CN114045115A - 一种可降解bopp预涂膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解BOPP预涂膜及其制备方法，涉及可降解薄膜技术领域，包括依次设置的BOPP基材层、底涂剂层、可降解热熔胶层；所述可降解热熔胶层的原料包括以下组分：乙烯‑醋酸乙烯聚合物、可降解母料、增粘剂；其中，可降解母料是由PBAT/PHBV共混物和有机光敏敏化TiO2组成的。本发明中采用乙烯‑醋酸乙烯聚合物来作为热熔胶层的主料，并添加可降解母料，可降解母料中的TiO2和PBAT/PHBV共混物的共同存在有效解决了光或者生物可降解的单一性，两者共同作用显著提高BOPP的降解效率，制得的可降解预涂膜产品可在自然环境中自行生物降解，解决了目前塑料薄膜产品就存于环境无法自行分解的问题，顺应无塑化发展方向，且制得的预涂膜粘结力和复合牢度良好。
Description
技术领域
本发明涉及可降解薄膜技术领域，尤其涉及一种可降解BOPP预涂膜及其制备方法。
背景技术
预涂膜是指预先将塑料薄膜上胶、复卷后，再与纸张印品复合的工艺。它一般先由预涂膜加工厂根据使用规格、幅宽，将胶液涂布在薄膜上复卷后供使用厂家选择，而后再与印刷品进行复合。
覆膜，也就是贴膜，是将预涂膜与印刷品复合，经加热、加压后使之黏合在一起(无需其他粘合剂)，形成纸塑合一产品的加工技术，经覆膜的印刷品，由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜，表面更平滑光亮，从而提高印刷品的光泽度和牢度，图文颜色更鲜艳，富有立体感，同时更起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化学腐蚀等作用。
随着绿色环保的要求越来越高，在覆膜印刷领域，也同样对覆膜印刷、回收可降解有了新的要求，纸张所覆薄膜能否很好的降解成为其分类回收处理的一大难题。目前BOPP预涂膜存在不能完全降解、降解速率慢等问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种可降解BOPP预涂膜及其制备方法。
本发明提出的一种可降解BOPP预涂膜，包括依次设置的BOPP基材层、底涂剂层、可降解热熔胶层；所述可降解热熔胶层的原料包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯聚合物、可降解母料、增粘剂；其中，可降解母料是由PBAT/PHBV共混物和有机光敏敏化TiO2组成的。
优选地，所述可降解热熔胶层的厚度为15-40μm；其原料包括以下质量百分含量的组分：乙烯-醋酸乙烯聚合物77-87％、可降解母料10-20％、余量为增粘剂。
优选地，所述可降解母料中PBAT/PHBV共混物和有机光敏敏化TiO2的质量百分比为：PBAT/PHBV共混物80-90％、有机光敏敏化TiO2 10-20％。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯聚合物在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为16-18g/10min；其中，醋酸乙烯的质量百分含量为18％。
优选地，所述BOPP基材层的厚度为12-25μm，其原料为双向拉伸生物聚丙烯薄膜。
优选地，所述底涂剂层的原料为聚乙烯亚胺，其用量为0.7g/m2。
优选地，所述增粘剂为甘油松香酯、石油树脂、氧茚树脂中的一种。
在本发明中，增粘剂主要是为了增加热熔胶层的润湿性能，进而可以进一步增加热熔胶层的粘结力性能；可以理解的是，本领域常规的增粘剂均可以用于本发明中，本发明增粘剂选自甘油松香酯、石油树脂、氧茚树脂中的一种。
本发明还提出了上述可降解BOPP预涂膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将BOPP薄膜作为基材层，放卷后对其内表面进行电晕处理；
S2、将聚乙烯亚胺溶液涂覆在BOPP基材层经电晕处理后的内表面上，烘干得到底涂剂层，所述聚乙烯亚胺溶液的质量浓度为1.5-2.3％；
S3、在气体氧化剂的作用下，将乙烯-醋酸乙烯聚合物、增粘剂和可降解母料共混熔融挤出后，通过流延法复合到所述底涂剂层的表面形成可降解热熔胶层；
S4、经修边、测厚后，对可降解热熔胶层进行高频高压电晕处理，最后收卷、分切。
在本发明中，上述S1中，电晕处理的目的是将基材内表面经过高压提高表面分子能，使得其能够很好的在下一过程中和底涂剂粘合；
上述S2中，对聚乙烯亚胺溶液的烘干属于本领域技术人员都具备的常规操作选择，因此未做具体的限定；
上述S3中，熔融挤出属于本领域的常规操作手段，因此未做具体的限定，熔融挤出的温度可选择205-215℃；
上述S4中，高频高压电晕处理预涂膜产品表面是为了使预涂膜表面有大的表面分子能，特别是EVA面必须具有表面分子能，否则发给客户覆纸等应用时会起膜；最后收卷、分切，
优选地，S1中，电晕处理的功率为15-20W/m2；S4中，高频高压电晕处理的功率为20-30W/m2。
在本发明中，电晕处理的功率在上述限定范围内均可，其对最终的性能影响不大。
