CN115505155B - 一种板材膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种板材膜及其制备方法，属于热熔胶膜领域。一种板材膜，包括依次设置的BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层；改性EVA层包括以下组分：EVA、马来酸酐、PVC、石油树脂。一种板材膜的制备方法，包括以下步骤：将第一聚乙烯亚胺溶液涂布于BOPET层，烘干，形成第一聚乙烯亚胺层；取EVA、马来酸酐、PVC和石油树脂共混，然后熔融，熔融液体通过热压复合至第一聚乙烯亚胺层，形成改性EVA层；对改性EVA层进行电晕处理，再将第二聚乙烯亚胺溶液涂布于改性EVA层，烘干，形成第二聚乙烯亚胺层，并获得板材膜。本申请具有提高高低温环境下板材膜与板材的连接稳定性的效果。

Description

一种板材膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及热熔胶膜领域，尤其是涉及一种板材膜及其制备方法。
背景技术
板材覆膜是板材生产制造过程中常见的一项工艺步骤，板材覆膜可以对板材起到保护的作用，减少外界对板材表面造成划损的情况，随着行业的发展，板材覆膜的技术逐渐完善，目前已经衍生出专门用于板材覆膜的板材膜。
常见的板材膜是一种用于板材封边的塑料膜，属于热熔胶膜的一种，同热熔胶膜类似，板材膜一般设置有一层热熔胶层，使用前板材膜先经过加热，热熔胶熔融后再将板材膜覆盖于板材表面，使热熔层与板材粘接，实现板材膜的粘贴。
板材膜一般为复合膜，以BOPET为基材，在基材上复合增强层和热熔胶层，例如BOPET+PE+EVA的三层结构，EVA作为热熔胶层，PE起到连接基材与EVA的作用。
然而这种板材膜结构在高温和低温环境的稳定性较差，例如在高温和低温下剥离强度下降严重，影响板材膜与板材的连接稳定性，导致覆膜效果差。
发明内容
为了提高高低温环境下板材膜与板材的连接稳定性，改善覆膜效果，本申请提供一种板材膜及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种板材膜采用如下的技术方案：
一种板材膜，包括依次设置的BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层；
所述改性EVA层包括以下重量份的组分：
EVA 70～110份；
马来酸酐 2～10份；
PVC 12～26份；
石油树脂 2～8份。
通过采用上述技术方案，聚乙烯亚胺具有良好的耐高温性能，第一聚乙烯亚胺层作为改性EVA层与BOPET层之间的附着力促进层，增强改性EVA层与BOPET层的结合力，第二聚乙烯亚胺层可增强板材与改性EVA层的粘接力，并且第一聚乙烯亚胺层与第二聚乙烯亚胺层对改性EVA层形成夹层的结构，使得板材膜的耐高温和耐低温性能提高。
石油树脂作为增粘剂，提高EVA热熔胶的粘结性；PVC可作为填料，降低成本，马来酸酐可以改善EVA与PVC的相容性，同时马来酸酐的酸酐可以与聚乙烯亚胺的胺基反应并牢固粘接，促使第一聚乙烯亚胺层与改性EVA层紧密连接，进一步提高板材膜的高低温耐受能力。
可选的，所述BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层的厚度比为(100～300):(1～3):(50～200):(1～3)。
通过采用上述技术方案，板材膜各层采用上述厚度比范围，板材膜的剥离强度、耐高温和耐低温等综合性能更佳。
可选的，所述EVA选用VA含量为18％的EVA和VA含量为28％的EVA，VA含量为18％的EVA与VA含量为28％的EVA的重量比为(1.65～2.6):1。
通过采用上述技术方案，通过不同VA含量的EVA复配，改善改性EVA层的粘接力，提高板材膜在板材上的剥离强度。
可选的，所述第一聚乙烯亚胺层的制备原料包括聚乙烯亚胺和N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，所述聚乙烯亚胺与N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的重量比为1:(0.13～0.25)。
通过采用上述技术方案，利用N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的环氧基开环，从而将N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接上聚乙烯亚胺，增强聚乙烯亚胺的阳离子性，进一步促进聚乙烯亚胺的阳离子与BOPET层表面阴离子牢固粘接，也促进聚乙烯亚胺的阳离子与改性EVA层的阴离子牢固粘接，从而使得板材膜在低温下结构更加稳定，并且剥离强度高。
