本發(fā)明涉及薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

雙向拉伸聚酯薄膜是一種性能比較全面的包裝薄膜，其具有透明性好、光澤度高、拉伸強度大、挺度高、斷裂伸長率適中和尺寸穩(wěn)定性好等特點，并具有耐熱、耐寒和良好的耐化學(xué)藥品等性能，適于印刷、包裝、鍍鋁等多種領(lǐng)域用途廣泛。但隨著塑料薄膜領(lǐng)域的飛速發(fā)展，人們對薄膜的性能要求也越來越高，目前普通包裝用雙向拉伸聚酯薄膜市場已經(jīng)供過于求，但在某些特殊領(lǐng)域的高端產(chǎn)品依然較為缺乏，例如用于制罐領(lǐng)域的鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜。即通過在金屬板的表面覆上一層致密的PET塑料薄膜，隔絕了鋼板與外部環(huán)境的接觸，從而避免了金屬基材的氧化銹蝕。制罐傳統(tǒng)工藝為PET薄膜和鍍錫薄板之間涂覆膠水復(fù)合，這種方法雖然可以將PET薄膜附著在鍍錫薄板上，但是存在一些化學(xué)膠水遷移、工藝繁瑣等弊端。

另外，傳統(tǒng)制罐工藝為三片罐，即上、下蓋層和中間罐身，上、下蓋層和中間罐身均需要分別與PET等材料復(fù)合，較為繁瑣。隨著制罐業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在逐漸由三片罐向兩片罐發(fā)展。兩片罐的罐身和底部連為一體，采用沖擊制成，其生產(chǎn)速度快、產(chǎn)能大，但是對于附著在罐體上的PET薄膜的斷裂伸長率提出更高的要求。而普通PET薄膜在斷裂伸長率、熱封性能、熱穩(wěn)定性等方面均不能滿足需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜及其制備方法。

本發(fā)明主要技術(shù)方案為：

一種鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜，該雙向拉伸聚酯薄膜是由上表層、芯層和下表層構(gòu)成，所述芯層的組份為聚酯切片、共聚聚丙烯切片和乙烯基封端聚酯混合而成，其中共聚聚丙烯切片的含量為10～25wt％、乙烯基封端聚酯的含量為0.5～5wt％；

所述上表層的組分為聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑的含量為0.10～0.50wt％；

所述下表層的組份是由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑的含量為0.10～0.5wt％。

進一步方案，所述PETG切片是由對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和以下二元醇中至少一種進行縮聚而成的，所述二元醇指1.4環(huán)己烷二甲醇、新戊二醇、丙烯二醇或二甘醇；所述聚酯抗粘劑為粒徑2.5～3.5μm的二氧化硅。

進一步方案，所述雙向拉伸聚酯薄膜在溫度125℃、壓力150N、作用時間1秒條件下，熱封面熱封強度≥3.0N/15mm、縱橫向斷裂標(biāo)稱應(yīng)變≥145％；在溫度為150℃、時間為30分鐘條件下縱向熱收縮率≤2.0％、橫向熱收縮率≤0；在溫度為200℃、時間為30分鐘條件下縱橫向熱收縮率≤3.0％；所述雙向拉伸聚酯薄膜的厚度為12～40μm。

本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜的制備方法，其制備步驟如下：

(1)將聚酯切片在140～160℃條件下經(jīng)過硫化床干燥至少20分鐘后，再在干燥塔中以140～160℃干燥2～6小時；

(2)將共聚聚丙烯切片在30～90℃條件下干燥2～2.5小時；

(3)將干燥后的聚酯切片、共聚聚丙烯切片和乙烯基封端聚酯通過混合器混合，然后進入主擠出機中加熱成熔融狀態(tài)作為芯層的主擠熔體；

(4)將上表層的聚酯切片和聚酯抗粘劑，下表層的PETG切片和聚酯抗粘劑按配比分別加入兩臺輔助擠出機中經(jīng)熔融、抽真空處理后得到上、下表層熔體；

(5)將主擠熔體與上、下表層熔體分別在三層模頭中匯合，擠出混合熔體，其三層模頭的溫度為260～290℃；

(6)將混合熔體通過靜電吸附絲后，再與接地的冷輥表面緊密貼附而形成鑄片；

(7)將鑄片從冷輥上剝離形成片材經(jīng)預(yù)熱后再進入縱向拉伸區(qū)域，通過雙點拉伸方式完成2.0～4.5倍拉伸，然后冷卻至25～45℃；

(8)將縱向拉伸后的片材經(jīng)預(yù)熱后進入橫向拉伸區(qū)域，完成3.0～4.0倍拉伸，然后冷卻；

(9)將橫向拉伸后的片材經(jīng)200～240℃熱定型成薄膜，同時在熱定型區(qū)域的換風(fēng)管箱的前部加入催化劑，將橫向拉伸后的片材中的低聚物催化分解為水和二氧化碳；

