一种自粘性PVDC涂布乳液、其制备方法及镀氧化硅膜与流程

一种自粘性pvdc涂布乳液、其制备方法及镀氧化硅膜
技术领域
1.本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种自粘性pvdc涂布乳液、其制备方法及镀氧化硅膜。


背景技术：

2.镀氧化硅薄膜是近年来国内外研制生产的高阻透性的塑料薄膜，有如下优异的优点：具有优异的阻透性，对氧和水蒸气的阻透性非常好；耐温性好，使用温度范围宽，而且可透过电磁波；优秀的耐药品性，可用于耐酸碱的包装；良好的透明性；无环境污染，废弃后可回收，焚烧残渣极少。
3.镀氧化硅薄膜对于氧及水蒸气的透过率非常小，是目前公认的平衡阻透性优良的透明高阻透性薄膜。镀氧化硅薄膜是以塑料薄膜为基材，在其上用真空镀膜的方法，镀上一层厚度为几十纳米的硅氧化物膜。该层硅氧化物为非晶体的sio2。这层硅氧化物很薄，透明性很好，与塑料薄膜粘合极牢，故镀硅塑料膜的耐蒸煮性和抗弯折性都好。硅氧化物膜很薄，微波可几乎不被吸收地透过。膜十分致密，阻氧、阻湿性能都十分好，使得镀氧化硅薄膜都优于镀铝塑料膜。而这层硅氧化物硅塑料膜的阻隔性能又优于所有的塑料复合膜。镀硅塑料膜的保香性也很好。
4.镀氧化硅薄膜虽然是良好的高阻隔性薄膜，但是其起阻隔性的硅氧化物很薄，且裸露于表面，在印刷过程中非常容易造成损伤，导致其高阻隔性无法发挥出来。所以需要涂覆一层保护涂层来对镀氧化硅层进行保护。现有的涂层对镀氧化硅层的粘附力不强；且涂层厚度大，导致薄膜雾度大，并且成本高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自粘性pvdc涂布乳液、其制备方法及镀氧化硅膜，本发明中的自粘性pvdc涂布乳液在镀氧化硅薄膜表面涂布后，粘附力强，能够有效保护镀氧化硅薄膜，且具有良好的印刷性能，薄膜雾度小。
6.本发明提供一种自粘性pvdc涂布乳液，包括以下质量分数的组分：
7.72.0％～90.0％改性pvdc共聚乳液；
8.2.0％～4.0％滑爽剂；
9.0.5％～3.0％防粘剂；
10.5.0％～20.0％软水；
11.1.0％～2.0％琥珀酸单甘油酯；
12.所述改性pvdc共聚乳液的固含量为42.0％～56.0％，是由以下质量分数的原料配制而成：
13.35.0％～45.0％偏二氯乙烯；
14.2.0％～5.0％丙烯酸乙酯；
15.1.0％～2.0％丙烯酸丁酯；
16.0.5％～2.0％丙烯酰胺；
17.1.0％～2.0％甲基丙烯酸羟丙酯；
18.0.1％～0.2％引发剂；
19.0.8％～1.8％乳化剂；
20.0.2％～0.6％消泡剂；
21.0.5％～1.0％ph调节剂；
22.40.4％～58.9％软水。
23.优选的，所述爽滑剂为棕榈蜡乳液；所述防粘剂为二氧化硅或玻璃微珠。
24.优选的，所述引发剂为叔丁基过氧化氢；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠和苯乙烯磺酸钠以质量比1:1的混合物；所述消泡剂为硅油；所述ph调节剂为氨水。
25.优选的，所述自粘性pvdc涂布乳液的固含量为44～55.5％。
26.本发明提供如上文所述的自粘性pvdc涂布乳液的制备方法，包括以下步骤：
27.a)将乳化剂与软水混合，得到乳化剂水溶液，然后向乳化剂水溶液中加入一半用量的偏二氯乙烯，全部用量的丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，搅拌得到混合溶液；
28.b)对所述混合溶液通氮气保护升温至73～77℃，加入一半用量的引发剂，保温后得到种子溶液；
29.c)在所述种子溶液中加入剩余的偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯和引发剂，保温进行反应；
30.d)反应结束后，降温至45℃以下，加入消泡剂，ph调节剂将ph调节至7～8，得到改性pvdc共聚乳液；
31.e)在搅拌条件下，向所述自粘性pvdc共聚乳液中加入爽滑剂、防粘剂、软水和琥珀酸单甘油酯，得到自粘性pvdc乳液。
32.优选的，所述所述步骤a)中搅拌的转速为60～80转/min；所述搅拌的时间为0.5～1.5小时。
33.优选的，所述步骤b)的保温的时间为0.5～1.5小时；
34.所述步骤c)中保温的时间为0.5～1.5小时。
35.本发明提供一种镀氧化硅膜，包括依次接触的基材、镀氧化硅薄膜和保护层；
