一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及包装材料技术领域，特别涉及一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.bopp消光膜用在包装产品上能给人一种柔和、时尚典雅的高档感，是最常见的高档包装材料。但其主要原料主要是聚丙烯和聚乙烯，属于传统石油基不可降解材料，随着消光软包装需求量日益增加，不可降解的石油基薄膜材料造成的“白色污染”给原本就很脆弱的地球生态环境带来巨大负担。
3.聚乳酸(简称pla)是由单体原料乳酸可通过发酵玉米等粮食作物大规模制取。在堆肥条件下，可完全降解为二氧化碳和水，对环境无害，为解决“白色污染”问题提供了有效的解决方案。
4.但是聚乳酸也存在着韧性差，结晶能力差问题，导致应用受限；薄膜生产过程中，由于摩擦等因素，会产生大量的静电，影响其在包装领域的应用，严重时，甚至会发生火灾；关于双向拉伸聚乳酸消光薄膜的技术文献，鲜有报道。居于此，开发一种综合力学性能优异的双向拉伸聚乳酸消光薄膜具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明提供一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜，其具备高雾度、低光泽度，消光效果优异。
6.本发明实施例所采用的技术方案具体如下：
7.具体来说，本发明一实施例提供一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜，至少包括一位于表层的第一树脂层，所述第一树脂层包含以下组分：
8.65质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～30质量份聚己二酸己二醇酯以及1质量份～5质量份环氧树脂预交联颗粒。
9.在一些实施例中，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为50～100μm。
10.在一些实施例中，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜还包括至少一层第二树脂层；
11.所述第二树脂层包含以下组分：77质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～20质量份的增韧剂、0.5质量份～1质量份的扩链剂、0.5质量份～2质量份的抗静电剂。
12.在一些实施例中，所述的抗静电剂选自烷基甜菜碱、烷基磺酸盐和烷基磷酸盐中的一种或几种的组合。
13.在一些实施例中，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜还包括至少一层第三树脂层；所述第一树脂层、第二树脂层、第三树脂层从上至下依次层叠设置；
14.所述第三树脂层包含以下组分：77质量份～89质量份的聚乳酸，10质量份～20质量份的增韧剂，0.5质量份～1质量份的扩链剂，0.05质量份～1质量份的开口剂以及0.05质量份～1质量份的爽滑剂。
15.在一些实施例中，所述开口剂选自二氧化硅、交联的聚甲基丙烯酸甲酯交联颗粒中的一种或几种的组合。
16.在一些实施例中，所述爽滑剂选自芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或几种的组合。
17.在一些实施例中，所述增韧剂选自聚右旋乳酸与聚己内酯的嵌段共聚物、聚右旋乳酸与聚乙二醇的嵌段共聚物、聚右旋乳酸与聚酯多元醇的共聚物中的一种或几种的组合。
18.在一些实施例中，所述扩链剂选自环氧官能化扩链剂和/或噁唑啉型扩链剂。
19.在一些实施例中，所述第一树脂层和第三树脂层的厚度在1～5μm，所述第二树脂层的厚度在9～45μm。
20.本发明提供一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜的制备方法，包括以下步骤：
21.共混挤出获得待拉伸薄膜，所述待拉伸薄膜至少包括一位于表层的第一树脂层，所述第一树脂层包含以下组分：
22.65质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～30质量份聚己二酸己二醇酯以及1质量份～5质量份环氧树脂预交联颗粒；
23.将所述待拉伸薄膜进行双向拉伸。
24.在一些实施例中，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为50～100μm。
25.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜，具备高雾度、低光泽度，消光效果优异。
26.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
28.图1为本发明一实施例提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜的结构示意图；
29.图2为本发明另一实施例提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜的结构示意图；
30.图3为本发明又一些实施例提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜的结构示意图；
31.图4为本发明一些对比例提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜的结构示意图。
32.附图标记：
33.10：第一树脂层
34.20：第二树脂层
35.30：第三树脂层
36.40：第一表层
37.50：芯层
38.60：第二表层
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；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他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
