CN113831572A - 一种低雾度水性丙烯酸涂布膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低雾度水性丙烯酸涂布膜，包括：基材；丙烯酸涂料层；设置在所述基材和丙烯酸涂料层之间的底胶层。现有技术中丙烯酸乳液生产的涂布膜都具有易发粘及耐水性差导致产生涂布膜雾度大等缺点。为了降低丙烯酸涂布膜的雾度，本发明从三个方向上进行解决：一、使用的BOPP基材配方及工艺上解决，生产出低雾度高透明基材；二、提高丙烯酸涂层的耐水性问题；三、丙烯酸乳液聚合中减少不透明或透明度差的添加剂用量。本发明从以上三个方向配合制备得到了低雾度的丙烯酸涂布膜。本发明还提供了一种低雾度水性丙烯酸涂布膜的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于涂布膜技术领域，尤其涉及一种低雾度水性丙烯酸涂布膜及其制备方法。
背景技术
现在应用于药品、食品、药品及化妆品等塑料薄膜包装，丙烯酸由于具有良好的热封强度及优异的保香功能，丙烯酸涂布膜已经逐渐替代了通常使用PVDC涂布膜包装的应用领域。而且PVDC涂布膜不符合环保要求的统一回收利用原则，已经越来越多的受到使用领域限制。而且水性丙烯酸乳液，不管在生产原材料还是制造涂布膜及产品使用方面都符合环保要求，因此也受到其他行业产品包装的青睐，产品的应用领域不断拓宽。但是由于丙烯酸涂布膜的不耐水及雾度大等问题限制了丙烯酸市场的拓宽。目前国内外的丙烯酸涂布膜产品均存在该问题，因此解决丙烯酸涂布膜的不耐水及雾度大的问题就能够在该领域中得到更大的竞争优势。
涂布膜在食品和化妆品等行业的应用过程中，产品的外观质感很大程度的影响到所包装产品的销售。好的质感包装外观很大程度提升了消费者的购买欲望。因此减少涂布膜的雾度会大大提高涂布膜的透明度，高透明度的涂布膜能够提高产品在顾客心中的购买欲及认可度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低雾度水性丙烯酸涂布膜及其制备方法，本发明提供的低雾度水性丙烯酸涂布膜雾度低。
本发明提供了一种低雾度水性丙烯酸涂布膜，包括：
基材；
丙烯酸涂料层；
设置在所述基材和丙烯酸涂料层之间的底胶层；
所述基材为BOPP光膜，所述BOPP光膜包括上层、中层和下层；
所述上层和下层独立的包括：
96～97.0wt％的均聚聚丙烯；
1.5～2.5wt％聚烯烃；
1.0～2.5wt％的抗连剂；
所述中层包括：
95.8～96.8wt％的均聚聚丙烯；
2.2～3.0wt％聚烯烃；
1.0～1.2wt％的抗静电剂。
优选的，所述聚烯烃为低立体规则性聚烯烃。优选的，所述抗连剂选自硅石。
优选的，所述丙烯酸涂料层包括：
优选的，所述交联剂为恶唑啉基团交联剂。优选的，所述底胶层为聚氨酯水性底胶层。优选的，所述聚氨酯水性底胶层包括：
优选的，所述表面活性剂为炔二醇。
优选的，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
本发明提供了一种上述技术方案所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜的制备方法，包括：
在基材表面涂布底胶再涂布丙烯酸乳液，得到低雾度水性丙烯酸涂布膜。
发明人研究发现，丙烯酸涂层雾度大的原因有两个：一是丙烯酸乳液生产过程中会产生副反应产物，生成一些如羧基、羟基等超亲水基团等，生产成丙烯酸涂布膜后，膜卷在储存、运输及使用过程中，导致丙烯酸吸收空气中的水分，在膜卷张力的作用下，丙烯酸涂布面生产发雾、发白现象。二是丙烯酸乳液为了解决涂布膜膜卷发粘问题和包装快速走机问题，在丙烯酸乳液聚合过程中加入一定量的棕榈蜡润滑剂及SiO2等非透明性物质用来降低涂层面的摩擦系数，而且随添加量越多，生产的涂布膜雾度就会越大，透明度就降低。
为了降低丙烯酸涂布膜的雾度，提高涂布膜耐水性和降低蜡、SiO2使用量对雾度的减低起决定性作用。本发明提供的丙烯酸乳液涂布膜的制备方法，有效的解决了丙烯酸涂层的耐水性且不添加棕榈蜡及SiO2，从而大大降低了丙烯酸的雾度。
现有技术中丙烯酸乳液生产的涂布膜都具有易发粘及耐水性差导致涂布膜雾度大的缺点。为了降低丙烯酸涂布膜的雾度，本发明从三个方向上进行解决：一、使用的BOPP基材配方及工艺上解决，生产出低雾度高透明基材；二、提高丙烯酸涂层的耐水性问题；三、丙烯酸乳液聚合中减少不透明或透明度差的添加剂用量。本发明从以上三个方向配合制备得到了低雾度的丙烯酸涂布膜。