36.所述保护层为权利要求1中的自粘性pvdc涂布乳液在镀氧化硅薄膜表面涂布后依次经干燥、固化后得到的pvdc涂层。
37.优选的，所述保护层的厚度为1～2μm，镀氧化硅膜的总厚度为11～82μm。
38.优选的，所述固化的温度为35～40℃；所述固化的时间为24～36小时。
39.本发明提供一种自粘性pvdc涂布乳液，包括以下质量分数的组分：72.0％～90.0％改性pvdc共聚乳液；2.0％～4.0％滑爽剂；0.5％～3.0％防粘剂；5.0％～20.0％软水；1.0％～2.0％琥珀酸单甘油酯；所述改性pvdc共聚乳液的固含量为42.0％～56.0％，是由以下质量分数的原料配制而成：35.0％～45.0％偏二氯乙烯；2.0％～5.0％丙烯酸乙酯；1.0％～2.0％丙烯酸丁酯；0.5％～2.0％丙烯酰胺；1.0％～2.0％甲基丙烯酸羟丙酯；0.1％～0.2％引发剂；0.8％～1.8％乳化剂；0.2％～0.6％消泡剂；0.5％～1.0％ph调节剂；40.4％～58.9％软水。本发明的自粘性pvdc涂布乳液配方中添加了非结晶性的丙烯酸类原料，其能与基材更好的粘附，提高了剥离强度，而其非结晶性能够减少涂层的结晶度，
降低雾度值。而且，改进后的自粘性pvdc涂布乳液配方降低了乳液的涂布量，减少保护层成本，同时具有更好的性能。
具体实施方式
40.本发明提供了一种自粘性pvdc涂布乳液，包括以下质量分数的组分：
41.72.0％～90.0％改性pvdc共聚乳液；
42.2.0％～4.0％滑爽剂；
43.0.5％～3.0％防粘剂；
44.5.0％～20.0％软水；
45.1.0％～2.0％琥珀酸单甘油酯；
46.所述改性pvdc共聚乳液的固含量为42.0％～56.0％，是由以下质量分数的原料配制而成：
47.35.0％～45.0％偏二氯乙烯；
48.2.0％～5.0％丙烯酸乙酯；
49.1.0％～2.0％丙烯酸丁酯；
50.0.5％～2.0％丙烯酰胺；
51.1.0％～2.0％甲基丙烯酸羟丙酯；
52.0.1％～0.2％引发剂；
53.0.8％～1.8％乳化剂；
54.0.2％～0.6％消泡剂；
55.0.5％～1.0％ph调节剂；
56.40.4％～58.9％软水。
57.在本发明中，所述自粘性pvdc涂布乳液的固含量优选为44～55.5％。
58.所述自粘性pvdc涂布乳液中，改性pvdc共聚乳液的质量分数优选为72～90％，更优选为75～85％，如72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述改性pvdc共聚乳液的固含量优选为42.0％～56.0％，更优选为45～50％。
59.所述改性pvdc共聚乳液中，所述偏二氯乙烯的质量分数优选为35～45％，如35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
60.所述丙烯酸乙酯的质量分数优选为2～5％，如2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
61.所述丙烯酸丁酯的质量分数优选为1～2％，如1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
62.所述丙烯酰胺的质量分数优选为0.5～2％，更优选为1～1.5％，如0.5％、1.0％、1.5％、2.0％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
63.所述甲基丙烯酸羟丙酯的质量分数优选为1～2％，如1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
64.在本发明中，所述非结晶性丙烯酸指的是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、甲
基丙烯酸羟丙酯。
65.在本发明中，所述引发剂优选为叔丁基过氧化氢，所述引发剂的质量分数优选为0.1～0.2％；所述乳化剂优选为十二烷基硫酸钠和苯乙烯磺酸钠以质量比1:1的混合物，所述乳化剂的质量分数优选为0.8～1.8％，更优选为1～1.2％；所述消泡剂优选为硅油，所述消泡剂的质量分数优选为0.2～0.6％，如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述ph调节剂优选为氨水，更优选为质量浓度为28％的氨水，所述ph调节剂的质量分数优选为0.5～1.0％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述软水的质量分数优选为40.4～58.9％，所述软水的质量分数与改性pvdc共聚乳液中其余物料的质量分数之和为100％。