可选的，所述第二聚乙烯亚胺层的制备原料包括聚乙烯亚胺和N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，所述聚乙烯亚胺与N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的重量比为1:(0.015～0.055)。
通过采用上述技术方案，同样利用N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接上聚乙烯亚胺，促使第二聚乙烯亚胺层与改性EVA层的牢固粘接，并通过限制N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的接入量来保证改性EVA层能对板材表面产生较高的剥离强度，提高板材膜的综合性能。
可选的，所述改性EVA层原料还包括重量份为1.7～3.2份的二苯基甲烷二异氰酸酯。
通过采用上述技术方案，二苯基甲烷二异氰酸酯对改性EVA层起到增韧作用，进一步提高板材膜的力学性能，同时二苯基甲烷二异氰酸酯可部分与开环后的N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯反应，进一步使改性EVA层与第一聚乙烯亚胺层以及第二聚乙烯亚胺层牢固粘接，提高板材膜的耐温性能，并且赋予板材膜良好的耐湿性能。
可选的，所述第一聚乙烯亚胺层中的聚乙烯亚胺的分子量为15000～20000，所述第二聚乙烯亚胺层中的聚乙烯亚胺的分子量为8000～12000。
通过采用上述技术方案，按照上述的分子量，板材膜的力学性能和耐温性能更佳平衡，且耐低温性能更加突出。
可选的，所述石油树脂为C9石油树脂。
通过采用上述技术方案，石油树脂具体采用C9石油树脂，对改性EVA层的增粘效果佳。
第二方面，本申请提供的一种板材膜的制备方法采用如下的技术方案：
一种板材膜的制备方法，包括以下步骤：
取BOPET膜，对BOPET膜进行电晕处理，得到BOPET层；
取聚乙烯亚胺和溶剂搅拌均匀，获得第一聚乙烯亚胺溶液，然后将第一聚乙烯亚胺溶液涂布于所述BOPET层，烘干，形成第一聚乙烯亚胺层；
取EVA、马来酸酐、PVC和石油树脂共混，然后熔融，熔融液体通过热压复合至所述第一聚乙烯亚胺层，形成改性EVA层；
另取聚乙烯亚胺和溶剂搅拌均匀，获得第二聚乙烯亚胺溶液，然后对改性EVA层进行电晕处理，再将第二聚乙烯亚胺溶液涂布于所述改性EVA层，烘干，形成第二聚乙烯亚胺层，并获得板材膜。
通过采用上述技术方案，电晕处理使BOPET膜和改性EVA层表面的极性基团增加，有助于第一聚乙烯亚胺层和第二聚乙烯亚胺层结合于BOPET膜和改性EVA层。
可选的，获得第一聚乙烯亚胺溶液和第一聚乙烯亚胺溶液的步骤中还添加有N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请加入两层聚乙烯亚胺，聚乙烯亚胺具有良好的耐高温性能，第一聚乙烯亚胺层作为改性EVA层与BOPET层之间的附着力促进层，增强改性EVA层与BOPET层的结合力，第二聚乙烯亚胺层可增强板材与改性EVA层的粘接力，并且第一聚乙烯亚胺层与第二聚乙烯亚胺层对改性EVA层形成夹层的结构，使得板材膜的耐高温和耐低温性能提高；马来酸酐的酸酐可以与聚乙烯亚胺的胺基反应并牢固粘接，促使第一聚乙烯亚胺层与改性EVA层紧密连接，进一步提高板材膜的高低温耐受能力。
2、本申请还在聚乙烯亚胺层中加入N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，利用N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的环氧基开环，从而将N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接上聚乙烯亚胺，增强聚乙烯亚胺的阳离子性，进一步促进聚乙烯亚胺的阳离子与BOPET层表面阴离子牢固粘接，也促进聚乙烯亚胺的阳离子与改性EVA层的阴离子牢固粘接，从而使得板材膜在高温和低温下结构稳定，并且剥离强度高，低温下的脆性减弱。
附图说明
图1是本申请实施例1的板材膜层结构示意图。
附图标记说明：
1、BOPET层；2、第一聚乙烯亚胺层；3、改性EVA层；4、第二聚乙烯亚胺层。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种板材膜，包括由上至下依次设置的BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层，其中BOPET层的厚度为100μm，第一聚乙烯亚胺层的厚度为1μm，改性EVA层的厚度为50μm，第二聚乙烯亚胺层的厚度为1μm。
一种板材膜的制备方法，包括以下步骤：
取BOPET膜，对BOPET进行电晕处理，电晕处理的工作功率为6kw，电晕处理后达因值为52达因，得到BOPET层。
取100g聚乙烯亚胺、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，获得第一聚乙烯亚胺溶液，其中聚乙烯亚胺的分子量为15000；然后将第一聚乙烯亚胺溶液按照与设计厚度相适应的用量涂布于BOPET层，85℃下烘干，形成第一聚乙烯亚胺层。