附图说明
图1为本发明实施例提供的低雾度水性丙烯酸涂布膜的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种低雾度水性丙烯酸涂布膜，包括：
基材；
丙烯酸涂料层；
设置在所述基材和丙烯酸涂料层之间的底胶层。
图1为本发明实施例提供的低雾度水性丙烯酸涂布膜的结构示意图。
在本发明中，所述基材的厚度优选为15～25微米，更优选为18～22微米，最优选为20微米。
在本发明中，所述基材优选为BOPP光膜，为一种高透明基材。
在本发明中，所述BOPP光膜优选包括上层、中层和下层；所述上层和下层优选为抗粘连层，优选包括：
96～97.0wt％的均聚聚丙烯；
1.5～2.5wt％聚烯烃；
1.0～2.5wt％的抗连剂；
在本发明中，所述均聚聚丙烯的质量含量优选为96.5～97％，更优选为97％。
在本发明中，所述均聚聚丙烯可由市场购买获得，如可采用中国石化提供的型号F03G的产品。
在本发明中，所述聚烯烃的质量含量优选为1.8～2.2％，更优选为2％。
在本发明中，所述聚烯烃优选为低立体规则性聚烯烃，如可采用日本住友提供的NB101产品。
在本发明中，所述抗连剂的质量含量优选为1.5～2％，更优选为1.6～1.8％。
在本发明中，所述抗连剂优选选自硅石，更优选为合成硅石和/或无机硅石。
在本发明中，所述中层优选包括：
95.8～96.8wt％的均聚聚丙烯；
2.2～3.0wt％聚烯烃；
1.0～1.2wt％的抗静电剂。
在本发明中，所述均聚聚丙烯的质量含量优选为96％～96.6％，更优选为96.2％～96.4％。
在本发明中，所述聚烯烃的质量含量优选为2.4～2.8％，更优选为2.6％。
在本发明中，所述聚烯烃优选为低立体规则性聚烯烃。
在本发明中，所述抗静电剂的质量含量优选为1.1％。
在本发明中，所述抗静电剂优选为混合抗静电剂，可由市场购买获得，如可采用巴斯夫提供的牌号为Irgastat P18的产品。
在本发明中，所述BOPP光膜的制备方法优选包括：
依次进行配料、共挤、铸片、纵向拉伸、横向拉伸、电晕处理和收卷。
在本发明中，所述配料优选包括：
将上层原料、中层原料和下层原料分别按照成分和配比称重配好，分别混合均匀。
在本发明中，所述上层原料、中层原料和下层原料的成分和用量与上述技术方案所述上层、中层和下层成分及成分质量含量一致。
在本发明中，所述共挤优选为三层共挤，优选将上述配料好的上层原料、中层原料和下层原料倒入三层共挤模头中进行熔融共挤。
在本发明中，所述共挤过程中的共挤温度优选为230～250℃，更优选为235～245℃，最优选为240℃。
在本发明中，所述铸片优选包括：
将共挤后得到的厚片进行急冷铸片，使结晶形成细小晶球，提高产品透明度。
在本发明中，所述铸片优选通过铸片辊进行铸片；所述铸片辊优选表面温度均匀，冷却效果好；急冷辊转速均匀、稳定，铸片辊内通冷却水；所述冷却水的温度优选为30℃以下。
在本发明中，所述铸片优选冷却至60℃以下。
在本发明中，所述纵向拉伸优选包括：
依次通过预热区、拉伸区和定型区。
在本发明中，所述纵向拉伸的倍率优选为5～7倍，更优选为5.5～6.5倍，最优选为6倍。
在本发明中，所述纵向拉伸过程中的预热温度优选为105～120℃，更优选为110～115℃，最优选为112～113℃；拉伸温度优选为67～85℃，更优选为80～82℃；定型温度优选为65～80℃，更优选为70～75℃，最优选为72～73℃。
在本发明中，所述横向拉伸优选包括：
依次经过预热区、拉伸区、定型区和冷却区。
在本发明中，所述横向拉伸的拉伸倍率优选为8～12倍，更优选为9～11倍，最优选为10倍。
在本发明中，所述横向拉伸过程中的预热温度优选为170～175℃，更优选为171～174℃，最优选为172～173℃；拉伸温度优选为150～158℃，更优选为152～156℃，最优选为154℃；定型温度优选为120～150℃，更优选为130～140℃，最优选为135℃；冷却温度优选为25～30℃，更优选为26～28℃。
在本发明中，所述电晕处理优选包括：
将横向拉伸后的薄膜经过有高电压存在的两电极间，高电压使电极间的空气发生电离，产生电子流，在薄膜表面形成氧化基，使薄膜表面产生极性，有助于后续涂布工艺。
