CN112606372A - 一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法 - Google Patents

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    • C23C14/5806—Thermal treatment

Abstract

本发明公开了一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理；S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层；S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜；S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。本发明采用上述高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，能够解决现有的聚乙烯薄膜阻隔性能差的问题。

Description

一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯薄膜制备技术领域，尤其是涉及一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法。
背景技术
聚乙烯薄膜是用聚乙烯做成的薄膜，其卫生性能达到食品包装的要求。聚乙烯薄膜的透气性较大，根据制造方法与控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯和交联聚乙烯等不同性能的产品。聚乙烯薄膜的阻隔性能比较差，阻碍了聚乙烯薄膜的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，解决现有的聚乙烯薄膜阻隔性能差的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理；
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层；
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜；
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
优选的，所述步骤S1的预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理。
优选的，所述步骤S2中，辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，每个干燥阶段的长度为10m；辊涂的速度为30-80m/min。
优选的，所述步骤S2中，底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为8-12:0.5-1.5:3-7:20-30。
优选的，所述底涂层中组分A：组分B：酒精：水的质量百分比优选为10:1:5:25。
优选的，所述步骤S3中，收卷张力为10-30N；时效处理的温度为35-50℃，时效处理的时间为24-48h。
优选的，所述步骤S4中，蒸发舟预热温度为900-1200℃，真空度为2-4×10-4MPa，铝丝的送丝速度为500-1500mm/min，聚乙烯薄膜的蒸镀速度为300-500m/min。
优选的，所述步骤S4中，在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为2-4KW。
优选的，所述步骤S5中，收卷张力为80-200N；时效处理时间为24-72h，时效处理温度为35-50℃。
本发明所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，在聚乙烯薄膜上首先辊涂一层底涂层，提高氧化铝膜与聚乙烯薄膜之间的粘接力，提高氧化铝膜的附着力。在聚乙烯薄膜与氧化铝膜之间设置一层底涂层还可以提高聚乙烯薄膜的阻隔性能。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法实施例的结构示意图。
附图标记
1、聚乙烯薄膜；2、底涂层；3、氧化铝膜。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1为本发明一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法实施例的结构示意图。如图所示，高阻隔镀铝聚乙烯薄膜包括聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜的外部设置有氧化铝膜，氧化铝膜与聚乙烯薄膜之间设置有底涂层，底涂层提高聚乙烯薄膜与氧化铝膜之间的粘接强度；并且底涂层的设置还可以提高聚乙烯薄膜的阻隔性能。
上述高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理。预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理，聚乙烯薄膜为非极性的塑料薄膜，将薄膜经过有高压存在的两个电极之间，高压使电极间的空气发生电离，使电极间产生电子流，在薄膜表面形成氧化极化基，使薄膜表面产生极性，提高聚乙烯薄膜表面的张力，提高聚乙烯薄膜的附着力。聚乙烯薄膜在高频电弧冲击下，原来光滑的薄膜表面变得粗糙，提高薄膜表面附着力。电弧在击穿空气时产生臭氧，臭氧是一种极强的氧化剂，使得聚乙烯薄膜的表面产生轻微的氧化，使得薄膜产生极性，提高涂料在薄膜上的附着力。
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层。辊涂底涂层为将底涂涂料放入容器内，辊子转动的过程中在辊子的表面粘附涂料，薄膜从两个辊子之间通过，辊子上的涂料转移到薄膜上，实现聚乙烯薄膜上底涂层的涂覆。辊涂的速度为30-80m/min，即聚乙烯薄膜的运动速度为30-80m/min。
辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥处理，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，共有4个阶段。聚乙烯薄膜的干燥为涂覆有底涂层的聚乙烯薄膜在生产线上依次匀速的通过各个干燥阶段，每个干燥阶段的长度为10m。采用4个阶梯式增长的温度对聚乙烯薄膜进行干燥，干燥的更充分，并且可以避免底涂层因剧烈的温度变化造成内应力较大的问题，提高底涂层与聚乙烯薄膜基材之间的粘附强度。
底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为8-12:0.5-1.5:3-7:20-30。组分A：组分B：酒精：水的质量百分比优选为10:1:5:25。聚氨酯系列双组分涂料选用市售的现有的涂料，如911聚氨酯防水涂料。
