CN114479366A - 一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜及其生产工艺与应用 - Google Patents

一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜及其生产工艺与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜及其生产工艺，按薄膜总质量计，包括如下组分：化学改性回收聚酯切片20‑99％；新鲜聚酯中性切片1‑80％。该薄膜的生产工艺，包括：S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：S11、调整纵向拉伸比为3.2～3.5；S12、调整定型区内温度为240‑242℃；S2、涂硅层涂布工艺调整：S21、涂布方式：采用微凹辊、D棒或线棒；S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在3‑10um，水性硅酮涂布液固含量控制在8‑20％，干涂层厚度为0.06‑1um；S23、涂层固化：通过变频风机调节加大风量30‑40％。本发明能够增加回收材料的使用，符合环境保护、社会责任等的要求，可实现全产业链循环利用再生产，能生产出符合全球回收标准GRS、ISCC、SCS等的在线涂硅离型聚酯薄膜。

Description

一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜及 其生产工艺与应用
技术领域
本发明属于聚酯薄膜技术领域，特别涉及一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜及其生产工艺与应用。
背景技术
涂硅离型聚酯薄膜又称离型膜，是指在双向拉伸聚酯薄膜(BOPET基膜)表面涂覆有机硅涂层使它对于各种不同的有机压感胶可以表现出稳定的离型力的一种薄膜产品。
目前涂涂硅离型聚酯薄膜大都是采用新鲜的聚酯切片原材料(即100％全新料)进行生产，即采用新鲜的聚酯中性切片和新鲜的聚酯母料切片按一定比例进行配比混合，通过挤出机熔融挤出，然后通过双向拉伸(BOPET)设备拉伸，并在双向拉伸过程中在聚酯薄膜上涂覆一层有机硅涂层，最终得到涂硅离型聚酯薄膜成品。在线涂硅离型聚酯薄膜是指在聚酯薄膜(基膜)的生产过程中就进行涂布离型层的聚酯薄膜，即在基膜的纵向拉伸后就进行涂布离型层，对比离线涂布离型层的方法，具有产品生产效率高、洁净度好、涂布液消耗量小的优点。
截至到2018年中国BOPET薄膜产量为245.9万吨，在中国的产量中，约有一半为一次性产品如彩印包装膜、保护膜产品，每年产生的废弃聚酯薄膜123万吨以上。因此带来严重的环境污染问题。如何回收利用废弃的聚酯薄膜到聚酯产品，成为一个迫切的环境问题。
传统的废弃聚酯塑料的回收方式为物理方法清洗、破碎、热摩擦再造粒，然后按一定比例混入新鲜聚酯切片中生产聚酯薄膜产品。传统的物理回收方式，清洗过程会消耗大量的水资源，而且回收的切片会有降解，特性粘度波动大，导致可加入的回收料比例较小，而生产出来的聚酯薄膜质量不稳定。
而采用化学改性的方法对废聚酯塑料进行回收处理，虽然化学改性回收聚酯切片比传统的物理方法处理的回收料总体性能稳定，但还是存在灰分比较高，端羧基较高，回收料里含有对涂硅离型层涂液反应不良的元素的问题；在聚酯薄膜生产过程中会出现易破膜、耐温性降低、离型层固化不良等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片 20-99％；
新鲜聚酯中性切片 1-80％。
其中，所述化学改性回收聚酯切片为符合全球回收标准(GRS、ISCC或SCS)的可回收循环利用原料。
其中，所述化学改性回收聚酯切片中含有磷类物质＜50PPM，优选为＜35PPM；如果化学改性回收聚酯切片含有磷类物质超过50PPM，则会对后续的涂硅层带来锚着不好的问题，导致涂硅离型聚酯薄膜剥离力爬升、残余接着率变小等缺陷，破坏产品的离型性能。
其中，所述化学改性回收聚酯切片的特性粘度为0.68-0.72。
本发明还公开了上述在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，通过采用占薄膜总质量20-99％的化学改性回收聚酯切片替代新鲜聚酯中性切片，且在现有在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺(采用化学改性回收聚酯切片和新鲜聚酯中性切片按一定比例进行配比混合，通过挤出机熔融挤出，然后通过双向拉伸(BOPET)设备拉伸，并在双向拉伸过程中在聚酯薄膜上涂覆一层有机硅涂层，最终得到涂硅离型聚酯薄膜成品，生产流程为：混料—结晶—干燥—熔融挤出—过滤—铸片—纵向拉伸—在线涂硅—横向拉伸—热定型—收卷—分切—包装)的基础上，通过BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整和涂硅层涂布工艺调整制备得到添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，调整的具体工艺步骤及参数如下：
S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：
S11、调整纵向拉伸比为3.2～3.5；
S12、调整定型区内温度为240-242℃；
S2、涂硅层涂布工艺调整：