在本发明中，所述电晕处理后的薄膜面能优选为40达因以上，更优选为40～42达因。
本发明对所述收卷的具体方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的收卷的技术方案进行收卷即可。
在本发明中，所述丙烯酸涂料层的厚度优选为0.5～1.5μm，更优选为0.7～1.2μm，最优为1.0μm。
在本发明中，所述丙烯酸涂料层优选为水性丙烯酸涂料层，更优选为高透明水性丙烯酸涂料层，由高透明水性丙烯酸乳液形成的涂层，优选由高透明水性丙烯酸乳液烘干后形成的涂层。
在本发明中，所述丙烯酸涂料层(丙烯酸乳液或水性丙烯酸乳液)优选包括：
在本发明中，所述软水的质量含量优选为58～61％，更优选为60％。
在本发明中，所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量含量优选为16～18％。
在本发明中，所述甲基丙烯酸乙酯的质量含量优选为6～8％。
在本发明中，所述丙烯腈的质量含量优选为6～7％。
在本发明中，所述二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂的质量含量优选为4～5％，更优选为4.5％。
在本发明中，所述硅烷偶联剂的质量含量优选为1.8～2.2％，更优选为2％。
在本发明中，所述交联剂的质量含量优选为3.1～3.4％，更优选为3.2～3.3％。
在本发明中，所述交联剂优选为恶唑啉基团交联剂，可由市场购买获得，如可采用上海瀚洛新材料有限公司提供的型号为WS-500的产品。
在本发明中，所述乳化剂的质量含量优选为2～3％，最优选为3％。
在本发明中，所述乳化剂优选为仲烷基磺酸钠。
在本发明中，所述引发剂的质量含量优选为0.9～1.1％，更优选为1.0％。
在本发明中，所述引发剂优选为过硫酸类引发剂，更优选为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化特戊酸特戊酯中的一种或多种混合。
在本发明中，所述消泡剂的质量含量优选为0.6～0.7％。
在本发明中，所述消泡剂优选为聚醚消泡剂。
在本发明中，所述pH调节剂的质量含量优选为0.3～0.4％。
在本发明中，所述pH调节剂优选为有机碱，更优选为氨水、一乙醇胺、三乙醇胺与二甲基乙醇胺中的一种或多种混合。
在本发明中，所述聚四氟乙烯乳液的质量含量优选为1.3～1.4％。
在本发明中，所述聚四氟乙烯乳液优选为聚四氟乙烯水乳液；所述聚四氟乙烯乳液的质量浓度优选为20～30％，更优选为23～27％。最优选为25％。
在本发明中，所述水性丙烯酸乳液的制备方法优选包括：
将乳化剂和部分软水进行第一混合，得到乳化剂溶液；
将引发剂和部分软水进行第二混合，得到引发剂溶液；
将剩余软水、乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂和硅烷偶联剂进行第三混合，向得到的混合物中滴加所述乳化剂乳液和引发剂溶液，得到混合产物；
将所述混合产物保温后与消泡剂、pH调节剂和聚四氟乙烯乳液进行第四混合，将得到的混合物冷却后加入交联剂，得到水性丙烯酸乳液。
在本发明中，所述第一混合优选在搅拌的条件下进行。在本发明中，所述乳化剂溶液的质量浓度优选为4～5％，更优选为4.3～4.7％，最优选为4.5％。
在本发明中，所述第二混合优选在搅拌的条件下进行。在本发明中，所述引发剂溶液的质量浓度优选为1～2％，更优选为1.3～1.7％，最优选为1.5％。
在本发明中，所述第三混合优选在真空环境下进行，所述真空环境优选为-0.005～-0.015MPa，更优选为-0.008～-0.012MPa，最优选为-0.01MPa；所述第三混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度优选为110～130r/min，更优选为115～125r/min，最优选为120r/min；所述第三混合的温度优选为70～90℃，更优选为75～85℃，最优选为80℃；所述第三混合优选保温0.5～1.5小时，更优选为0.8～1.2小时，最优选为1小时。
在本发明中，所述滴加时间优选为2.5～3.5小时，更优选为2.8～3.2小时，最优选为3小时。
在本发明中，所述保温的温度优选为75～85℃，更优选为78～82℃，最优选为80℃；所述保温的时间优选为0.5～1.5小时，更优选为0.8～1.2小时，最优选为1小时。