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为10-30N。时效处理的温度为35-50℃，时效处理的时间为24-48h。时效处理过程中，聚乙烯薄膜中的迁移性添加剂会析出到薄膜表面，改变表面的抗静电和摩擦系数等性能，电晕处理后的表面张力也会逐渐降低并趋于稳定，有利于提高聚乙烯薄膜的形状和尺寸稳定性。
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜。蒸发舟预热温度为900-1200℃，真空度为2-4×10-4MPa。铝丝的送丝速度为500-1500mm/min。聚乙烯薄膜的蒸镀速度为300-500m/min，即聚乙烯薄膜的移动速度为300-500m/min。
在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为2-4KW。
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为80-200N；时效处理时间为24-72h，时效处理温度为35-50℃。
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
实施例一
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理。预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理。
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层。辊涂的速度为35m/min，即聚乙烯薄膜的运动速度为35m/min。
辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥处理，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，共有4个阶段。聚乙烯薄膜的干燥为涂覆有底涂层的聚乙烯薄膜在生产线上依次匀速的通过各个干燥阶段，每个干燥阶段的长度为10m。聚乙烯薄膜通过每个干燥阶段的时间为17s。
底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为9:0.5:4:28。聚氨酯系列双组分涂料选用市售的现有的涂料，如911聚氨酯防水涂料。
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为12N。时效处理的温度为40℃，时效处理的时间为26h。
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜。蒸发舟预热温度为1000℃，真空度为2×10-4MPa。铝丝的送丝速度为800mm/min。聚乙烯薄膜的蒸镀速度为500m/min，即聚乙烯薄膜的移动速度为500m/min。
在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为2KW。
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为80N；时效处理时间为25h，时效处理温度为40℃。
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
采用上述方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的厚度为45μm。根据GB/T1040.3-2006对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率进行检测，纵向拉伸强度141MPa，横向拉伸强度220MPa，纵向断裂伸长率为137％，横向断裂伸长率为49％。
根据GB/T19789-2005对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的氧气透过率进行检测，氧气透过率为10.92ml/m2·day。
根据国标GB/T26253-2010对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的水蒸气透过率进行检测，水蒸气透过率为0.06g/m2·day。
根据GB/T14216-2008对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的处理面表面张力进行检测，表面张力为40达因值。
在130℃、0.3MPa的压力下热封0.5s，获得的热封强度为7N/15mm。
实施例二
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理。预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理。
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层。辊涂的速度为60m/min，即聚乙烯薄膜的运动速度为60m/min。
辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥处理，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，共有4个阶段。聚乙烯薄膜的干燥为涂覆有底涂层的聚乙烯薄膜在生产线上依次匀速的通过各个干燥阶段，每个干燥阶段的长度为10m。聚乙烯薄膜通过每个干燥阶段的时间为10s。
底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为10:1:5:25。聚氨酯系列双组分涂料选用市售的现有的涂料，如911聚氨酯防水涂料。
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为16N。时效处理的温度为45℃，时效处理的时间为36h。
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜。蒸发舟预热温度为1100℃，真空度为3×10-4MPa。铝丝的送丝速度为1200mm/min。聚乙烯薄膜的蒸镀速度为400m/min，即聚乙烯薄膜的移动速度为400m/min。
在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为4KW。
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为150N；时效处理时间为48h，时效处理温度为45℃。
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
采用上述方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的厚度为45μm。根据GB/T1040.3-2006对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率进行检测，纵向拉伸强度145MPa，横向拉伸强度223MPa，纵向断裂伸长率为135％，横向断裂伸长率为48％。
