本發(fā)明屬于包裝用涂布薄膜制備，具體涉及一種耐溶劑侵蝕高熱封強(qiáng)度包裝用涂布薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中包裝用涂布薄膜是在雙向拉伸聚酯薄膜（bopet）的表層進(jìn)行化學(xué)處理或電暈處理后，先涂布一層聚氨酯膠水，再涂布一層聚偏二氯乙烯（pvdc），在預(yù)設(shè)時(shí)間和溫度下熟化后制成的一種pet涂布薄膜。這種薄膜具有一定的阻氧、阻濕性能，能夠延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，適用于食品包裝。

2、而目前的雙向拉伸聚酯薄膜很少直接應(yīng)用于含有侵蝕性溶劑或芳香劑類物品的包裝，另外這種薄膜可分為單面涂和雙面涂?jī)煞N，單面涂是只在雙向拉伸聚酯薄膜（bopet）的其中任意一個(gè)表面涂布，雙面涂是在雙向拉伸聚酯薄膜（bopet）的兩個(gè)表面都進(jìn)行涂布。目前的雙向拉伸聚酯薄膜在實(shí)際使用過(guò)程中還存在如下缺陷：

3、1、現(xiàn)有的涂布薄膜的聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層會(huì)被具有侵蝕性溶劑或芳香劑逐漸溶脹并使涂層產(chǎn)生龜裂，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致涂層脫落。主要原因是雙面涂pet涂層結(jié)晶度低，表面蓬松、不夠致密，存在大量微細(xì)的裂紋。溶劑或芳香劑很容易滲透至涂層內(nèi)部，對(duì)涂層溶脹，從而使涂層龜裂、甚至脫落。

4、2、現(xiàn)有的涂布薄膜的聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層在一定的溫度下搭封，同等條件下其熱封強(qiáng)度低，一般在2.0n/25mm以下，不適用于直接制袋包裝。

5、3、現(xiàn)有涂布薄膜的聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層附著力差，同等條件下其剝離強(qiáng)度低，一般在1.5n/15mm以下，涂層容易剝離，即涂層面與pet面之間分離、脫層。

6、4、現(xiàn)有的涂布薄膜在制備過(guò)程中，薄膜表面會(huì)產(chǎn)生粘連現(xiàn)象，粘連會(huì)對(duì)聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層表面造成破壞，即涂層表面變得粗糙，俗稱“拉毛”。因此，聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層更容易受到溶劑或芳香劑的侵蝕破壞。

7、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有常規(guī)的解決方案具體如下：

8、1.針對(duì)薄膜表面會(huì)被溶劑或芳香劑的侵蝕破壞，目前采用的方法是延長(zhǎng)涂布薄膜的熟化時(shí)間和提高熟化溫度，使聚偏二氯乙烯（pvdc）涂層的結(jié)晶度增加，涂層細(xì)密，但該方式在一定的時(shí)間和溫度下，薄膜涂層仍會(huì)被溶劑或芳香劑溶脹破壞。

9、2.涂布薄膜的熱封性能由聚偏二氯乙烯（pvdc）材料本身的性質(zhì)所決定，目前采用增加涂層厚度的方法來(lái)提高薄膜的熱封強(qiáng)度，其熱封強(qiáng)度在2.0n/25mm以下，薄膜封口易脫開(kāi)，不能滿足袋裝要求。

10、3.針對(duì)涂布薄膜的涂層易剝離、脫層，目前通常采用的方法是對(duì)薄膜表面進(jìn)行化學(xué)處理或電暈處理，使pet膜表面極性、粗糙度增加，以增強(qiáng)pet與聚氨酯膠水之間的粘結(jié)強(qiáng)度，但其剝離強(qiáng)度在1.5n/15mm以下，涂層與其他材料復(fù)合后，在外力作用下，復(fù)合膜易在涂層界面處脫開(kāi)，不能滿足復(fù)合要求。