在本发明中，加入交联剂后优选将得到的混合物过滤，得到水性丙烯酸乳液。
在本发明中，所述水性丙烯酸乳液的制备方法更优选包括：
在配料罐中先加入部分软水，再加入称好的乳化剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成质量浓度4.5％的乳化剂溶液；
在配料罐中先加入部分软水，再加入称好的引发剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成质量浓度1.5％的引发剂溶液；
在反应釜中加入剩余的软水，再加入称好的乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂及硅烷偶联剂，关闭好反应釜的各个进出口阀门，开启真空泵对反应釜进行抽真空，当抽真空到-0.01MPa后，开启搅拌和加热装置，搅拌速度为120r/min，温度为80℃；保温1小时后通过计量泵连续滴加上述配制好的乳化剂乳液和引发剂乳液，滴加控制在2.5～3.5小时完成；
加料完成后，在80℃保温1小时，然后再加入消泡剂、PH调节剂和聚四氟乙烯乳液混合均匀；然后冷却后加入交联剂，充分搅拌均匀后过滤，得到功能型丙烯酸乳液。
在本发明中，所述底胶层的厚度优选为0.05～0.12μm，更优为0.07～0.10μm，最优为0.9μm。
在本发明中，所述底胶层优选为聚氨酯水性底胶层。
在本发明中，所述聚氨酯水性底胶层(底胶或聚氨酯水性底胶)优选包括：
在本发明中，所述软水的质量含量优选为63～64％。
在本发明中，所述二异氰酸酯的质量含量优选为15～16％。
在本发明中，所述二异氰酸酯优选为二苯基甲烷二异氰酸酯。
在本发明中，所述聚酯多元醇的质量含量优选为9.5％。
在本发明中，所述聚酯多元醇优选为聚己内酯乙二醇。
在本发明中，所述改性环氧树脂的质量含量优选为2.5～3.0％，更优选为2.6～2.8％。
在本发明中，所述改性环氧树脂优选为有机硅改性二酚基丙烷型环氧树脂。
在本发明中，所述表面活性剂的质量含量优选为0.6～1％，更优选为0.8％。
在本发明中，所述表面活性剂优选为炔二醇。
在本发明中，所述N-甲基吡咯烷酮的质量含量优选为2.5～3％，更优选为2.6～2.8％。
在本发明中，所述羟基羧酸化合物的质量含量优选为0.8～1.6％，更优选为1～1.4％，最优选为1.2％。
在本发明中，所述羟基羧酸化合物优选为3,5-二羟基苯甲酸。
在本发明中，所述三乙胺的质量含量优选为1～2％，更优选为1.5％。
在本发明中，所述丙酮的质量含量优选为5.5～6.2％，更优选为6％。
在本发明中，所述扩链剂的质量含量优选为0.2％。
在本发明中，所述扩链剂优选为乙二胺基乙磺酸钠。
在本发明中，所述pH调节剂的质量含量优选为0.8～1.2％，更优选为1％。
在本发明中，所述pH调节剂优选为二甲基乙醇胺。
在本发明中，所述聚氨酯水性底胶的制备方法优选包括：
将软水、二异氰酸酯、聚酯多元醇、改性环氧树脂、表面活性剂、N-甲基吡咯烷酮、羟基羧酸化合物、三乙胺、丙酮、扩链剂和pH调节剂混合，得到聚氨酯水性底胶。
本发明提供了一种上述技术方案所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜的制备方法，包括：
在基材表面涂布底胶再涂布丙烯酸乳液，得到低雾度水性丙烯酸涂布膜。
在本发明中，所述基材、底胶和丙烯酸乳液与上述技术方案所述一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述低雾度水性丙烯酸涂布膜的制备方法更包括：
依次进行放卷工序、电晕工序、底涂工序、底涂烘干工序、面涂工序、面涂烘干工序、在线检测工序和收卷工序。
在本发明中，所述放卷工序优选包括：
在60～110N的张力下，把BOPP光膜膜卷平整的展开，在此放卷张力下，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接及快速换膜，达到连续放卷的目的。
在本发明中，所述张力优选为70～100N，更优选为80～90N，最优选为85N。
在本发明中，所述电晕工序优选包括：
在8.0～10KW功率下薄膜电晕电极通过，在薄膜热封面上均匀处理，使表面张力＞38达因值。
在本发明中，所述功率优选为8.5～9.5KW，更优选为9KW。
在本发明中，所述表面张力优选为38～42达因值，更优为42达因值。