66.在本发明的自粘性pvdc涂布乳液中，所述爽滑剂优选为棕榈蜡乳液；所述爽滑剂的质量分数优选为2～4％，更优选为2.5～3.5％，如2％、2.5％、3％、3.5％、4％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
67.所述防粘剂优选为二氧化硅或玻璃微珠；所述防粘剂的质量分数优选为0.5～3％，更优选为1～2.5％，如0.5％、1.0％、1.5％、2％、2.5％、3％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；
68.所述软水的质量分数优选为5～20％，更优选为10～15％，所述软水的质量与自粘性pvdc涂布乳液中其余物料的质量分数之和为100％。
69.本发明还提供了一种自粘性pvdc涂布乳液的制备方法，包括以下步骤：
70.a)将乳化剂与软水混合，得到乳化剂水溶液，然后向乳化剂水溶液中加入一半用量的偏二氯乙烯，全部用量的丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，搅拌得到混合溶液；
71.b)对所述混合溶液通氮气保护升温至73～77℃，加入一半用量的引发剂，保温后得到种子溶液；
72.c)在所述种子溶液中加入剩余的偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯和引发剂，保温进行反应；
73.d)反应结束后，降温至45℃以下，加入消泡剂，ph调节剂将ph调节至7～8，得到自粘性pvdc共聚乳液；
74.本发明利用核壳乳液的合成方法合成本发明中的自粘性pvdc涂布乳液，相比于常规的合成方法，本发明中的方法可使用更少的软单体来达到更高的粘附强度。
75.在本发明的制备方法中所使用的各原料的种类和用量与上文所述的原料的种类和用量一致，在此不再赘述。
76.本发明首先将乳化剂加入软水中，常温下搅拌0.5～1小时，得到乳化剂水溶液。
77.然后向所述乳化剂水溶液中依次加入一半的偏二氯乙烯单体、全部的丙烯酸乙酯单体和丙烯酸丁酯单体，混合搅拌0.5～1.5小时，搅拌速度控制在60～80转/min，优选为65～70转/min。
78.搅拌完成后，通氮气保护将混合溶液升温至73～77℃，优选为74～75℃；同时加入一半即50％用量的引发剂，保温0.5～1.5小时，优选为1小时，得到种子乳液。
79.然后在所述种子乳液中加入剩余的偏二氯乙烯单体、丙烯酰胺单体、甲基丙烯酸羟丙酯单体、引发剂，保温反应，所述保温反应的时间优选为0.5～1.5小时，更优选为1小时。
80.保温反应结束之后，将体系降温至45℃以下，加入消泡剂和ph调节剂将ph调节至7～8，冷却至室温，得到改性pvdc共聚乳液。
81.然后取上述制的的自粘性pvdc共聚乳液，搅拌，搅拌速度120～150转/分钟。加入滑爽剂、防粘剂、软水、琥珀酸单甘油酯，搅拌0.5h，使用200目过滤网过滤出料，即得到自粘性pvdc乳液。
82.本发明还提供了一种镀氧化硅膜，包括依次接触的基材、镀氧化硅薄膜和保护层；
83.所述保护层为权利要求1中的自粘性pvdc涂布乳液在镀氧化硅薄膜表面涂布后依次经干燥、固化后得到的pvdc涂层。
84.具体的，本发明将镀氧化硅的基材放卷，采用逆转辊吻式涂布方式在基材的镀氧化硅面上，在其膜面上均匀的涂布上一层自粘性pvdc涂布乳液，涂布量为1.0～2.0g/m2，经烘箱烘干形成pvdc保护涂层。收卷后将成品膜放置在38℃的固化室中固化24h。即可得到自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅膜。
85.在本发明中，所述基材优选为bopp薄膜、bopet薄膜、bopa薄膜或pvc薄膜；所述镀有氧化硅薄膜的基材厚度优选为10～80μm，氧气透过率≤0.5ml/m2·
24hr
·
atm。
86.所述pvdc涂层的厚度优选为1～2μm，所述镀氧化硅膜的总厚度优选为11～82μm。
