CN117510948A - 一种纸塑复合用poe涂覆薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种纸塑复合用POE涂覆薄膜及其制备方法；所述纸塑复合用POE涂覆薄膜包括：BOPP基膜及涂覆在BOPP基膜上的POE胶膜层，所述POE胶膜层的制备原料按重量份计包括：聚烯烃弹性体100份，马来酸酐接枝POE 20‑30份，偶联剂0.1‑1份。本发明在制备纸塑复合用POE涂覆薄膜时，涂覆的改性POE与BOPP薄膜附着力强，BOPP薄膜无需进行底涂或者进行表面改性处理，甚至可以不需要进行电晕前处理，即可获得理想的附着力，大大降低了生产成本，同时涂覆的POE胶层厚度比EVA胶层厚度更薄，可以减少一半的厚度。
Description
技术领域
本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种纸塑复合用POE涂覆薄膜及其制备方法。
背景技术
印刷品的覆膜工艺是指用塑料薄膜覆盖在纸张印刷品上面，中间使用粘合剂，通过加热加压处理后，使塑料薄膜和纸张两种不同性质的物质粘合在一起，形成纸/塑合一的表面装饰加工技术。它对印刷品起保护和装饰作用，被广泛应用于包装印刷领域，如书刊封面、宣传画册、地图、广告礼品袋、高级包装盒等的表面加工上。
纸塑复合用涂覆薄膜，通常采用EVA(乙烯－乙酸乙烯共聚物)作为热熔胶层通过挤出淋膜工艺涂覆到BOPP薄膜上，再经过分切收卷制成预涂膜，在使用时将预涂膜放卷，经过加压加热直接覆到纸张等材料上，与传统溶剂型涂胶覆膜工艺相比不产生有害物质,能耗低。EVA作为薄膜和纸张复合的“胶黏剂”要和薄膜和纸张都具有良好的附着力。PP和EVA热熔胶材料的表面性能差距较大，BOPP薄膜和EVA热熔胶相容性较差，如果直接涂覆EVA热熔胶制成的预涂膜剥离力很低，因此需要在薄膜表面预先涂布一层水性底涂剂(AnchorCoatAgent)或者BOPP薄膜表层采用乙烯共聚物改性材料，来提高BOPP基膜和EVA的附着力，另一方面由于EVA胶膜容易分解释放醋酸分子，长时间使用/户外长期使用会存在黄变现象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，包括：BOPP基膜及涂覆在BOPP基膜上的POE胶膜层，其特征在于，所述POE胶膜层的制备原料按重量份计包括：聚烯烃弹性体100份，马来酸酐接枝POE 20-30份，偶联剂0.1-1份。
优选地，所述BOPP基膜为市售普通BOPP薄膜或者消光膜，厚度为10-25微米。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述钛酸酯偶联剂为二辛氧基焦磷酸酯基钛酸酯偶联剂、二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯偶联剂、二辛基磷酸酰氧基钛酸酯偶联剂中的一种。
优选地，马来酸酐接枝POE的制备步骤包括：将马来酸酐和引发剂加入到丙酮溶剂，使马来酸酐和引发剂溶解在丙酮溶剂中得到混合液，再将混合液与聚烯烃弹性体混合得到混合物，最后将混合物加入到挤出机挤出造粒，即可制成马来酸酐接枝POE；所述马来酸酐、引发剂以及丙酮溶剂的质量比为：(10-20)：1：(200-250)，所述马来酸酐和聚烯烃弹性体的质量比为：(1-3)：100。
优选地，所述丙酮溶剂为工业级丙酮，即丙酮含量大于99.7％的纯丙酮。
优选地，所述引发剂为过氧化二甲苯酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2',5'-双叔丁基过氧基己烷中的一种。
优选地，所述纸塑复合用POE涂覆薄膜的制备方法包括以下步骤：
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝POE以及偶联剂的混合物加入到挤出机中熔融挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：1-3μm；；
(3)、将涂覆薄膜放在冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
优选地，所述步骤(2)中采用流延法时的挤出温度为180-250℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35～40mm。
优选地，所述步骤(3)中，冷却辊上的冷却温度为：18℃-22℃。
本发明的有益效果：
1、涂覆的改性POE与BOPP薄膜附着力强，BOPP薄膜无需进行底涂或者进行表面改性处理，甚至可以不需要进行电晕前处理，即可获得理想的附着力，大大降低了生产成本，同时涂覆的POE胶层厚度比EVA胶层厚度更薄，可以减少一半的厚度(常规EVA胶层涂覆5μm，POE胶层可以降低至2μm)。
2、由于在加工过程中BOPP薄膜无需进行底涂或者进行表面改性处理，甚至可以不需要进行电晕前处理，也无EVA熔融挤出时醋酸释放，产品生产加工现场环境得到大幅提升。
3、POE分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能，生产的涂覆薄膜不存在黄变现象。
4、POE分子结构中辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它具有优异的韧性，覆膜后纸制品手感非常好，能呈现一种柔软、温暖的手感体验,即使在低温下仍能保持这种手感。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中制备方法的一种制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
马来酸酐接枝POE的制备：
将马来酸酐100g和过氧化二甲苯酰10g加入到2000g的丙酮溶剂中，使马来酸酐和引发剂溶解在丙酮溶剂中得到混合液，再将2000g混合液与1000g聚烯烃弹性体混合得到混合物，最后将混合物加入到挤出机挤出造粒，即可制成马来酸酐接枝POE。
实施例1
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体1000g、马来酸酐接枝POE 200g以及偶联剂1g混合得到混合物，其中偶联剂为二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯偶联剂，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中熔融、挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：2μm，BOPP基膜厚度为12μm，采用流延法时的挤出温度为225℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35mm。
(3)、将涂覆薄膜放在22℃的冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
实施例2
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体1000g、马来酸酐接枝POE 200g以及偶联剂1g混合得到混合物，其中偶联剂为二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷，二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为7:3，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中熔融、挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：2μm，BOPP基膜厚度为12μm，采用流延法时的挤出温度为225℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35mm。