在本发明中，所述底涂工序优选包括：
通过涂布辊逆转辊吻式涂布，将水性聚氨酯底胶在BOPP薄膜的光膜面涂布，涂布量为0.2～1.0g/m2，速度为150～500m/min。
在本发明中，所述涂布量优选为0.3～0.8g/m2，更优选为0.4～0.6g/m2，最优选为0.5g/m2；速度优选为200～450m/min，更优选为250～400m/min，最优选为300～350m/min。
在本发明中，所述底涂烘干工序优选包括：
在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则为：满足薄膜拉直拉平即可，控制在：50～100N，烘箱分为几段，每段的烘箱的温度和烘干的时间都不同，几段烘箱的温度范围为85～120℃，时间为：5～8秒。
在本发明中，所述张力优选控制为60～90N，更优选为70～80N，最优选为75N；几段烘箱的温度范围优选为90～115℃，更优选为95～110℃，最优选为100～105℃，时间优选为6～7秒。
在本发明中，所述几段烘箱优选包括：第一段烘箱为红外线干燥，干燥温度优选为125～135℃，更优选为128～132℃，最优选为130℃，干燥时间优选为1～3s，更优选为1.5～2.5s，最优选为2s；第二段烘箱优选为电热干燥，所述干燥的温度优选为105～115℃，更优选为108～112℃，最优选为110℃，干燥时间优选为2～4s，更优选为2.5～3.5s，最优选为3s；第三段烘箱优选为电热干燥，干燥温度优选为85～95℃，更优选为88～92℃，最优选为90℃，干燥时间优选为2～4s，更优选为2.5～3.5s，最优选为3s。
在本发明中，所述面涂工序优选包括：
通过涂布辊逆转辊吻式涂布，将丙烯酸乳液涂布在BOPP薄膜的聚氨酯底胶涂层上，涂布量为0.5～1.5g/m2，速度为150～300m/min。
在本发明中，所述涂布量优选为0.8～1.2g/m2，更优选为1g/m2；所述速度优选为200～250m/min，更优选为220～230m/min。
在本发明中，所述面涂烘干工序优选包括：
在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则为：满足薄膜拉直拉平即可，张力控制在：55～90N，烘箱分为几段，每段的烘箱的温度和烘干的时间都不同。
在本发明中，所述张力优选控制在60～85N，更优选为65～80N，最优选为70～75N。
在本发明中，所述烘箱优选分为3～5段，更优选为4段。
在本发明中，所述烘箱第一段的温度优选为110～130℃，更优选为115～125℃，最优选为120℃；时间优选为0.5～1.5秒，更优选为0.8～1.2秒，最优选为1秒。
在本发明中，所述几段烘箱的温度优选呈递减设置，前段烘箱的温度优选为90～120℃，更优选为95～115℃，更优选为100～110℃，最优选为105℃；后一段烘箱温度优选为75～95℃，更优选为80～90℃，最优选为85℃。
在本发明中，所述面涂烘干的总时间优选为8～15秒，更优选为10～13秒，最优选为11～12秒。
在本发明中，所述几段烘箱优选包括：第一段烘箱为红外干燥，干燥温度优选为125～135℃，更优选为128～132℃，最优选为130℃，干燥时间优选为1～2s，更优选为1.3～1.7s，最优选为1.5；第二段烘箱的温度优选为90～100℃，更优选为93～97℃，最优选为95℃，时间优选为3～5s，更优选为3.5～4.5s，最优选为4s；第三段烘箱的温度优选为80～90℃，更优选为83～87℃，最优选为85℃，干燥时间优选为3～5s，更优选为3.5～4.5s，最优选为4s；第四段烘箱的温度优选为70～80℃，更优选为73～77℃，最优选为75℃，干燥时间优选为3～5s，更优选为3.5～4.5s，最优选为4s。
在本发明中，所述面涂工序完成后优选还包括：
将基材的另一面按照上述技术方案所述的放卷工序、电晕工序、底涂工序、底涂烘干工序、面涂工序、面涂烘干工序再次进行涂布，本发明中优选为基材采用底胶以及丙烯酸乳液进行双面涂布。
在本发明中，所述在线检测工序优选包括：
采用相机在线图像扫描的工作原理，在生产线高速生产时，采用光源照射产品表面，同时通过相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像，将采集的图像进行处理与分割，并记录标记。