S21、涂布方式：采用微凹辊、D棒或线棒，以保证涂布均匀；
S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在3-10um，水性硅酮涂布液固含量控制在8-20％，干涂层厚度为0.06-1um；
S23、涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量30-40％，保证涂层和薄膜在稳定的温度下固化。
本发明还公开了上述添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺得到的涂硅离型聚酯薄膜在标签、模切、线路板及电子领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1)本发明通过采用占薄膜总质量20-99％的化学改性回收聚酯切片替代部分或大部分新鲜聚酯中性切片，即利用一种符合全球回收标准(GRS、ISCC或SCS)的可回收循环利用原料，并通过对现有在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺中的BOPET聚酯基膜拉膜工艺和涂硅层涂布工艺的调整，生产得到一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，从而能够增加最终产物在线涂硅离型聚酯薄膜中回收材料的使用，并减少、消除其生产所造成的危害，符合环境保护、社会责任等的要求，可实现全产业链循环利用的再生产，能生产出符合全球回收标准GRS、ISCC、SCS等要求的在线涂硅离型聚酯薄膜。
2)本发明通过采用占薄膜总质量20-99％的化学改性回收聚酯切片替代部分或大部分新鲜聚酯中性切片，生产得到的添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标(厚度均匀性、抗拉强度、断裂伸长率、热收缩率、剥离力和残余接着率)与采用100％新鲜的聚酯中性切片生产的在线涂硅离型聚酯薄膜基本一致，从而解决了采用化学改性回收聚酯切片替代新鲜聚酯中性切片，由于原材料的变化，会带来生产的困难，在生产过程中会出现易破膜、耐温性降低、离型层固化不良等问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
化学改性回收聚酯切片：
化学改性回收聚酯切片-1，含有磷类物质30PPM，特性粘度为0.68，型号：大有光化学改性回收聚酯切片1068，批号：P2110019；厂家：树业环保科技股份有限公司。
化学改性回收聚酯切片-2，含有磷类物质40PPM，特性粘度为0.70，型号：大有光化学改性回收聚酯切片1068，批号：P2110028；厂家：树业环保科技股份有限公司。
化学改性回收聚酯切片-3，含有磷类物质45PPM，特性粘度为0.72，型号：大有光化学改性回收聚酯切片1068，批号：P2111023；厂家：树业环保科技股份有限公司；
化学改性回收聚酯切片-4，含有磷类物质65PPM，特性粘度为0.70，型号：大有光化学改性回收聚酯切片SY1068，批号：2449；厂家：树业环保科技股份有限公司；
化学改性回收聚酯切片-5，含有磷类物质30PPM，特性粘度为0.65，型号：大有光化学改性回收聚酯切片1068，批号：P2110025；厂家：树业环保科技股份有限公司；
化学改性回收聚酯切片-6，含有磷类物质30PPM，特性粘度为0.75，型号：大有光化学改性回收聚酯切片1068，批号：P2111030；厂家：树业环保科技股份有限公司。
新鲜聚酯中性切片，型号：大有光切片，厂家：浙江恒逸聚合物有限公司。
各性能指标的测试标准或方法：
厚度均匀性的测试方法：GB/T6672《塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法》；
抗拉强度的测试方法：GB/T1040.3《塑料拉伸性能的测定薄膜和薄片试验条件》；
断裂伸长率的测试方法：GB/T1040.3《塑料拉伸性能的测定薄膜和薄片试验条件》；
热收缩率的测试方法：GB/T16958《包装用双向拉伸聚酯薄膜》；
剥离力的测试方法：GB/T25256《光学功能薄膜离型膜180度剥离力和残余黏着力测试方法》；
残余接着率的测试方法：GB/T25256《光学功能薄膜离型膜180度剥离力和残余黏着力测试方法》。
实施例1
一种30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-1 30％；
新鲜聚酯中性切片 70％。
上述30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，在现有在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺(其中，BOPET聚酯基膜拉膜工艺中横向拉伸比为3.5，纵向拉伸温度为100℃，横向拉伸温度为105℃)的基础上，通过对BOPET聚酯基膜拉膜工艺和涂硅层涂布工艺调整制备得到添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，调整的具体工艺步骤及参数如下：
S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：
S11、调整纵向拉伸比为3.3；
S12、调整定型区内温度为242℃；
S2、涂硅层涂布工艺调整：
S21、涂布方式：采用D棒涂布方式，以保证涂布均匀；