11、4.涂布薄膜在制備過(guò)程中產(chǎn)生的粘連，目前采用添加一定量的有機(jī)抗粘連劑和無(wú)機(jī)抗粘連劑。但有機(jī)抗粘連劑會(huì)使涂層的熱封性能、阻氧、阻濕性能下降。同時(shí)有機(jī)抗粘連劑有析出物，析出物粘在生產(chǎn)設(shè)備的導(dǎo)輥或壓輥上，對(duì)后續(xù)加工造成嚴(yán)重的影響；無(wú)機(jī)抗粘連劑粒徑大，一般其粒徑在2-10微米，比表面積大，易結(jié)塊，不易分散，會(huì)造成薄膜阻隔性能和光學(xué)性能下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種耐溶劑侵蝕高熱封強(qiáng)度包裝用涂布薄膜的制備方法，以解決現(xiàn)有含有侵蝕性溶劑或芳香劑類物品包裝用涂布薄膜生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種耐溶劑侵蝕高熱封強(qiáng)度包裝用涂布薄膜的制備方法，包括以下步驟：

4、s1.制備改性聚偏二氯乙烯乳液，所述改性聚偏二氯乙烯乳液包括中聚合度固含量在40%-50%的共聚偏二氯乙烯乳液80-89重量份、蒸餾水10重量份、促進(jìn)劑1-10重量份的原料混合配制而成。

5、s2.制備無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液，所述無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液包括無(wú)機(jī)納米二氧化硅1-10重量份、蒸餾水87-98.9重量份、乳化劑0.1-3重量份的原料經(jīng)過(guò)高速球磨攪拌分散混合而成，無(wú)機(jī)納米二氧化硅的粒徑為7-40納米，因其極為細(xì)小，容易抱團(tuán)結(jié)塊，與水混合時(shí)須采用高速球磨。

6、s3.制備涂布液，所述涂布液包括s1所得改性聚偏二氯乙烯乳液90-99.5重量份、s2所得無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液0.5-10重量份，經(jīng)過(guò)高速分散混合而成。

7、s4.制備聚氨酯膠水，所述聚氨酯膠水包括聚氨酯主劑10-40重量份、聚氨酯固化劑2-8重量份、乙酸乙酯40-100重量份的原料經(jīng)低速分散混合而成。

8、s5.通過(guò)涂布機(jī)將s3所得涂布液涂布在經(jīng)過(guò)等離子發(fā)生器處理、預(yù)涂s4所得聚氨酯膠水后的雙向拉伸聚酯薄膜表面，經(jīng)過(guò)紅外線除水和熱風(fēng)烘干制備得到涂布薄膜。

9、通過(guò)上述制備方法所得涂布薄膜涂層結(jié)晶度高，結(jié)晶致密，涂層不會(huì)被各類溶劑或芳香劑所溶脹破壞，且涂層熱封強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度優(yōu)異，既適用于直接制袋包裝，又能滿足含有侵蝕性溶劑或芳香劑類物品的包裝。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述雙向拉伸聚酯薄膜分為單面涂布和雙面涂布，單面涂布是在雙向拉伸聚酯薄膜的其中任意一表面涂布s3所得涂布液，雙面涂布是在雙向拉伸聚酯薄膜的正反兩面均涂布s3所得涂布液。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s1制備改性聚偏二氯乙烯乳液的具體方法如下：

12、s11、將80－89重量份的聚偏二氯乙烯乳液攪拌加入到含有10重量份蒸餾水的不銹鋼反應(yīng)釜中，溫度加至35℃，壓力控制在常壓，攪拌器頻率控制在50hz，加料速度為45kg/h，加料完畢后恒溫恒速穩(wěn)定30min。

13、s12、保持溫度和攪拌器頻率不變，將1-10重量份的促進(jìn)劑緩慢加入上述s11所得溶液中，加料速度為10kg/h，加料完畢后恒溫恒速穩(wěn)定24h，混合均勻后低壓抽真空，脫泡，制成改性聚偏二氯乙烯乳液，冷卻至20℃。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s2制備無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液的具體方法如下：

15、將含量為1－10重量份、粒徑在7-40納米的無(wú)機(jī)納米二氧化硅低速研磨加入到含有含量為87-98.9重量份蒸餾水的研磨機(jī)中，溫度加至40℃，壓力控制在常壓，研磨機(jī)頻率控制在20hz，加料速度為10kg/h，加料完畢后恒溫恒速穩(wěn)定30min，將含量為0.1-3重量份的乳化劑緩慢加入上述溶液中，加料速度為10kg/h，加料完畢后恒溫恒速穩(wěn)定30min，在1-5min內(nèi)將研磨機(jī)頻率升至50hz，恒溫恒速穩(wěn)定60min，使無(wú)機(jī)納米二氧化硅充分分散均勻后低壓抽真空，脫泡，制成無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液，冷卻至20℃。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s3制備涂布液的具體方法如下：