取7kg EVA、0.2kg马来酸酐、1.2kg PVC和0.2kg石油树脂共混，然后通过双螺杆挤出机熔融得到EVA熔融混合物，EVA熔融混合物按照与设计厚度相适应的用量通过60℃热压复合至第一聚乙烯亚胺层，形成改性EVA层；其中EVA选用VA含量为18％的EVA。
另取100g聚乙烯亚胺、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，获得第二聚乙烯亚胺溶液，聚乙烯亚胺的分子量为15000；然后对改性EVA层进行电晕处理，再将第二聚乙烯亚胺溶液按照与设计厚度相适应的用量涂布于改性EVA层，85℃下烘干，形成第二聚乙烯亚胺层，并获得板材膜。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中改性EVA层的配比不同。
具体的，11kg EVA、1kg马来酸酐、2.6kg PVC、0.8kg石油树脂。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中改性EVA层的配比不同。
具体的，9kg EVA、06kg马来酸酐、1.8kg PVC、0.6kg石油树脂。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，本实施例中BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层的厚度不同，以及聚乙烯亚胺的分子量不同。
具体的，BOPET层的厚度为300μm，第一聚乙烯亚胺层的厚度为3μm，改性EVA层的厚度为200μm，第二聚乙烯亚胺层的厚度为3μm；第一聚乙烯亚胺层和第二聚乙烯亚胺层的聚乙烯亚胺的分子量均为20000。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于，本实施例中BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层的厚度不同。
具体的，BOPET层的厚度为200μm，第一聚乙烯亚胺层的厚度为2.5μm，改性EVA层的厚度为150μm，第二聚乙烯亚胺层的厚度为2.5μm。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于，本实施例中改性EVA层所用EVA不同，其中EVA选用VA含量为18％的EVA 5.6kg和VA含量为28％的EVA 3.4kg。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于，本实施例中改性EVA层所用EVA不同，其中EVA选用VA含量为18％的EVA 6.5kg和VA含量为28％的EVA 2.5kg。
实施例8
本实施例与实施例6的区别在于，本实施例中第一聚乙烯亚胺溶液中还加入N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯。
第一聚乙烯亚胺溶液制备方法为：取100g聚乙烯亚胺、13g N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，加入5％乙酸溶液使体系pH调节至6，获得第一聚乙烯亚胺溶液。
实施例9
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例中N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的加入量为25g。
实施例10
本实施例与实施例6的区别在于，本实施例中第二聚乙烯亚胺溶液中还加入N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯。
第二聚乙烯亚胺溶液制备方法为：取100g聚乙烯亚胺、1.5g N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，加入5％乙酸溶液使体系pH调节至6，获得第二聚乙烯亚胺溶液。
实施例11
本实施例与实施例10的区别在于，本实施例中N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的加入量为5.5g。
实施例12
本实施例与实施例10的区别在于，本实施例中N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的加入量为13g。
第二聚乙烯亚胺溶液制备方法为：取100g聚乙烯亚胺、13g N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，加入5％乙酸溶液使体系pH调节至6，获得第二聚乙烯亚胺溶液。
实施例13
本实施例与实施例9的区别在于，本实施例中第二聚乙烯亚胺溶液中还加入N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯。