S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在5um，水性硅酮涂布液固含量控制在20％，干涂层厚度为0.3um；
S23、涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量35％。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
实施例2
一种50um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-2 80％；
新鲜聚酯中性切片 20％。
上述50um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，在现有在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺(其中，BOPET聚酯基膜拉膜工艺中横向拉伸比为3.5，纵向拉伸温度为100℃，横向拉伸温度为105℃)的基础上，通过对BOPET聚酯基膜拉膜工艺和涂硅层涂布工艺调整制备得到添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，调整的具体工艺步骤及参数如下：
S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：
S11、调整纵向拉伸比为3.3；
S12、调整定型区内温度为241℃；
S2、涂硅层涂布工艺调整：
S21、涂布方式：采用线棒涂布方式，以保证涂布均匀；
S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在10um，水性硅酮涂布液固含量控制在10％，干涂层厚度为0.3um；
S23、涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量35％。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
实施例3
一种50um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-1 90％；
新鲜聚酯中性切片 10％。
上述50um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，在现有在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺(其中，BOPET聚酯基膜拉膜工艺中横向拉伸比为3.5，纵向拉伸温度为100℃，横向拉伸温度为105℃)的基础上，通过对BOPET聚酯基膜拉膜工艺和涂硅层涂布工艺调整制备得到添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，调整的具体工艺步骤及参数如下：
S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：
S11、调整纵向拉伸比为3.3；
S12、调整定型区内温度为241℃；
S2、涂硅层涂布工艺调整：
S21、涂布方式：采用微凹辊涂布方式，以保证涂布均匀；
S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在10um，水性硅酮涂布液固含量控制在20％，干涂层厚度为0.6um；
S23、涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量40％。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
实施例4
一种30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-1 99％；
新鲜聚酯中性切片 1％。
上述30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，同实施例1。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
实施例5
一种30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-3 20％；
新鲜聚酯中性切片 80％。
上述30um添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，同实施例1。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
对比例1：
一种30um在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-4 30％；
新鲜聚酯中性切片 70％。
上述30um在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，同实施例1。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
对比例2：
一种30um在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-5 30％；
新鲜聚酯中性切片 70％。
上述30um在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，同实施例1。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