17、將含量為0.5-10重量份的無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液低速攪拌加入到含有含量為90-99.5重量份改性聚偏二氯乙烯乳液的反應(yīng)釜中，溫度加至35℃，壓力控制在常壓，將攪拌器頻率控制在30hz，加料速度為5kg/h，加料完畢后恒溫恒速穩(wěn)定10min，在1-2min內(nèi)將攪拌器頻率逐漸升至50hz，恒溫恒速穩(wěn)定30min，混合均勻后低壓抽真空，脫泡，制成涂布液，冷卻至20℃。

18、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s4制備聚氨酯膠水的具體方法如下：

19、將含量為10-40重量份的固含量為40%-60%的聚氨酯膠水主劑低速攪拌加入到含有含量為40-100重量份乙酸乙酯的反應(yīng)釜中，常溫常壓，將攪拌器頻率控制在20hz，加料速度為5kg/min，加料完畢后恒速穩(wěn)定10min，加入含量為2-8重量份的固含量為50%-80%的聚氨酯膠水固化劑，加料速度為5kg/min，加料完畢后恒速穩(wěn)定10min，混合均勻制成聚氨酯膠水。

20、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s5的具體方法如下：

21、s51.使用涂布機(jī)放卷裝置對(duì)厚度為10－50μm的雙向拉伸聚酯薄膜進(jìn)行放卷，放卷速度100～200m/min。

22、s52.通過(guò)涂布機(jī)等離子發(fā)生器對(duì)厚度為10－50μm的雙向拉伸聚酯薄膜表面進(jìn)行處理，處理功率5～70kw，利用正高壓及負(fù)高壓電離空氣產(chǎn)生大量的正離子及負(fù)離子，其中負(fù)離子的數(shù)量大于正離子約為1.5倍，正離子及負(fù)離子移除bopet表面上被吸附的原子或分子，獲得超高表面能，調(diào)節(jié)極性，創(chuàng)造能與聚氨酯膠粘劑起化學(xué)反應(yīng)的原子基或功能團(tuán)，如羥基、酮基、醚基、碳酸基、酯基等極性基團(tuán)。同時(shí)，等離子發(fā)生器增大bopet薄膜的表面張力，使聚氨酯膠水能更容易地在薄膜表面勻展開(kāi)來(lái)，形成均一的涂層，從而確保涂層與薄膜之間有足夠的粘接強(qiáng)度。

23、s53.通過(guò)涂布機(jī)涂布裝置將聚氨酯膠水涂布至厚度為10－50μm雙向拉伸聚酯薄膜表面，聚氨酯膠水涂層的涂布量為0.2－0.5g/m2。

24、s54.采用涂布機(jī)烘干裝置烘干，烘干溫度：65～95?℃，風(fēng)速：20m/s.烘干張力：100～200n。

25、s55.通過(guò)涂布機(jī)涂布裝置將所述涂布液涂布至厚度為10－50μm雙向拉伸聚酯薄膜表面，涂布液涂層的涂布量為1.5－3.5g/m2。

26、s56.采用涂布機(jī)紅外線裝置烘干涂布液中70%-80%的水份，烘干溫度為100～300℃，排風(fēng)風(fēng)速為20m/s。

27、涂布液中70%-80%是水，需進(jìn)行干燥除去。在熱風(fēng)干燥機(jī)前設(shè)有紅外線加熱裝置，紅外線具有穿透性，能使涂敷層表面和內(nèi)部同時(shí)加熱，除去涂布液中水份的70%-80%，使改性聚偏二氯乙烯迅速干燥固定，有利于提高改性聚偏二氯乙烯結(jié)晶度。為了除去改性聚偏二氯乙烯中的水份，用遠(yuǎn)紅外中波2.0—3.0微米。紅外線加熱裝置上的排風(fēng)開(kāi)啟，將水份排走，使裝置周圍的水蒸氣不能達(dá)到飽和蒸汽壓。

28、s57.采用涂布機(jī)熱風(fēng)烘干裝置烘干涂布液中剩余20%-30%的水份，烘干溫度為85～125?℃，風(fēng)速為20m/s，烘干張力為100～200n。