41.以下所公开的不同实施例可能重复使用相同的参考符号和/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例和/或结构之间有特定的关系；如本文所使用，除非另有说明，室温为25℃。标准温度和压力为25℃和1个大气压。除非另有说明，一般而言，术语“约”意为包括
±
10份的方差或范围，与获得所述值相关的实验或仪器误差，并且优选地包括这些中的较大者。无论本文中各个量的存在的方式如何，它们都应解释为精确地述及至小数点后两位。因此，77质量份意指77.00质量份，同理，0.5质量份意指0.50质量份。
42.下文将更详细地解释本发明的各个组分。
43.本发明一实施例提供一种双向拉伸聚乳酸消光薄膜，至少包括一层第一树脂层，所述第一树脂层包含以下组分：
44.65质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～30质量份聚己二酸己二醇酯以及1质量份～5质量份环氧树脂预交联颗粒。
45.具体来说，聚乳酸(pla)和聚己二酸己二醇脂(pbs)在共混挤出、双拉过程中，由于聚己二酸己二醇脂(pbs)结晶速度快呈硬核，而聚乳酸(pla)结晶速度慢属于软相体系，通过拉伸作用下使得消光面粗化。
46.在一些实施例中，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为50～100μm。初始粒径为50～100μm的环氧树脂预交联颗粒，其在螺杆熔融挤出过程中，会进一步细化，粒径分布在0.1～1μm之间，协同降低薄膜表面的光泽度，同时未完全交联的环氧基团可以与聚乳酸(pla)和聚己二酸己二醇脂(pbs)中的羟基或羧基发生作用，降低聚乳酸(pla)和聚己二酸己二醇脂(pbs)熔融指数改善加工性能和提高消光效果。
47.此外，若环氧树脂预交联颗粒的粒径处于50～100μm之外，其消光效果相对会较差，从而达不到部分情况下的消光要求，但应当理解，基于该粒径选择的不同，可以将获得的薄膜根据意图使用的具体应用场景而变。
48.请参考图1，图1所示出的为本发明提供的一实施例的结构示意图，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜包括两层结构，从上至下依次为第一树脂层10、聚乳酸树脂层，其中所述聚
乳酸树脂层含有100质量份的聚乳酸，但本发明所公开的实施例并不以此为限，所述聚乳酸树脂层也可以含有其他功能组分。
49.请参考图2，图2所示出的为本发明提供的另一实施例的结构示意图，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜包括三层结构，从上至下依次为第一树脂层10、第二树脂层20、第三树脂层30；
50.其中，所述第二树脂层包含以下组分：77质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～20质量份的增韧剂、0.5质量份～1质量份的扩链剂、0.5质量份～2质量份的抗静电剂；添加增韧剂和扩链剂，提升聚乳酸薄膜的柔韧性，降低薄膜的脆性，扩展其应用领域；添加抗静电剂以及时消除薄膜的生产加工过程中产生的静电，使具备较优的抗静电性。
51.所述第三树脂层包含以下组分：77质量份～89质量份的聚乳酸，10质量份～20质量份的增韧剂，0.5质量份～1质量份的扩链剂，0.05质量份～1质量份的开口剂以及0.05质量份～1质量份的爽滑剂；添加开口剂、爽滑剂主要是起到破真空和降低表面的摩擦系数，防止薄膜粘连断裂。
52.在一些实施例中，所述的抗静电剂选自烷基甜菜碱、烷基磺酸盐和烷基磷酸盐中的一种或几种的组合。
53.在一些实施例中，所述开口剂选自二氧化硅、交联的聚甲基丙烯酸甲酯交联颗粒中的一种或几种的组合。
54.在一些实施例中，所述爽滑剂选自芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或几种的组合。
55.在一些实施例中，所述增韧剂选自聚右旋乳酸与聚己内酯的嵌段共聚物、聚右旋乳酸与聚乙二醇的嵌段共聚物、聚右旋乳酸与聚酯多元醇的共聚物中的一种或几种的组合。
56.在一些实施例中，所述扩链剂选自环氧官能化扩链剂和/或噁唑啉型扩链剂。
57.进一步地，所述第二树脂层与第三树脂层可以选用相同或不同的增韧剂；所述第二树脂层与第三树脂层也可以选用相同或不同的扩链剂。
58.在另一些实施例中，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜可以采用以第一树脂层作为表层与其他树脂层结合所形成的两层、三层、或者更多层的薄膜结构，本公开的实施例并不以此为限。
59.为此，本发明提供一实施例的双向拉伸聚乳酸消光膜的制备方法，包括以下步骤：
60.共混挤出获得待拉伸薄膜，所述待拉伸薄膜至少包括一层第一树脂层，所述第一树脂层包含以下组分：
61.65质量份～89质量份的聚乳酸、10质量份～30质量份聚己二酸己二醇酯以及1质量份～5质量份环氧树脂预交联颗粒；
62.将所述待拉伸薄膜进行双向拉伸。
63.具体来说，本发明的一实施例提供的双向拉伸聚乳酸消光膜的制备方法，包括以下步骤：
64.步骤1：将第一树脂层、第二树脂层、第三树脂层中各组分按比例分别在高混机中混合均匀，通过双螺杆挤出机分别挤出造粒，烘干水份后打包即可。挤出机温度可以为155～185℃，水槽水温可以为35～55℃，烘箱温度可以为40～60℃，粒子水份可以在400ppm以
下。
65.步骤2：将第一树脂层母粒、第二树脂层母粒、第三树脂层母粒中的各以喂料秤供给的方式，通过各自的挤出机熔融后，统一经过t型模头流出，在冷辊上冷却，形成未拉伸片材，其中冷辊的温度可以为15～35℃，未拉伸片材的厚度可以为120～400μm。
66.第三步：将未拉伸片材在加热状态下利用线性电机轨道进行同步拉伸，其中拉伸温度可以为70～110℃，拉伸倍率可以为3.0*3.0～4.0*4.0。
67.第四步：将拉伸后的薄膜进行热定型，其中定型温度可以为110～140℃，定型时间可以为40～120s，最后得到所述的双向拉伸聚乳酸消光薄膜，薄膜厚度可以为10～60μm。
68.为了对本发明更好地理解，下面结合具体的实施例以及对比例对本发明进行详细说明，而不以任何方式限制本发明。
69.实施例1
