实施例3的区别和相同在于，实施例8与实施例物7中原胶的各组分含量和压敏胶的各组分添加量不同，制备的工艺条件与实施例3相同，具体添加量如下表。
对比例1：
采用CN200910037407.0所公开的一种用于纤维表面的PE保护膜压敏胶及其制备方法，在同等的测试条件下对其性能进行测试。
其中，PE保护膜的制备情况如下表，下表中表头的横向表示具体实施例，纵向表示各物质的用量，且单位均为质量份：
Figure BDA0002016851580000101
Figure BDA0002016851580000111
使用上述制备方法制备出PE保护膜，对PE保护膜粘结性能和耐老化性能进行测试：
1、对PE保护膜粘结性能测试方法：
(1)环形初粘力：采用拉力测试机测定，首先将PE保护膜绕成环状，并且将环形的末端夹入至拉力测试仪的上夹具上，接着将玻璃基材夹入下夹具上，控制上夹具的以300mm/min速度垂直下降，使PE保护膜与玻璃板进行接触，当完全接触后，立即与反向的300mm/min的速度进行剥离，记录环形胶带与保护膜分离的最大力值，平行五次实验，记录其平均值。
(2)180°剥离强度：将PE保护膜在不锈钢基材上，用2kg的手动压辊来回滚压3次，放置20min后进行剥离力测试，剥离速度为300mm/min，平行实验五次，记录其平均值，并观察有无残胶在不锈钢基材上。
(3)持粘力：将PE保护膜在不锈钢基材上，用2kg的手动压辊来回滚压3次，放置20min后垂直吊挂在实验架上，下端悬挂0.5kg的重物，记录试样的完全脱离时间，平行实验五次，记录其平均值。
2、对PE保护膜耐老化性能测试方法：将PE保护膜在360nm紫外灯与50℃的温度条件下实验48h，测完后通过步骤1中的方法测试环形初粘力、180°剥离强度和持粘力。
根据上述的测定方法，设置八个实施例和设置一个对比例进行性能的测试，其数据为进行平行实验五次测得的平均值，数据记录入下表，其中表头的横向表示具体的实施例，纵向为各性能测试的项目。
Figure BDA0002016851580000121
通过上述的粘结性和耐老化性能测试，各实施例相互比对和与对比例1对比结果表明，在被测的表面无残胶出现，表明压敏胶与PE薄膜的结合力较好，并且根据测量的结果，同等水平下，剥离强度比初粘力大则表明该PE保护膜的粘合力较好；并且在比自然条件苛刻的环境中，使用该配方制备而成的压敏胶的耐老化性能的性能较好，即该PE保护膜的稳定性较好。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PE保护膜，其特征在于：包括PE薄膜和涂布在PE薄膜上的压敏胶；所述PE薄膜和与压敏胶的质量份数比为92-97：5；
所述PE薄膜包含低线性低密度聚乙烯；
所述压敏胶包括以下质量份数的成分：原胶10-15份、固化剂0.8-1份、催化剂0.5-1份、溶剂25-50份、消泡剂0.03-0.06份；
所述原胶包括以下质量份数的成分：丙烯酸丁酯25-35份、甲基丙烯酸甲酯9-13份、丙烯酸羟丙酯1-2份，引发剂0.1-0.2份；溶剂55-57份；
所述压敏胶所用溶剂与原胶所用溶剂相同。
2.根据权利要求1所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述固化剂为甲苯二异氰酸酯、2-甲基氮丙啶或四异丙氧基钛。
3.根据权利要求2所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
4.根据权利要求3所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述溶剂为乙酸乙酯或乙酸甲酯的其中一种或两种的混合。
5.根据权利要求4所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
6.根据权利要求5所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁酯等酯类过氧化物。
7.根据权利要求6所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述原胶包括以下质量份数的成分丙烯酸丁酯30份、甲基丙烯酸甲酯10份、丙烯酸羟丙酯1.5份，乙酸乙酯55份；过氧化苯甲酸叔丁酯0.1份。
8.根据权利要求7所述的一种PE保护膜，其特征在于：所述PE薄膜的厚度为40-50um，所述压敏胶的厚度为1-3um。
9.如权利要求1-8所述的PE保护膜的制备方法，其特征在于采用以下方法制备而成的：
（1）PE薄膜的制备：
A、线性低密度聚乙烯进行热熔吹塑；
B、PE薄膜吹塑成型后进行高压电晕处理，且保持PE薄膜表面张力为38-42达因；
（2）原胶制备：
A、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、50%重量的引发剂和50%重量溶剂,在氮气的保护下进行搅拌混合使混合液体在20-30min内温度从室温上升至80-85℃，并进行反应回流3-5h；
B、在混合的液体中再加入25%重量的引发剂和25%重量溶剂，反应回流1-2h；
C、将混合反应的液体升温至85-95℃，在混合反应的液体中加入余量的引发剂和溶剂，反应回流1-2h，出料；
（3）压敏胶的制备：将制备好的原胶、与溶剂、固化剂、催化剂和消泡剂加入至容器中，室温下搅拌20-30min，搅拌完成后进行抽真空过滤，过滤完成后静置4-6h；
（4）涂布：将制备好的压敏胶均匀的涂布至PE薄膜上，并在70-80℃的温度下使溶剂蒸发。
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