第二聚乙烯亚胺溶液制备方法为：取100g聚乙烯亚胺、5.5g N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯、1000g去离子水、2000g乙醇和500g乙酸乙酯搅拌均匀，加入5％乙酸溶液使体系pH调节至6，获得第二聚乙烯亚胺溶液。
实施例14
本实施例与实施例13的区别在于，本实施例中EVA熔融混合物的制备原料中还包括0.17kg二苯基甲烷二异氰酸酯。
实施例15
本实施例与实施例13的区别在于，本实施例中EVA熔融混合物的制备原料中还包括0.32kg二苯基甲烷二异氰酸酯。
实施例16
本实施例与实施例6的区别在于，本实施例中EVA熔融混合物的制备原料中还包括0.32kg二苯基甲烷二异氰酸酯。
实施例17
本实施例与实施例15的区别在于，本实施例第二聚乙烯亚胺溶液中的聚乙烯亚胺的分子量为8000。
实施例18
本实施例与实施例15的区别在于，本实施例第二聚乙烯亚胺溶液中的聚乙烯亚胺的分子量为12000。
对比例
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中不设置第一聚乙烯亚胺层，改性EVA层复合于BOPET层，且改性EVA层的厚度为51μm。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中用PE层替代第一聚乙烯亚胺层，且不设置第二聚乙烯亚胺层，PE层的厚度为51μm。
PE层的制备方法：取PE并通过双螺杆挤出机熔融，熔融物按照与设计厚度相适应的用量通过热压复合至BOPET层，形成PE层。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中不设置第二聚乙烯亚胺层，改性EVA层的厚度为51μm。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中EVA熔融混合物的制备原料中用等量的EVA替代马来酸酐。
性能检测试验
对实施例1-18和对比例1-4制得的板材膜进行性能测试，测试前将板材膜通过覆膜机复合于木板，作为试验对象进行以下测试。
剥离强度测试：在木板上用刀划出25mm宽的板材膜试样，用拉力机进行测试，木板固定在拉力机的一个夹头，板材膜试样固定在拉力机另一个的夹头，板材膜试样未粘接的一端弯曲180°，开动机器，上下夹头以100mm/min做分离运动，测得剥离强度，结果见表1。
耐高温测试：将复合有板材膜的木板放入恒温恒湿箱中，设定温度70℃，设定湿度60％，持续时间72h，取出后观察板材膜表面有无气泡产生，对无气泡产生的板材膜再进行剥离强度测试，测得耐高温后剥离强度，结果见表1。
耐低温测试：将复合有板材膜的木板放入恒温恒湿箱中，设定温度-40℃，设定湿度0％，持续时间72h，取出后进行剥离强度测试，测试过程中，若板材膜试样断裂，则记录断裂情况，若板材膜试样无断裂，则记录剥离强度，测得耐低温后剥离强度，结果见表2。
耐湿测试：将复合有板材膜的木板放入恒温恒湿箱中，设定温度38℃，设定湿度90％，持续时间72h，取出后进行剥离强度测试，测得耐湿后剥离强度，结果见表3。
以不经过恒温恒湿箱测试的板材膜剥离强度作为对照，计算耐高温后、耐低温后和耐湿后剥离强度的降低率，计算结果分别见表1、表2和表3。
表1
Figure BDA0003867698370000081
Figure BDA0003867698370000091
表2
Figure BDA0003867698370000092
表3
Figure BDA0003867698370000093
Figure BDA0003867698370000101
从表1-表3可知，与对比例1-4相比，实施例3的板材膜在经历高温环境后不产生软化气泡、经历低温环境后不断裂，且在高温和低温环境下板材膜的剥离强度的下降幅度较小，说明板材膜的耐高温和低温性能良好，同时板材膜具有良好耐湿性能，因此板材膜的综合性能优异；其中对比例1-2均没有设置第一聚乙烯亚胺层，说明第一聚乙烯亚胺层对增强改性EVA层与BOPET层之间的连接具有重要作用；对比例3没有设置第二聚乙烯亚胺层，板材膜的综合性能有所下滑，对比例4没有在改性EVA层中加入马来酸酐，板材膜的综合性能也有所影响。
与实施例5相比，实施例6-7采用VA含量为18％的EVA和VA含量为28％的EVA复配作为改性EVA层原料，所制得的板材膜剥离强度更高。
与实施例6相比，实施例8-9以N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯作为第一聚乙烯亚胺层的制备原料之一，可以看到在经历高温和低温环境后，板材膜仍能保持良好的剥离强度，而且板材膜耐低温性能的提升更为明显，说明N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯进一步促进改性EVA层与BOPET层的复合，从而提高板材膜的耐高温和耐低温性能。