70.请参考图1，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为两层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、聚乳酸树脂层；
71.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：77.5份的聚乳酸(pla)，20份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，2.5份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
72.所述聚乳酸树脂层按照质量份包括以下组分：100份的聚乳酸(pla)。
73.实施例2
74.请参考图2，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、聚乳酸树脂层、聚乳酸表层；
75.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：77.5份的聚乳酸(pla)，20份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，2.5份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
76.所述聚乳酸树脂层按照质量份包括以下组分：100份的聚乳酸(pla)；
77.所述聚乳酸表层按照质量份包括以下组分：99.9份的聚乳酸(pla)，0.05份的二氧化硅，0.05份的油酸酰胺。
78.实施例3
79.请参考图3，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、第二树脂层20、第三树脂层30；
80.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：77.5份的聚乳酸(pla)，20份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，2.5份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
81.所述第二树脂层20按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pcl，0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，1份的烷基甜菜碱；
82.所述第三树脂层30按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pcl，0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，0.5份的二氧化硅，0.5份的芥酸酰胺。
83.实施例4
84.请参考图3，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、第二树脂层20、第三树脂层30；
85.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：65份的聚乳酸(pla)，30份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，5份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为100μm；
86.所述第二树脂层20按照质量份包括以下组分：77份的聚乳酸(pla)，20份的pla-b-pcl，1份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，2份的烷基甜菜碱；
87.所述第三树脂层30按照质量份包括以下组分：77份的聚乳酸(pla)，20份的pla-b-pcl，1份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，1份的二氧化硅，1份的芥酸酰胺。
88.实施例5
89.请参考图3，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、第二树脂层20、第三树脂层30；
90.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：89份的聚乳酸(pla)，10份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，1份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为50μm；
91.所述第二树脂层20按照质量份包括以下组分：89份的聚乳酸(pla)，10份的pla-b-pcl，0.5份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，0.5份的烷基甜菜碱；
92.所述第三树脂层30按照质量份包括以下组分：89.4份的聚乳酸(pla)，10份的pla-b-pcl，0.5份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，0.05份的二氧化硅，0.05份的芥酸酰胺。
93.实施例6
94.请参考图3，所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一树脂层10、第二树脂层20、第三树脂层30；
95.所述第一树脂层10按照质量份包括以下组分：77.5份的聚乳酸(pla)，20份的聚己二酸己二醇脂(pbs)，2.5份的环氧树脂预交联颗粒，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
96.所述第二树脂层20按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pga，0.8份的1,4-苯基-双(2-恶唑啉)，1份的烷基磷酸盐；
97.所述第三树脂层30按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pga，0.8份的1,4-苯基-双(2-恶唑啉)，0.5份的亚克力，0.5份的聚乙烯蜡。
98.对比例1