在本发明中，所述相机优选为CCD工业相机，所述光源优选为高亮度LED线性聚光光源，用于判定产品质量及烘干情况。
在本发明中，所述收卷工序优选包括：
需要对薄膜进行收卷，收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷由小变大时，所受的张力及压力由大变小，有一最佳衰减率，工艺过程需要根据基材膜、涂布量、膜宽、膜厚等做精细的设定，收卷的张力在50～110N，压辊压力在3.0±2.0kg。
在本发明中，所述收卷张力优选为60～100N，更优选为70～90N，最优选为80N；压辊压力优选为3kg。
在本发明中，所述收卷完成后优选还包括：
进行固化处理。
在本发明中，所述固化处理的温度优选为常温，更优选为20～30℃，最优选为25℃；时间优选为1.5～2.5天，更优选为2天。
本发明提高丙烯酸涂布膜的透明性，降低雾度，从降低BOPP基材及丙烯酸涂层两个方面入手；提高丙烯酸涂层的耐水性，可确保丙烯酸涂布膜在贮存及使用过程中涂层不受外界水分对雾度的影响；利用聚四氟乙烯的超润滑性，加入改性后的聚四氟乙烯乳液代替传统的润滑蜡及二氧化硅等严重影响雾度的非透明性物质，大大的提高了丙烯酸涂层的润滑性及提高涂布膜膜卷的抗粘连性。
本发明以下实施例所采用的基材(BOPP)结构均为：上层(厚度为5μm)和下层(厚度为5μm)抗粘连层以及中层(厚度为15μm)；所述上层和下层的成分均为：97.0wt％的均聚聚丙烯(中国石化，型号：F03G)；1.8wt％聚烯烃(日本住友，NB101)；1.2wt％的硅石；所述中层的成分为：96.8wt％的均聚聚丙烯(中国石化，型号：F03G)；2.2wt％聚烯烃(日本住友，NB101)；1.0wt％的抗静电剂(巴斯夫，牌号：Irgastat P18)；具体制备方法为：
配料；PP+助剂；共挤三层中每层的PP与助剂称重配好后，均匀混合。
三层共挤；把每一层中混合均匀的料倒入三层共挤模头中进行熔融共挤(温度为235℃)。
急冷铸片；挤出的厚片进行急冷铸片(温度为55℃)，急冷的目的是使结晶形成细小晶球，提高产品透明度。
纵向拉伸；预热好的厚片先进行纵向拉伸，拉伸倍率为6倍左右，纵拉分为三个区：预热区(温度为115℃)、拉伸区(温度为80℃)及定型区(温度为75℃)。
横向拉伸；把预热好的薄膜片进行横向拉伸，拉伸倍率为10倍左右，横向拉伸分为四个区：预热区(温度为175℃)、拉伸区(温度为155℃)、定型区(温度为135℃)及冷却区(温度为30℃)。
电晕处理；薄膜经过有高电压存在的两电极间，高电压使电极间的空气发生电离，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，有助于后续涂布工艺；电晕后的薄膜面能为42达因值。
收卷。
以下实施例均使用同浓度同涂布量的聚氨酯水性底胶，配比如下：
制备方法为：将上述各原料按照质量含量混合制备得到。
实施例1
丙烯酸涂料涂层总质量为50kg的各组分质量：
水性丙烯酸乳液的制备方法步骤如下：
在一个配料罐中先加入3.1kg软水，再加入称好的乳化剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成乳化剂溶液。
在另一个配料罐中先加入6.2kg软水，再加入称好的引发剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成引发剂溶液。
在反应釜中加入剩余21.7kg的软水，再加入称好的乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂及硅烷偶联剂，关闭好反应釜的各个进出口阀门，开启真空泵对反应釜进行抽真空你，当抽真空到-0.01MPa后，开启搅拌和加热装置，搅拌速度为120r/min，温度为80℃。保温1小时后通过计量泵连续滴加配制好的乳化剂和引发剂，滴加3.5小时完成。
加料完成后，在80℃保温1小时，再加入消泡剂、PH调节剂和聚四氟乙烯乳液混合均匀；冷却后加入交联剂，充分搅拌均匀后过滤即制得功能型丙烯酸乳液。
实施例2
丙烯酸涂料涂层总质量为50kg的各组分质量：
水性丙烯酸乳液的制备方法步骤如下：
在一个配料罐中先加入2.8kg软水，再加入称好的乳化剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成乳化剂溶液。