29、s58.采用涂布機(jī)冷卻裝置對(duì)薄膜進(jìn)行冷卻，冷卻溫度為20～40?℃。

30、涂層是在熱的情況下第一時(shí)間與冷卻缸表面相接觸，所以要求冷卻缸表面呈鏡面狀，有任何缺陷都會(huì)反映到涂層表面上去。

31、烘箱出來(lái)的聚偏二氯乙烯涂膜膜體溫度在80～95℃，蒸發(fā)了水份，pvdc還未充分結(jié)晶，處于非晶態(tài)或無(wú)定形態(tài)。聚偏二氯乙烯涂膜是熱縮塑料并有粘性，若直接收卷容易產(chǎn)生粘連和薄膜收縮變形，因此須進(jìn)行冷卻，冷卻至20～30?℃后收卷。冷卻輥的水溫在15～20℃，急驟將涂膜溫度降低至室溫，可以迅速消除薄膜部分內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)使得聚偏二氯乙烯涂膜結(jié)晶更加細(xì)密，形成微晶，薄膜固化后不至于粘連、拉毛。

32、s59.采用涂布機(jī)收卷裝置對(duì)薄膜進(jìn)行收卷，收卷張力為80～150n。

33、s60.采用熟化工藝，溫度為45-65℃，時(shí)間為12h-168h，對(duì)雙向拉伸聚酯薄膜進(jìn)行熟化。

34、s61.采用分切機(jī)對(duì)雙向拉伸聚酯薄膜進(jìn)行分切。

35、其中，聚偏二氯乙烯涂敷薄膜固化目的是使底膠進(jìn)行交聯(lián)，同時(shí)加快聚偏二氯乙烯結(jié)晶。聚偏二氯乙烯結(jié)晶度越高，聚偏二氯乙烯涂敷薄膜的阻隔性能、耐溶劑性能、抗粘連性能越高。

36、聚偏二氯乙烯在30℃溫度下達(dá)到70%的結(jié)晶度，需7～10天，完全結(jié)晶則需15天左右，提高溫度，可加快pvdc結(jié)晶。

37、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，雙向拉伸聚酯薄膜為雙面涂布時(shí)在s59基礎(chǔ)上繼續(xù)操作步驟為：

38、s591.使用涂布機(jī)放卷裝置對(duì)單面涂布的雙向拉伸聚酯薄膜進(jìn)行換面放卷，放卷速度200m/min；

39、s592.通過(guò)涂布機(jī)等離子發(fā)生器對(duì)雙向拉伸聚酯薄膜未涂布表面進(jìn)行處理，處理功率10kw；

40、s593.通過(guò)涂布機(jī)涂布裝置將聚氨酯膠水涂布至經(jīng)s52處理的薄膜表面,?聚氨酯膠水涂層的涂布量為0.3g/m2；

41、s594.采用涂布機(jī)烘干裝置烘干，烘干溫度：65～95?℃，風(fēng)速：20m/s.烘干張力：100～200n；

42、s595.通過(guò)涂布機(jī)涂布裝置將涂布液涂布至經(jīng)s594處理的薄膜表面,?涂布液涂層的涂布量為3.0g/m2；

43、s596.采用涂布機(jī)紅外線裝置烘干涂布液中70%的水份，烘干溫度：100～300?℃，排風(fēng)風(fēng)速：20m/s；

44、s597.采用涂布機(jī)熱風(fēng)烘干裝置烘干涂布液中剩余30%的水份，烘干溫度：85～125℃，風(fēng)速：20m/s，烘干張力：100～200n。

45、s598.采用涂布機(jī)冷卻裝置對(duì)薄膜進(jìn)行冷卻，冷卻溫度：20～40?℃；

46、s599.采用涂布機(jī)收卷裝置對(duì)薄膜進(jìn)行收卷，收卷張力：80～150n。

47、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟s57采用的涂布機(jī)熱風(fēng)烘干裝置為氣浮式烘箱，該氣浮式烘箱的溫度采用分區(qū)控制，溫度設(shè)定根據(jù)涂層厚度與涂布速度而定，涂層厚度越厚，涂布速度越快，溫度設(shè)定越高，反之亦然。溫度間隔5-20℃，瞬時(shí)膜溫100～105℃。氣浮式烘箱的儀表指示溫度設(shè)定在105～125℃，薄膜膜體溫度在80～95℃。當(dāng)涂層厚度和涂布速度變化時(shí)，溫度應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。干燥溫度越高（85～125℃），越容易得到致密連續(xù)的涂層，涂層結(jié)晶化程度越高，阻隔性能、熱封性能、耐溶劑性能越好。