(3)、将涂覆薄膜放在22℃的冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
实施例3
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体1000g、马来酸酐接枝POE 250g以及偶联剂5g混合得到混合物，其中偶联剂为二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷，二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为7:3，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中熔融、挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：2μm，BOPP基膜厚度为12μm，采用流延法时的挤出温度为225℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35mm。
(3)、将涂覆薄膜放在22℃的冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
实施例4
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体1000g、马来酸酐接枝POE 300g以及偶联剂10g混合得到混合物，其中偶联剂为二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷，二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为7:3，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机中熔融、挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：2μm，BOPP基膜厚度为12μm，采用流延法时的挤出温度为225℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35mm。
(3)、将涂覆薄膜放在22℃的冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
对比例1：
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将EVA粒子通过挤出机挤出流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，EVA热熔胶层的厚度为5μm，BOPP基膜厚度为12μm，。
(3)、将涂覆薄膜放在22℃的冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
对比例2：
工艺、配方和实施例2相同，区别在于仅涂覆纯POE，无其他任何助剂，基膜厚度为12微米，涂覆3μmPOE。
检测方法：
剥离强度检测：按GB/T 8808的规定进行试验，薄膜涂覆5μm EVA或3μmPOE，复合方向为纵向，按照纵向取长200mm×宽15mm样条，沿试样长度方向将基材和胶层预先剥开50mm，被剥开部分不得有明显损伤。夹具间距50mm，试验速度300±20mm/min。该指标衡量EVA/POE与薄膜之间的附着力。
黏结强度检测：按照GB/T 8808的规定执行，薄膜涂覆5μm EVA或3μmPOE，与纸张按GB/T27934.2-2011中第5部分“工艺要求”的规定进行复合，复合方向为纵向。取覆膜后，按照纵向或横向取长200mm×宽15mm样条，沿试样长度方向将薄膜和印刷品先剥开50mm，被剥开部分不得有明显损伤。夹具间距50mm，试验速度为300±20mm/min。该指标衡量EVA/POE与纸张之间的附着力。
表1：测试结果对比
结论：对比例1是当前成熟的EVA预涂膜的质量要求，从上述可以看出，POE体系预涂膜剥离强度要远大于EVA预涂膜，但从对比例2看，未改性/添加偶联剂的纯POE与纸张的黏结强度非常低，进行马来酸酐接枝改性/添加偶联剂能有效提高粘结强度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，包括：BOPP基膜及涂覆在BOPP基膜上的POE胶膜层，其特征在于，所述POE胶膜层的制备原料按重量份计包括：聚烯烃弹性体100份，马来酸酐接枝POE 20-30份，偶联剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，所述BOPP基膜为市售普通BOPP薄膜或者消光膜，厚度为10-25微米。
3.根据权利要求1所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述钛酸酯偶联剂为二辛氧基焦磷酸酯基钛酸酯偶联剂、二辛基焦磷酸酰氧基钛酸酯偶联剂、二辛基磷酸酰氧基钛酸酯偶联剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，马来酸酐接枝POE的制备步骤包括：将马来酸酐和引发剂加入到丙酮溶剂，使马来酸酐和引发剂溶解在丙酮溶剂中得到混合液，再将混合液与聚烯烃弹性体混合得到混合物，最后将混合物加入到挤出机挤出造粒，即可制成马来酸酐接枝POE；所述马来酸酐、引发剂以及丙酮溶剂的质量比为：(10-20)：1：(200-250)，所述马来酸酐和聚烯烃弹性体的质量比为：(1-3)：100。
6.根据权利要求5所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，所述丙酮溶剂为工业级丙酮，即丙酮含量大于99.7％的纯丙酮。
7.根据权利要求5所述的一种纸塑复合用POE涂覆薄膜，其特征在于，所述引发剂为过氧化二甲苯酰、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2',5'-双叔丁基过氧基己烷中的一种。
8.一种纸塑复合用POE涂覆薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、将BOPP基膜放卷；
(2)、将聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝POE以及偶联剂的混合物加入到挤出机中熔融挤出得到改性POE，经切粒后制成改性POE粒子，将改性POE粒子通过流延法涂覆到BOPP基膜的表面形成涂覆薄膜，改性POE层涂覆的厚度为：1-3μm；
(3)、将涂覆薄膜放在冷却辊上进行冷却，冷却完成后对涂覆薄膜修边、测厚，再对涂覆薄膜进行高频高压电晕处理、收卷即可制得纸塑复合用POE涂覆薄膜；最后按照客户要求的宽度和长度分切成小卷，包装后即为成品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用流延法时的挤出温度为180-250℃，挤出机转速为5r/min；气隙间距为35～40mm。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，冷却辊上的冷却温度为：18℃-22℃。
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