在另一个配料罐中先加入5.7kg软水，再加入称好的引发剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成引发剂溶液。
在反应釜中加入剩余20.0kg的软水，再加入称好的乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂及硅烷偶联剂，关闭好反应釜的各个进出口阀门，开启真空泵对反应釜进行抽真空你，当抽真空到-0.01MPa后，开启搅拌和加热装置，搅拌速度为120r/min，温度为82℃。保温1小时后通过计量泵连续滴加配制好的乳化剂和引发剂，滴加3.2小时完成。
加料完成后，在80℃保温1小时，后再加入消泡剂、PH调节剂和聚四氟乙烯乳液混合均匀；冷却后加入交联剂，充分搅拌均匀后过滤即制得功能型丙烯酸乳液。
实施例3
丙烯酸涂料涂层总质量为50kg的各组分质量：
水性丙烯酸乳液的制备方法步骤如下：
在一个配料罐中先加入2.7kg软水，再加入称好的乳化剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成乳化剂溶液。
在另一个配料罐中先加入5.5kg软水，再加入称好的引发剂，开启搅拌功能，进行充分搅拌溶解混合，制成引发剂溶液。
在反应釜中加入剩余19.3kg的软水，再加入称好的乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂及硅烷偶联剂，关闭好反应釜的各个进出口阀门，开启真空泵对反应釜进行抽真空你，当抽真空到-0.01MPa后，开启搅拌和加热装置，搅拌速度为120r/min，温度为81.5℃。保温1小时后通过计量泵连续滴加配制好的乳化剂和引发剂，滴加3.3小时完成。
加料完成后，在81℃保温1小时，后再加入消泡剂、PH调节剂和聚四氟乙烯乳液混合均匀；冷却后加入交联剂，充分搅拌均匀后过滤即制得功能型丙烯酸乳液。
实施例4
按照下述工艺制备涂布膜：
放卷工序：在100N的张力下，把制备的BOPP光膜膜卷平整的展开，在此放卷张力下，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接及快速换膜，达到连续放卷的目的。
电晕工序：在8.8KW功率下薄膜电晕电极通过，在BOPP薄膜热封面上均匀处理出具有41达因值表面张力。
底涂工序：通过涂布辊逆转辊吻式将水性聚氨酯底胶涂布在BOPP薄膜的光膜面，涂布量为0.8g/m2，速度为200m/min。
底涂烘干工序：在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则：满足薄膜拉直拉平即可，实际控制张力为85N，第一段为红外线干燥，所述红外线干燥的温度为130℃，时间为2.0s；第二段电热烘箱干燥，所述干燥的温度为105℃，时间为3.0s；第三段电热烘箱干燥，所述干燥的温度为85℃，时间为3.0s。
面涂工序：通过涂布辊逆转辊吻式将实施例1制备的丙烯酸乳液涂布在BOPP薄膜的聚氨酯涂层上，面涂的涂布量为1.2 g/m2，速度为200m/min，涂布厚度为1微米。
面涂烘干工序：在烘干过程中，薄膜需要有一定张力控制，张力大小的原则：满足薄膜拉直拉平即可，实际张力控制为95N，第一段的红外温度为：130℃，时间：1.5秒，后3段为电热烘箱，温度呈递减设置，第二段温度为90℃，时间4s；第三段温度为80℃；时间4s；第四段温度为75，时间4s。
按照与上述工序相同的生产工艺，在BOPP另一面上涂布相同的水性聚氨酯及实施例1制备的丙烯酸乳液。
在线检测工序：采用相机在线图像扫描的工作原理，在生产线高速生产时，采用光源照射产品表面，同时通过相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像，将采集的图像进行处理与分割，并记录标记，所述的相机为CCD工业相机，所述的光源为高亮度LED线性聚光光源，用于判定产品质量及烘干情况。
收卷工序：涂布好的产品需要对薄膜进行收卷，收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷的张力在80N，压辊压力在3.2kg。
固化工序：在常温固化2天。
实施例5
按照实施例4的方法制备得到涂布膜，与实施例4的区别在于，采用实施例2制备的丙烯酸乳液替换实施例1制备的丙烯酸乳液。
实施例6