48、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明一種耐溶劑侵蝕高熱封強(qiáng)度包裝用涂布薄膜的制備方法具有以下有益效果：

49、1.解決了涂布薄膜涂層被溶劑或芳香劑的侵蝕破壞的缺陷：

50、在中聚合度的共聚偏二氯乙烯乳液中加入促進(jìn)劑，對(duì)該聚偏二氯乙烯乳液進(jìn)行改性，制成改性聚偏二氯乙烯乳液。該改性聚偏二氯乙烯形成的涂層結(jié)晶度高，晶核細(xì)，涂層致密。該改性聚偏二氯乙烯乳液流平性好，涂布在薄膜上容易展平，形成的涂層均勻，粗糙度極低，不會(huì)被各種溶劑或芳香劑所侵蝕、溶脹、破壞，從而滿足含有侵蝕性溶劑或芳香劑類物品的包裝要求。

51、另外，該改性聚偏二氯乙烯形成的涂層熱封性能優(yōu)異，其熱封強(qiáng)度在4.0n/25mm以上，是目前現(xiàn)有涂布薄膜的2倍，完全滿足直接制袋包裝的要求。

52、2.解決涂布薄膜涂層剝離強(qiáng)度低的缺陷：

53、采用等離子發(fā)生器對(duì)pet薄膜表面進(jìn)行處理，移除表面上被吸附的原子或分子，獲得超高表面能，調(diào)節(jié)極性，創(chuàng)造能與聚氨酯膠粘劑起化學(xué)反應(yīng)的原子基或功能團(tuán)，如羥基、酮基、醚基、碳酸基、酯基等極性基團(tuán)，以耐溶劑聚氨酯膠粘劑及控制膠粘劑的涂布量，通過(guò)上述方法能制得剝離強(qiáng)度高的涂布薄膜，其剝離強(qiáng)度在4.0n/15mm以上，是現(xiàn)有涂布薄膜的2倍以上。

54、3.解決涂布薄膜加工過(guò)程中粘連、添加劑析出缺陷：

55、a.改性聚偏二氯乙烯乳液中加入無(wú)機(jī)納米二氧化硅溶液，混合溶液形成的涂層干燥后，一部份納米二氧化硅顆粒懸浮于涂層表面，薄膜與薄膜之間直接接觸區(qū)域大大減少，當(dāng)涂布薄膜收卷起來(lái)時(shí)，空氣在薄膜層間形成無(wú)數(shù)微小的氣墊，有效地防止薄膜層間粘連。

56、另外一部分納米二氧化硅顆粒嵌于涂層表面，使薄膜表面微觀粗化、凸起，一方面有效地防止薄膜層間粘連，另一方面納米二氧化硅粒顆粒形成的極其微小的凸起，使薄膜之間形成有效的摩擦，薄膜在收卷過(guò)程中端面整齊，納米二氧化硅顆粒嵌于涂層表面，產(chǎn)生“球軸效應(yīng)”，顯露在涂膜外面的部分使得薄膜耐刮傷、防擦傷。

57、涂層內(nèi)的納米二氧化硅顆粒粒徑在7-40納米之間，因其粒徑極小，在改性聚偏二氯乙烯結(jié)晶的過(guò)程中其作為晶核，有利于改性聚偏二氯乙烯的結(jié)晶，從而使薄膜的阻隔性能和耐溶劑性能更強(qiáng)。

58、b.聚偏二氯乙烯乳液經(jīng)過(guò)烘干后需要經(jīng)過(guò)冷卻，烘干出來(lái)的聚偏二氯乙烯涂膜膜體溫度在80～95℃，只蒸發(fā)了水份，聚偏二氯乙烯處于非晶態(tài)或無(wú)定性態(tài)，聚偏二氯乙烯涂膜是熱縮塑料并有粘性，因此必須進(jìn)行冷卻，冷卻至20～30?℃后收卷。

59、采用急冷工藝，冷卻水溫控制在15～20℃，急驟將涂膜溫度降低至室溫，可迅速消除薄膜部分內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)使pvdc結(jié)晶更加細(xì)密，形成微晶，薄膜固化后不至于粘連、拉毛。