优选地，S3中，气体氧化剂为臭氧。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明中采用乙烯-醋酸乙烯聚合物来作为热熔胶层的主料，并添加可降解母料，可降解母料中的有机光敏敏化TiO2作为光催化剂，引发BOPP基材层薄膜在可见光下进行催化降解反应，PBAT/PHBV共混物作为生物降解母料，引发BOPP基材层薄膜的生物降解反应；本发明的光-生物可降解性的共同存在有效解决了光或者生物可降解的单一性，两者共同作用显著提高BOPP的降解效率，制得的可降解预涂膜产品可在自然环境中自行生物降解，解决了目前塑料薄膜产品就存于环境无法自行分解的问题，顺应无塑化发展方向。
2、本发明通过在热熔胶层中添加增粘剂，来增加热熔胶层中基材的湿润性能，进而可以进一步增加热熔胶层的粘结力性能，因而可以提高预涂膜的粘结强度。
3、本发明在制备的过程中，通过对基材以及可降解热熔胶层高频电晕处理，增加了基材以及可降解热熔胶层表面的吸附能力，进而进一步增加了预涂膜内的粘结强度以及预涂膜对印刷制品的复合牢度。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体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方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
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方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以下实施例和对比例中所采用的双向拉伸聚丙烯薄膜牌号为BOPP15，购自安徽国风塑业股份有限公司；
所采用的乙烯-醋酸乙烯聚合物在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为16-18g/10min，其中，乙烯-醋酸乙烯聚合物中醋酸乙烯的含量为18wt％。
所进行的基材内表面电晕处理功率均为15W/m2，对预涂膜的双面高频高压电晕处理功率为25W/m2。
实施例1
一种BOPP预涂膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将15μm双向拉伸聚丙烯薄膜基材放卷并对其内表面进行电晕处理；
S2、将质量浓度为2.0％的聚乙烯亚胺溶液涂覆在双向拉伸聚丙烯薄膜基材的内表面，经过70℃的烘箱烘干，制得底涂剂层；
S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为77％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、20％的可降解母料、3％的的甘油松香酯，进行混合均匀，其中可降解母料中有机光敏敏化TiO2含量为5％，PBAT/PHBV混合物的含量为95％，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层；
S4、在22℃的冷却辊上进行冷却后，修边、测厚，制得总厚度约为40μm预涂膜，其中底涂剂层厚度基本可以忽略不计，热熔胶层厚度约为25μm，然后再对预涂膜的两面进行高频高压电晕处理，最后收卷、分切。
实施例2
与实施例1相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为82％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、15％的可降解母料、3％的的甘油松香酯进行混合均匀，其中可降解母料中有机光敏敏化TiO2含量为5％，PBAT/PHBV混合物的含量为95％，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
实施例3
与实施例1相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为87％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、10％的可降解母料、3％的的甘油松香酯进行混合均匀，其中可降解母料中有机光敏敏化TiO2含量为5％，PBAT/PHBV混合物的含量为95％，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
实施例4
与实施例1相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为82％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、15％的可降解母料、3％的的甘油松香酯进行混合均匀，其中可降解母料中有机光敏敏化TiO2含量为3％，PBAT/PHBV混合物的含量为97％，讲上述混合物进行均匀混合，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
实施例5
与实施例1相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为82％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、15％的可降解母料、3％的的甘油松香酯进行混合均匀，其中可降解母料中有机光敏敏化TiO2含量为7％，PBAT/PHBV混合物的含量为93％，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