按照实施例4的方法制备得到涂布膜，与实施例4的区别在于，采用实施例3制备的丙烯酸乳液替换实施例1制备的丙烯酸乳液。
性能检测
对本发明实施例4～6制备的丙烯酸涂布膜进行性能检测，检测方法及检测结果如下：
检测结果如下：
从上表可知，本发明提供的丙烯酸乳液比普通的丙烯酸乳液制造的涂布膜具有更好的耐水性能；本发明的基材及涂布膜雾度比普通丙烯酸涂布膜雾度小，本发明提供的丙烯酸涂布膜长期自然条件下存放，涂布膜吸水小，雾度变化不大。
本发明提供的丙烯酸涂布膜雾度小主要由于基材的雾度小，由于选择颗粒规整、粒径小的合成硅石或其它无机硅石组成的抗连剂，使制得的BOPP基材具有超低的雾度；丙烯酸乳液涂布后在烘干过程中，恶唑啉基团类交联剂在高温作用下与丙烯酸中的羧基进行等摩尔化学交联反应，使丙烯酸形成了致密的网络结构，使丙烯酸更加稳定，而且恶唑啉基团类交联剂消耗完了丙烯酸的羧基，避免了羧基吸水膨胀问题，有效的解决了耐水性问题；丙烯酸乳液中的环氧树脂与硅烷偶联的交联反应，提高了丙烯酸涂层的致密性，提高了涂层的耐水性；使用少量的聚四氟乙烯代替传统的润滑蜡及二氧化硅等严重影响雾度的物质，大大提高了丙烯酸涂层的润滑性及提高涂布膜膜卷的抗粘连性，由于聚四氟乙烯静摩擦系数仅为0.04，具有非常良好的自润滑作用，加入少量的聚四氟乙烯就能够大大降低丙烯酸涂层摩擦系数，达到成品工艺的要求范围，同时解决了丙烯酸涂层的发粘问题。
由以上实施例可知，现有技术中丙烯酸乳液生产的涂布膜都具有易发粘及耐水性差导致涂布膜雾度大的缺点。为了降低丙烯酸涂布膜的雾度，本发明从三个方向上进行解决：一、使用的BOPP基材配方及工艺上解决，生产出低雾度高透明基材；二、提高丙烯酸涂层的耐水性问题；三、丙烯酸乳液聚合中减少不透明或透明度差的添加剂用量。本发明从以上三个方向配合制备得到了低雾度的丙烯酸涂布膜。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低雾度水性丙烯酸涂布膜，包括：
基材；
丙烯酸涂料层；
设置在所述基材和丙烯酸涂料层之间的底胶层；
所述基材为BOPP光膜，所述BOPP光膜包括上层、中层和下层；
所述上层和下层独立的包括：
96～97.0wt％的均聚聚丙烯；
1.5～2.5wt％聚烯烃；
1.0～2.5wt％的抗连剂；
所述中层包括：
95.8～96.8wt％的均聚聚丙烯；
2.2～3.0wt％聚烯烃；
1.0～1.2wt％的抗静电剂。
2.根据权利要求1所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述聚烯烃为低立体规则性聚烯烃。
3.根据权利要求1所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述抗连剂选自硅石。
4.根据权利要求1所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述丙烯酸涂料层包括：
5.根据权利要求4所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述交联剂为恶唑啉基团交联剂。
6.根据权利要求1所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述底胶层为聚氨酯水性底胶层。
7.根据权利要求6所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述聚氨酯水性底胶层包括：
8.根据权利要求7所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述表面活性剂为炔二醇。
9.根据权利要求7所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜，其特征在于，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
10.一种权利要求1所述的低雾度水性丙烯酸涂布膜的制备方法，包括：
在基材表面涂布底胶再涂布丙烯酸乳液，得到低雾度水性丙烯酸涂布膜。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211224 |
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