与实施例6相比，实施例10-11以N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯作为第二聚乙烯亚胺层的制备原料之一，可以看到板材膜的耐高温和耐低温性能同样有所提高；再结合实施例12分析，当N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯在第二聚乙烯亚胺层中加入过多时，板材膜的剥离强度会受到不利影响。
与实施例13相比，实施例14-15在改性EVA层中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，可以看到不仅板材膜的耐高温和耐低温性能提高，而且板材膜在经历耐湿测试后剥离强度下降幅度明显缩小，即板材膜的耐湿性能提高；再结合实施例16分析，二苯基甲烷二异氰酸酯要配合在聚乙烯亚胺层中加入N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，效果更好。
与实施例15相比，实施例17-18改变了第二聚乙烯亚胺层的聚乙烯亚胺分子量，可以看到板材膜在耐低温性能方面效果更好。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种板材膜，其特征在于：包括依次设置的BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层；
所述改性EVA层包括以下重量份的组分：
EVA 70~110份；
马来酸酐 2~10份；
PVC 12~26份；
石油树脂 2~8份。
2.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述BOPET层、第一聚乙烯亚胺层、改性EVA层和第二聚乙烯亚胺层的厚度比为(100~300):(1~3):(50~200):(1~3)。
3.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述EVA选用VA含量为18%的EVA和VA含量为28%的EVA，VA含量为18%的EVA与VA含量为28%的EVA的重量比为(1.65~2.6):1。
4.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述第一聚乙烯亚胺层的制备原料包括聚乙烯亚胺和N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，所述聚乙烯亚胺与N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的重量比为1:(0.13~0.25)。
5.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述第二聚乙烯亚胺层的制备原料包括聚乙烯亚胺和N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯，所述聚乙烯亚胺与N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的重量比为1:(0.015~0.055)。
6.根据权利要求4-5任一所述的一种板材膜，其特征在于：所述改性EVA层原料还包括重量份为1.7~3.2份的二苯基甲烷二异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述第一聚乙烯亚胺层中的聚乙烯亚胺的分子量为15000~20000，所述第二聚乙烯亚胺层中的聚乙烯亚胺的分子量为8000~12000。
8.根据权利要求1所述的一种板材膜，其特征在于：所述石油树脂为C9石油树脂。
9.一种板材膜的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-8任一所述的一种板材膜，包括以下步骤：
取BOPET膜，对BOPET膜进行电晕处理，得到BOPET层；
取聚乙烯亚胺和溶剂搅拌均匀，获得第一聚乙烯亚胺溶液，然后将第一聚乙烯亚胺溶液涂布于所述BOPET层，烘干，形成第一聚乙烯亚胺层；
取EVA、马来酸酐、PVC和石油树脂共混，然后熔融，熔融液体通过热压复合至所述第一聚乙烯亚胺层，形成改性EVA层；
另取聚乙烯亚胺和溶剂搅拌均匀，获得第二聚乙烯亚胺溶液，然后对改性EVA层进行电晕处理，再将第二聚乙烯亚胺溶液涂布于所述改性EVA层，烘干，形成第二聚乙烯亚胺层，并获得板材膜。
10.根据权利要求9所述的一种板材膜的制备方法，其特征在于：获得第一聚乙烯亚胺溶液和第一聚乙烯亚胺溶液的步骤中还添加有N-(2-环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯。
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