对比例3：
一种30um在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片-6 30％；
新鲜聚酯中性切片 70％。
上述30um在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，同实施例1。
生产得到的添加有化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
对比例4：
一种30um在线涂硅离型聚酯薄膜，按薄膜总质量计，包括如下组分：
新鲜聚酯中性切片 100％。
上述30um在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺：
生产流程：混料—结晶—干燥—熔融挤出—过滤—铸片—纵向拉伸—在线涂硅—横向拉伸—热定型—收卷—分切—包装。
采用重量式混料器混料；
采用流化床结晶器结晶，结晶温度：175℃；
采用干燥罐干燥，干燥温度：160℃；
采用过滤器过滤，过滤器中的过滤碟细度20um，计量泵输送；
采用挤出机挤出，熔融温度：268℃；
采用衣架式模头铸片，模唇开度3.2℃，静电吸附方式；
采用纵拉机，纵向拉伸比为3.6；
纵向拉伸温度为100℃；
采用横拉机，横向拉伸比为3.7；
横向拉伸温度为120℃；
定型区温度为244℃；
采用在线涂布机涂布水性硅酮涂布液，涂硅层涂布工艺：
涂布方式：采用D棒涂布方式；
涂布量控制：湿涂厚度控制在5um，水性硅酮涂布液固含量控制在20％，干涂层厚度为0.3um；
涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量30％进行涂布层干燥。
采用收卷机收卷，收卷速度100m/min；
采用分切机分切成规定尺寸的产品膜卷，分切速度200m/min；
手工包装：采用纸管+夹头+夹板包装，套薄膜袋，装入瓦楞纸箱中，加贴产品标签。生产得到的在线涂硅离型聚酯薄膜的各性能指标的测试结果如表1所示。
表1实施例1-5及对比例1-4的各性能指标的测试结果
Figure BDA0003475875730000091
Figure BDA0003475875730000101
从以上实施例1-5及对比例1-4的检测结果看，添加化学改性回收聚酯切片的涂硅离型聚酯薄膜和采用新鲜聚酯中性切片生产的涂硅离型聚酯薄膜的各项性能指标基本一致。随着化学改性回收聚酯切片的特性粘度的升高，抗拉强度有所提高；但特性粘度太低(小于0.68)和太高(大于0.72)都会带来成膜不稳定，易破膜的问题；随着化学改性回收聚酯切片含有磷类物质限量的降低，锚着固化良好，而残余接着率指标进一步提高；如果化学改性回收聚酯切片含有磷类物质限量大于50PPM，则剥离力指标和残余接着率指标不能达到离型功能的要求。
本发明的上述实施例仅为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述举例的基础上还可以做其他不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以详细举例。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种添加化学改性回收聚酯切片的在线涂硅离型聚酯薄膜，其特征在于，按薄膜总质量计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片20-99％；
新鲜聚酯中性切片1-80％。
2.根据权利要求1所述的在线涂硅离型聚酯薄膜，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
化学改性回收聚酯切片30-90份；
新鲜聚酯中性切片10-70份。
3.根据权利要求1或2所述的在线涂硅离型聚酯薄膜，其特征在于，所述化学改性回收聚酯切片为符合全球回收标准(GRS、ISCC或SCS)的可回收循环利用原料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的在线涂硅离型聚酯薄膜，其特征在于，所述化学改性回收聚酯切片中含有磷类物质＜50PPM，优选为＜35PPM。
5.根据权利要求1-3任一项所述的在线涂硅离型聚酯薄膜，其特征在于，所述化学改性回收聚酯切片的特性粘度为0.68-0.72。
6.如权利要求1-5任一项所述的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺，其特征在于，包括BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整和涂硅层涂布工艺调整：
S1、BOPET聚酯基膜拉膜工艺调整：
S11、调整纵向拉伸比为3.2～3.5；
S12、调整定型区内温度为240-242℃；
S2、涂硅层涂布工艺调整：
S21、涂布方式：采用微凹辊、D棒或线棒；
S22、涂布量控制：湿涂厚度控制在3-10um，水性硅酮涂布液固含量控制在8-20％，干涂层厚度为0.06-1um；
S23、涂层固化：在涂层固化横拉阶段，在确保温度不变的情况下，通过变频风机调节加大风量30-40％。
7.如权利要求6所述的在线涂硅离型聚酯薄膜的生产工艺得到的涂硅离型聚酯薄膜在标签、模切、线路板及电子领域中的应用。
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