(10)將經(jīng)熱定型后的薄膜經(jīng)過牽引裝置牽引至測厚儀，并將檢測結(jié)果反饋至三層模頭，使其自動調(diào)整其擠出混合溶體的厚度；同時在牽引位置的入口處增加粉塵吸附裝置對薄膜進行吸塵處理，然后對薄膜上、下表面進行電暈處理使其表面張力為52～60mN/m，最終形成厚度均勻的鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜。

進一步方案，所述步驟(3)中主擠溫度為255～285℃，所述主擠熔體經(jīng)10～20μm孔徑的碟片式過濾器過濾后其水分含量≤50ppm。

進一步方案，所述步驟(6)中靜電吸附絲的電壓為6～12kV、電流為6～16mA、運行速度為0～20mm/mim；所述靜電吸附絲距冷輥的唇口距離為55～70mm。

進一步方案，所述步驟(7)中預(yù)熱的溫度為50～110℃，縱向拉伸區(qū)域的溫度為110～150℃。

進一步方案，所述步驟(8)中預(yù)熱的溫度為100～120℃，橫向拉伸區(qū)域的溫度為105～145℃。

所述步驟(8)中冷卻是指經(jīng)1、2區(qū)溫度為200～240℃，3區(qū)的溫度為60～100℃冷卻后使薄膜溫度為60～80℃。

進一步方案，所述步驟(9)中催化劑為鉑金。

本發(fā)明制備的雙向拉伸聚酯薄膜可以和鍍錫薄板在高溫下直接熱熔復(fù)合，而無需涂布膠黏劑，有效避免了化學(xué)膠水遷移問題，同時也節(jié)省了材料和人工成本，提高了生產(chǎn)效益。另外，將本發(fā)明制備的雙向拉伸聚酯薄膜和鍍錫薄板進行熱熔復(fù)合，它們之間建立起氫鍵聯(lián)結(jié)，兩者緊密結(jié)合，具有牢度大，無有機膠黏劑遷移等優(yōu)點，受到客戶廣泛歡迎，鍍錫薄膜與薄膜之間結(jié)合面示意如下所示：

由于普通包裝用雙向拉伸聚酯薄膜全部為剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，薄膜斷裂伸長率相對較小，約為90～110％，無法滿足制作兩片罐過程中的對斷裂伸長率的要求。而本發(fā)明通過在芯層添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～25wt％共聚聚丙烯切片，再加入0.5～5％的乙烯基封端聚酯作為相容劑，促進聚酯切片和共聚聚丙烯切片在擠出機中相互融合，提高雙向拉伸聚酯薄膜的斷裂伸長率在145％以上。

對上、下表層材料經(jīng)熔融后進行抽真空處理，從而除去原料中的低聚物、水份和雜質(zhì)；在熱定型區(qū)域的換風(fēng)管箱的前部加入催化劑對橫向拉伸后的片材中的低聚物催化分解為水和二氧化碳；并通過粉塵吸附裝置對熱定型后薄膜進行吸塵處理。從而徹底地除去薄膜成品中的雜質(zhì)、灰塵與低聚物等，減少其對薄膜性能的影響，從而提高薄膜的熱穩(wěn)定性和斷裂伸長率。

本發(fā)明通過在下表層加入PETG，使薄膜下表層具有可熱封性能。PETG切片是由對苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和以下二元醇中至少一種進行縮聚而成的，所述二元醇指1.4環(huán)己烷二甲醇、新戊二醇、丙烯二醇或二甘醇；使得成品薄膜熱封強度可達(dá)3.0N/15mm以上。

本發(fā)明通過增加調(diào)整橫拉冷卻段溫度和風(fēng)機頻率，提高薄膜熱定型效果，使得薄膜熱穩(wěn)定性能優(yōu)異，在溫度為150℃，時間為30分鐘條件下縱向熱收縮率在2.0％以下；在溫度200℃時間30條件下，縱橫向熱收縮率在3.0％以下。

所以本發(fā)明通過在薄膜的上表層加入PETG切片，芯層引入共聚聚丙烯切片，再進行制備方法改進，產(chǎn)出鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜具有可熱封性能的同時還具備高斷裂伸長率和優(yōu)良的高溫下熱穩(wěn)定性等特點。

本發(fā)明根據(jù)新型制罐產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對聚酯薄膜提出的新需求，通過添加共聚改性原料、工藝調(diào)整和設(shè)備改造，完成一種鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜的制備。

具體實施方式

以下所述的實施方案，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)和方法實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)和方法方案的范圍內(nèi)。

以下實施例中均以質(zhì)量百分比計。

實施例1

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯切片、聚酯切片和乙烯基封端聚酯構(gòu)成，其中共聚聚丙烯切片5％，乙烯基封端聚酯的含量為5％，余量為聚酯切片。

該薄膜按下列方法進行：

(1)將聚酯切片在140～160℃條件下經(jīng)過硫化床干燥至少20分鐘后，再在干燥塔中以140～160℃干燥2～6小時；

(2)將共聚聚丙烯切片在30～90℃條件下干燥2～2.5小時；

(3)將干燥后的聚酯切片、共聚聚丙烯切片和乙烯基封端聚酯通過混合器混合，然后進入主擠出機中加熱成熔融狀態(tài)，并經(jīng)10～20μm孔徑的碟片式過濾器過濾后使其水分含量≤50ppm作為芯層的主擠熔體；主擠溫度為255～285℃；