87.本发明提供一种自粘性pvdc涂布乳液，包括以下质量分数的组分：72.0％～90.0％改性pvdc共聚乳液；2.0％～4.0％滑爽剂；0.5％～3.0％防粘剂；5.0％～20.0％软水；1.0％～2.0％琥珀酸单甘油酯；所述改性pvdc共聚乳液的固含量为42.0％～56.0％，是由以下质量分数的原料配制而成：35.0％～45.0％偏二氯乙烯；2.0％～5.0％丙烯酸乙酯；1.0％～2.0％丙烯酸丁酯；0.5％～2.0％丙烯酰胺；1.0％～2.0％甲基丙烯酸羟丙酯；0.1％～0.2％引发剂；0.8％～1.8％乳化剂；0.2％～0.6％消泡剂；0.5％～1.0％ph调节剂；40.4％～58.9％软水。本发明的自粘性pvdc涂布乳液配方中添加了非结晶性的丙烯酸类原料，其能与基材更好的粘附，提高了剥离强度，而其非结晶性能够减少涂层的结晶度，降低雾度值。而且，改进后的自粘性pvdc涂布乳液配方降低了乳液的涂布量，减少保护层成本，同时具有更好的性能。
88.为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种自粘性pvdc涂布乳液、其制备方法及镀氧化硅膜进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
89.实施例1
90.表1改性pvdc共聚乳液配方：
[0091] 质量百分比wt％偏二氯乙烯40丙烯酸乙酯4丙烯酸丁酯1.5丙烯酰胺1.5甲基丙烯酸羟丙酯1.5叔丁基过氧化氢0.1十二烷基硫酸钠0.8苯乙烯磺酸钠0.8硅油0.3
氨水0.6软水48.9
[0092]
表2自粘性pvdc乳液配方：
[0093] 质量百分比wt％改性pvdc共聚乳液85滑爽剂3.0防粘剂0.2琥珀酸单甘油酯1.0软水10.8
[0094]
将0.8份十二烷基硫酸钠和0.8份苯乙烯磺酸钠加入到48.9份的软水中，常温搅拌0.5h后得到乳化剂水溶液，然后向乳化剂水溶液中依次加入20份偏二氯乙烯单体、4份丙烯酸乙酯单体和1.5份丙烯酸丁酯单体，混合搅拌1h，搅拌速度70转/分钟。
[0095]
混合搅拌完成后，通氮气保护升温到76℃，同时加入0.05份的叔丁基过氧化氢引发剂，保温搅拌1h。制得种子乳液。
[0096]
加入剩余的20份偏二氯乙烯单体、1.5份丙烯酰胺单体、1.5份甲基丙烯酸羟丙酯单体和0.05份叔丁基过氧化氢引发剂，保温75℃，搅拌反应1h。
[0097]
保温结束后，降温到45℃一下，加入0.3份的硅油消泡剂，加入0.6份的氨水调节ph值到7
‑
8。冷却至常温，得到自粘性pvdc共聚乳液。
[0098]
取85份上述制得的自粘性pvdc共聚乳液，搅拌，搅拌速度120转/分钟。加入3份麦可门ml180蜡乳液、0.2份二氧化硅、1份琥珀酸单甘油酯、10.8份软水。搅拌0.5h，使用200目过滤网过滤出料，即可制得自粘性pvdc乳液。
[0099]
然后对厚度20μm、宽度1m镀氧化硅bopp薄膜进行放卷，放卷速度180m/min，放卷张力140n，采用逆转辊吻式涂布方式，在放卷的基材薄膜的镀氧化硅层上均匀涂布一层上述制得的自粘性pvdc胶乳，涂布量为1.2g/m2，然后进行烘干，烘干温度为115℃，烘干时间5
‑
7s，最后收卷后放置在38℃的固化室中固化24小时，即可制得自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜。
[0100]
实施例2
[0101]
表3改性pvdc共聚乳液配方：
[0102] 质量百分比wt％偏二氯乙烯43丙烯酸乙酯4.5丙烯酸丁酯1.2丙烯酰胺1.5甲基丙烯酸羟丙酯1.1叔丁基过氧化氢0.15十二烷基硫酸钠0.5苯乙烯磺酸钠0.5硅油0.4氨水0.8
软水46.35
[0103]
表4自粘性pvdc乳液配方：
[0104][0105][0106]
将0.5份十二烷基硫酸钠和0.5份苯乙烯磺酸钠加入到46.35份的软水中，常温搅拌0.6h后得到乳化剂水溶液，然后向乳化剂水溶液中依次加入22份偏二氯乙烯单体、4.5份丙烯酸乙酯单体和1.2份丙烯酸丁酯单体，混合搅拌1.5h，搅拌速度70转/分钟。
[0107]
混合搅拌完成后，通氮气保护升温到76℃，同时加入0.08份的叔丁基过氧化氢引发剂，保温搅拌1h。制得种子乳液。
[0108]
加入剩余的21份偏二氯乙烯单体、1.5份丙烯酰胺单体、1.1份甲基丙烯酸羟丙酯单体和0.07份叔丁基过氧化氢引发剂，保温75℃，搅拌反应1h。
[0109]
保温结束后，降温到45℃一下，加入0.4份的硅油消泡剂，加入0.8份的氨水调节ph值到7
‑