对比例1
与实施例2相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为97％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物3％的的甘油松香酯，进行均匀混合，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
对比例2
与实施例2相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为92％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、5％的有机光敏敏化TiO2、3％的的甘油松香酯进行均匀混合，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
对比例3
与实施例2相比，区别仅在于：S3不同，具体如下：S3、在浓度为145g/h的臭氧氧化作用的同时，将质量分数为92％的热熔胶乙烯-醋酸乙烯聚合物、5％的PBAT/PHBV混合物、3％的的甘油松香酯进行均匀混合，通过流延法复合到底涂剂层的表面上形成热熔胶层。
对本发明实施例1-5和对例1-3制得的BOPP预涂膜的降解性能按照ASTM D5272-92和ASTM D36002-96的实验规则模拟可降解环境，进行拉伸强度、断裂伸长率和失重率进的测试，其中，拉伸强度和断裂伸长率的实验测试数据用来表征光降解效率，失重率的实验测试数据用来表征生物降解效率，结果如表1所示。
表1 BOPP预涂膜的降解性能数据
从表1中可以看出，在模拟的降解环境下，相较于对比例1，本发明实施例1-5中的预涂膜在30天后，其拉伸强度、断裂伸长率均明显降低，失重率升高，降解速率快、降解效率好。相较于对比例2，在拉伸强度、断裂伸长率下降比例相差不大的情况下，本发明实施例1-5中的失重率要显著高于对比例2，生物降解效果更好；相较于对比例3，在失重率相差不大的情况下，实施例2中的光降解效果很好；以上说明了本发明的光-生物可降解性的共同存在有效解决了光或者生物可降解的单一性，两者共同作用显著提高BOPP的降解效率和降解速率，提高其综合降解效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可降解BOPP预涂膜，其特征在于，包括依次设置的BOPP基材层、底涂剂层、可降解热熔胶层；所述可降解热熔胶层的原料包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯聚合物、可降解母料、增粘剂；其中，可降解母料是由PBAT/PHBV共混物和有机光敏敏化TiO2组成的。
2.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述可降解热熔胶层的厚度为15-40μm；其原料包括以下质量百分含量的组分：乙烯-醋酸乙烯聚合物77-87％、可降解母料10-20％、余量为增粘剂。
3.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述可降解母料中PBAT/PHBV共混物和有机光敏敏化TiO2的质量百分比为：PBAT/PHBV共混物80-90％、有机光敏敏化TiO2 10-20％。
4.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯聚合物在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为16-18g/10min；其中，醋酸乙烯的质量百分含量为18％。
5.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述BOPP基材层的厚度为12-25μm，其原料为双向拉伸生物聚丙烯薄膜。
6.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述底涂剂层的原料为聚乙烯亚胺，其用量为0.7g/m2。
7.根据权利要求1所述的可降解BOPP预涂膜，其特征在于，所述增粘剂为甘油松香酯、石油树脂、氧茚树脂中的一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的可降解BOPP预涂膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将BOPP薄膜作为基材层，放卷后对其内表面进行电晕处理；
S2、将聚乙烯亚胺溶液涂覆在BOPP基材层经电晕处理后的内表面上，烘干得到底涂剂层，所述聚乙烯亚胺溶液的质量浓度为1.5-2.3％；
S3、在气体氧化剂的作用下，将乙烯-醋酸乙烯聚合物、增粘剂和可降解母料共混熔融挤出后，通过流延法复合到所述底涂剂层的表面形成可降解热熔胶层；
S4、经修边、测厚后，对可降解热熔胶层进行高频高压电晕处理，最后收卷、分切。
9.根据权利要求8所述的可降解BOPP预涂膜的制备方法，其特征在于，S1中，电晕处理的功率为15-20W/m2；S4中，高频高压电晕处理的功率为20-30W/m2。
10.根据权利要求8所述的可降解BOPP预涂膜的制备方法，其特征在于，S3中，气体氧化剂为臭氧。
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