根据GB/T19789-2005对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的氧气透过率进行检测，氧气透过率为10.88ml/m2·day。
根据国标GB/T26253-2010对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的水蒸气透过率进行检测，水蒸气透过率为0.05g/m2·day。
根据GB/T14216-2008对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的处理面表面张力进行检测，表面张力为42达因值。
在130℃、0.3MPa的压力下热封0.5s，获得的热封强度为7N/15mm。
实施例三
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理。预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理。
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层。辊涂的速度为80m/min，即聚乙烯薄膜的运动速度为80m/min。
辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥处理，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，共有4个阶段。聚乙烯薄膜的干燥为涂覆有底涂层的聚乙烯薄膜在生产线上依次匀速的通过各个干燥阶段，每个干燥阶段的长度为10m。聚乙烯薄膜通过每个干燥阶段的时间为8s。
底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为12:1.4:4:20。聚氨酯系列双组分涂料选用市售的现有的涂料，如911聚氨酯防水涂料。
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为18N。时效处理的温度为35℃，时效处理的时间为48h。
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜。蒸发舟预热温度为900℃，真空度为4×10-4MPa。铝丝的送丝速度为1200mm/min。聚乙烯薄膜的蒸镀速度为400m/min，即聚乙烯薄膜的移动速度为400m/min。
在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为2KW。
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理。收卷张力为180N；时效处理时间为72h，时效处理温度为35℃。
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
对采用上述方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法制备的高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的厚度为45μm。根据GB/T1040.3-2006对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率进行检测，纵向拉伸强度138MPa，横向拉伸强度219MPa，纵向断裂伸长率为138％，横向断裂伸长率为49％。
根据GB/T19789-2005对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的氧气透过率进行检测，氧气透过率为10.94ml/m2·day。
根据国标GB/T26253-2010对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的水蒸气透过率进行检测，水蒸气透过率为0.06g/m2·day。
根据GB/T14216-2008对高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的处理面表面张力进行检测，表面张力为40达因值。
在130℃、0.3MPa的压力下热封0.5s，获得的热封强度为7N/15mm。
因此，本发明采用上述高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，能够解决现有的聚乙烯薄膜阻隔性能差的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对聚乙烯薄膜的表面进行预处理；
S2、在聚乙烯薄膜的表面辊涂底涂层；
S3、将经过步骤S2处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；
S4、将经过步骤S3处理后的聚乙烯薄膜采用真空蒸镀工艺蒸镀氧化铝膜；
S5、将经过步骤S4处理后的聚乙烯薄膜进行收卷，收卷以后做时效处理；
S6、将经过步骤S5处理后的聚乙烯薄膜进行分切。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1的预处理为对聚乙烯薄膜进行电晕处理。
3.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，辊涂底涂层后对聚乙烯薄膜进行干燥，干燥温度为阶梯式增长，每个干燥阶段温度分别为70℃、80℃、90℃、100℃，每个干燥阶段的长度为10m；辊涂的速度为30-80m/min。
4.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，底涂层为聚氨酯系列双组份涂层，组分A：组分B：酒精：水的质量百分比为8-12:0.5-1.5:3-7:20-30。
5.根据权利要求4所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述底涂层中组分A：组分B：酒精：水的质量百分比优选为10:1:5:25。
6.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，收卷张力为10-30N；时效处理的温度为35-50℃，时效处理的时间为24-48h。
7.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，蒸发舟预热温度为900-1200℃，真空度为2-4×10-4MPa，铝丝的送丝速度为500-1500mm/min，聚乙烯薄膜的蒸镀速度为300-500m/min。
8.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，在对聚乙烯薄膜进行蒸镀之前采用等离子喷枪对聚乙烯薄膜表面进行等离子处理，清除薄膜表面异物或灰尘，等离子喷枪的功率为2-4KW。
9.根据权利要求1所述的一种高阻隔镀铝聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，收卷张力为80-200N；时效处理时间为24-72h，时效处理温度为35-50℃。
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