8。冷却至常温，得到自粘性pvdc共聚乳液。
[0110]
取77份上述制得的自粘性pvdc共聚乳液，搅拌，搅拌速度120转/分钟。加入2.5份麦可门ml180蜡乳液、1份二氧化硅、1.3份琥珀酸单甘油酯、18.2份软水。搅拌0.5h，使用200目过滤网过滤出料，即可制得自粘性pvdc乳液。
[0111]
然后对厚度20μm、宽度1m镀氧化硅bopp薄膜进行放卷，放卷速度180m/min，放卷张力140n，采用逆转辊吻式涂布方式，在放卷的基材薄膜的镀氧化硅层上均匀涂布一层上述制得的自粘性pvdc胶乳，涂布量为1.5g/m2，然后进行烘干，烘干温度为115℃，烘干时间5
‑
7s，最后收卷后放置在38℃的固化室中固化24小时，即可制得自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜。
[0112]
实施例3
[0113]
表5改性pvdc共聚乳液配方：
[0114]
[0115][0116]
表6自粘性pvdc乳液配方
[0117] 质量百分比wt％改性pvdc共聚乳液85滑爽剂3.8防粘剂0.8琥珀酸单甘油酯1软水9.4
[0118]
将0.6份十二烷基硫酸钠和0.6份苯乙烯磺酸钠加入到51.1份的软水中，常温搅拌0.6h后得到乳化剂水溶液，然后向乳化剂水溶液中依次加入19份偏二氯乙烯单体、3.5份丙烯酸乙酯单体和1.8份丙烯酸丁酯单体，混合搅拌1.5h，搅拌速度70转/分钟。
[0119]
混合搅拌完成后，通氮气保护升温到76℃，同时加入0.1份的叔丁基过氧化氢引发剂，保温搅拌1h。制得种子乳液。
[0120]
加入剩余的19份偏二氯乙烯单体、1.6份丙烯酰胺单体、1.4份甲基丙烯酸羟丙酯单体和0.1份叔丁基过氧化氢引发剂，保温75℃，搅拌反应1h。
[0121]
保温结束后，降温到45℃一下，加入0.4份的硅油消泡剂，加入0.8份的氨水调节ph值到7
‑
8。冷却至常温，得到自粘性pvdc共聚乳液。
[0122]
取85份上述制得的自粘性pvdc共聚乳液，搅拌，搅拌速度120转/分钟。加入3.8份麦可门ml180蜡乳液、0.8份二氧化硅、1份琥珀酸单甘油酯、9.4份软水。搅拌0.5h，使用200目过滤网过滤出料，即可制得自粘性pvdc乳液。
[0123]
然后对厚度20μm、宽度1m镀氧化硅bopp薄膜进行放卷，放卷速度180m/min，放卷张力140n，采用逆转辊吻式涂布方式，在放卷的基材薄膜的镀氧化硅层上均匀涂布一层上述制得的自粘性pvdc胶乳，涂布量为1.2g/m2，然后进行烘干，烘干温度为115℃，烘干时间5
‑
7s，最后收卷后放置在38℃的固化室中固化24小时，即可制得自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜。
[0124]
取本发明实施例1的镀氧化硅膜和未涂布的镀氧化硅膜进行印刷后检测其氧气透过率，结果如表7所示：本发明的镀氧化硅膜进过印刷后其阻隔性未发生明显变化，说明本
发明的镀氧化硅膜良好的保留了其阻隔性的同时，改善了其用于印刷的性能。
[0125]
表7本发明中的自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅薄膜的印刷性能
[0126][0127]
比较例1
[0128]
按照实施例1中的方法制备得到自粘性pvdc乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜，不同的是，使用专利201210376375.9中的乳液代替实施例1中的自粘性pvdc乳液。
[0129]
对比较例1和实施例1中涂布后复合的剥离强度进行测试，结果如表8所示，有表8中的数据可知，本发明中的自粘性pvdc乳液对镀氧化硅层的粘附性更强。
[0130]
表8本技术实施例1和比较例1中乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜的剥离强度
[0131] 本发明的薄膜复合后涂布专利201210376375.9的乳液后复合后剥离强度(n/15mm)2.70.8
[0132]
表9实施例1～3中乳液涂布的镀氧化硅bopp薄膜的雾度
[0133] 实施例1实施例2实施例3 雾度1.861.901.79测试标准gb/t 2410
‑
2008
[0134]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。