99.请参考图4，其制备方法与实施例3基本一致，不同之处在于：
100.所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一表层40、芯层50、第二表层60；
101.所述第一表层40按照质量份包括以下组分：99.9份的聚乳酸(pla)，0.05份的二氧化硅，0.05份的油酸酰胺；
102.所述芯层50按照质量份包括以下组分：100份的聚乳酸(pla)；
103.所述第二表层60按照质量份包括以下组分：99.9份的聚乳酸(pla)，0.05份的二氧化硅，0.05份的油酸酰胺。
104.对比例2
105.请参考图4，其制备方法与实施例3基本一致，不同之处在于：
106.所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一表层40、芯层50、第二表层60；
107.所述第一表层40按照质量份包括以下组分：80份的聚乳酸(pla)，20份的聚己二酸
己二醇脂(pbs)；
108.所述芯层50按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pcl，0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，1份的烷基甜菜碱；
109.所述第二表层60按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)，15份的pla-b-pcl，0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)，0.5份的二氧化硅，0.5份的芥酸酰胺。
110.对比例3
111.请参考图4，其制备方法与实施例3基本一致，不同之处在于：
112.所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一表层40、芯层50、第二表层60；
113.所述第一表层40按照质量份包括以下组分：97.5份的聚乳酸(pla)、环氧树脂预交联颗粒2.5份，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
114.所述芯层50按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)、15份的pla-b-pcl、0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)、1份的烷基甜菜碱；
115.所述第二表层60按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)、15份的pla-b-pcl、0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)、0.5份的二氧化硅、0.5份的芥酸酰胺。
116.对比例4
117.请参考图4，其制备方法与实施例3基本一致，不同之处在于：
118.所述双向拉伸聚乳酸消光薄膜为三层结构，其由自外向内依次为第一表层40、芯层50、第二表层60；
119.所述第一表层40按照质量份包括以下组分：97.5份的聚己二酸己二醇脂(pbs)、环氧树脂预交联颗粒2.5份，所述环氧树脂预交联颗粒的粒径为80μm；
120.所述芯层50按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)、15份的pla-b-pcl、0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)、1份的烷基甜菜碱；
121.所述第二表层60按照质量份包括以下组分：83.2份的聚乳酸(pla)、15份的pla-b-pcl、0.8份的1,3-苯基-双(2-恶唑啉)、0.5份的二氧化硅、0.5份的芥酸酰胺。
122.需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
123.此外，若无特殊说明，所采用的原料也可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
124.对各实施例及对比例进行各项性能测试，测试标准如下：
125.平均厚度：按照gb/t20220-2006《塑料薄膜和薄片样品平均厚度、卷平均厚度及单位质量面测试标准》进行测试；
126.摩擦系数：按照gb/t10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》进行测试；
127.雾度和透光率：按照gb/t2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定标准》进行测试；
128.光泽度：按照gb/t8807-1988《塑料镜面光泽测试方法》进行测试；
129.表面电阻:按照gb/t1410－2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率测试方法》进行测试；
130.拉伸强度和断裂伸长率：按照gb/t13022-1991《塑料薄膜拉伸性能测试方法》进行测试。
131.表1各实施例性能测试表
[0132][0133]
表2各对比例性能测试表
[0134][0135]
由上表实施例和对比例可知，采用本发明所生产的生物可降解聚乳酸消光薄膜具有良好的抗静电效果、极高的雾度和透光率、极低的光泽度及优异的力学性能，特别适合高端食品、化妆品及电子产品包装。
[0136]
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的双向拉伸聚乳酸消光薄膜，其具备高雾度、低光泽度，消光效果优异。
[0137]
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0138]
尽管本文中较多的使用了诸如第一树脂层、第二树脂层、第三树脂层、第一表层、芯层、第二表层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0139]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。