(4)將上表層的聚酯切片和聚酯抗粘劑，下表層的PETG切片和聚酯抗粘劑按配比分別加入兩臺輔助擠出機中經(jīng)熔融、抽真空處理后得到上、下表層熔體；

(5)將主擠熔體與上、下表層熔體分別在三層模頭中匯合，擠出混合熔體，其三層模頭的溫度為260～290℃；

(6)將混合熔體通過靜電吸附絲后，再與接地的冷輥表面緊密貼附而形成鑄片；

(7)將鑄片從冷輥上剝離形成片材經(jīng)50～110℃預(yù)熱后再進入溫度為110～150℃的縱向拉伸區(qū)域，通過雙點拉伸方式完成2.0～4.5倍拉伸，然后冷卻至25～45℃；

(8)將縱向拉伸后的片材經(jīng)100～120℃預(yù)熱后進入溫度為105～145℃橫向拉伸區(qū)域，完成3.0～4.0倍拉伸；然后經(jīng)1、2區(qū)溫度為200～240℃，3區(qū)的溫度為60～100℃冷卻后，使薄膜溫度為60～80℃。

(9)將橫向拉伸后的片材經(jīng)200～240℃熱定型成薄膜，同時在熱定型區(qū)域的換風(fēng)管箱的前部加入催化劑鉑金，將橫向拉伸后的片材中的低聚物催化分解為水和二氧化碳；

(10)將經(jīng)熱定型后的薄膜經(jīng)過牽引裝置牽引至測厚儀，并將檢測結(jié)果反饋至三層模頭，使其自動調(diào)整其擠出混合溶體的厚度；同時在牽引位置的入口處增加粉塵吸附裝置對薄膜進行吸塵處理，然后對薄膜上、下表面進行電暈處理使其表面張力為52～60mN/m，最終形成厚度均勻的鍍錫薄板復(fù)合用雙向拉伸聚酯薄膜。

進一步方案，上述靜電吸附絲的電壓為6～12kV、電流為6～16mA、運行速度為0～20mm/mim；所述靜電吸附絲距冷輥的唇口距離為55～70mm。

實施例2

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯10％，乙烯基封端聚酯的含量為0.5％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1同。

實施例3

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯切片、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯切片15％，乙烯基封端聚酯的含量為2％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1同。

實施例4

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯20％，乙烯基封端聚酯的含量為1％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1同。

實施例5

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯切片、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯切片25％，乙烯基封端聚酯的含量為3％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1同。

實施例5

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯切片、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯切片25％，乙烯基封端聚酯的含量為5％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1同。

對比例1

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為共聚聚丙烯、乙烯基封端聚酯和聚酯切片構(gòu)成，其中共聚聚丙烯25％，乙烯基封端聚酯的含量為5％，余量為聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1相比，僅將步驟(8)改為：冷卻1～3區(qū)溫度設(shè)定為80～120℃，薄膜溫度在60～80℃。

對比例2

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由PETG切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，其中聚酯抗粘劑含量為0.2％，余量為PETG切片；芯層為100％聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1相比，僅將步驟(8)改為：冷卻1～3區(qū)溫度設(shè)定為80～120℃，控制橫拉出口薄膜溫度在60～80℃。

對比例3

上表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；下表層由聚酯切片和聚酯抗粘劑構(gòu)成，按重量百分比計，聚酯抗粘劑比例為0.2％，余量為聚酯切片；芯層為100％聚酯切片。

其生產(chǎn)方法與實施例1相比，僅將步驟(8)改為：冷卻1～3區(qū)溫度設(shè)定為80～120℃，控制橫拉出口薄膜溫度在60～80℃。

將上述實施例1～4和對比例1～3所制備的薄膜分別檢測其斷裂伸長率、熱封強度和熱收縮率。按照《塑料拉伸性能的測定》第3部分薄膜和薄片的試驗條件，檢測薄膜縱橫向斷裂伸長率；按照GB/T 16958-2008《包裝用雙向拉伸聚酯薄膜》中的6.5.2熱收縮率檢測方法，分別檢測150℃和200℃30min薄膜縱橫向熱收縮率；按照GB/T 10003-2008《普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜》中5.8熱封強度檢測方法，檢測薄膜熱封強度。

具體結(jié)果如下表1所示。

表1實施例1～5和對比例1～3數(shù)據(jù)比對

由表1得出如下結(jié)論：

1)由實施例1～5和對比例1～3可見，隨著薄膜芯層共聚聚丙烯添加量的增加，薄膜斷裂伸長率逐漸增加；

2)由實施例1～5和對比例1～3可見，隨橫向拉伸冷卻段溫度的調(diào)整，薄膜熱收縮率發(fā)生變化，通過調(diào)整冷卻段溫度，可使薄膜熱收縮率控制要求以內(nèi)；

3)由實施例1～5和對比例1～3可見，在下表層添加PETG切片，使薄膜具有可熱封性能，且熱封強度在3.0N/15mm以上。

本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。