一种印刷膜及其制备方法
阅读说明：本技术 一种印刷膜及其制备方法 (Printing film and preparation method thereof ) 是由 郁金金 黄枢 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种印刷膜,自上而下依次包括保护层、改性层、油墨图文层、粘合剂层；所述保护层包括重量份数比的如下各组分：60-80份聚乙烯、3-6份硅溶胶、1-2份聚二甲基硅氧烷、0.5-1.5份纳米纤维素晶体(植物)、0.3-0.8份紫外线吸收剂；所述改性层包括重量份数比的如下各组分：30-50份聚丙烯、1-3份马来酸酐、2-4份聚氨酯、1-3份对羟基苯甲酸酯、0.6-1.2份环氧化大豆油、0.5-1份纳米二氧化钛；所述油墨图文层为印刷预先设计好的装饰图文油墨；所述粘合剂为30-40份乙烯-醋酸乙烯乳液、3-7份松香树脂、2-5份丙烯酸乙酯、2-5份蒙脱石粉、1-3份十二烷基硫酸钠。该印刷膜环保型好、印刷图案清晰度高,同时具有良好的耐水、耐候、韧性、强度、耐老化等性能。(The invention provides a printing film which sequentially comprises a protective layer, a modification layer, an ink image-text layer and an adhesive layer from top to bottom; the protective layer comprises the following components in parts by weight: 60-80 parts of polyethylene, 3-6 parts of silica sol, 1-2 parts of polydimethylsiloxane, 0.5-1.5 parts of nano cellulose crystal (plant) and 0.3-0.8 part of ultraviolet absorbent; the modified layer comprises the following components in parts by weight: 30-50 parts of polypropylene, 1-3 parts of maleic anhydride, 2-4 parts of polyurethane, 1-3 parts of p-hydroxybenzoate, 0.6-1.2 parts of epoxidized soybean oil and 0.5-1 part of nano titanium dioxide; the printing ink image-text layer is printed with pre-designed decorative image-text printing ink; the adhesive is 30-40 parts of ethylene-vinyl acetate emulsion, 3-7 parts of rosin resin, 2-5 parts of ethyl acrylate, 2-5 parts of montmorillonite powder and 1-3 parts of sodium dodecyl sulfate. The printing film has the advantages of good environmental protection, high definition of printing patterns, and good water resistance, weather resistance, toughness, strength, aging resistance and the like.)
技术领域
本发明涉及薄膜材料制备技术领域，具体涉及一种印刷膜及其制备方法。
背景技术
传统的热转移印刷膜一般包括载体膜、图文装饰层和接着层，转印时，通过热力和压力的作用，利用接着层的粘结力，使图文装饰层脱离载体膜而转移到承印物表面。目前常用的印刷塑料薄膜主要有聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP) 、聚乙烯(PE)等，其中，聚氯乙烯(PVC)材料耐光性、耐老化、耐撕裂性能较好，但是不环保，大量使用容易造成污染；聚酯(PET)材料柔软、强度大、耐酸碱油酯和溶剂、对高低温均不怕，但使用上受到局限，且制作成本高；聚苯乙烯(PS)材料柔软、坚韧、无色、透明，但耐溶剂和氧化性差；聚丙烯(PP) 材料耐热酸碱、耐溶剂、耐摩擦、耐撕裂、能透气，但极性小、与油墨结合力差、不易于印刷；聚乙烯(PE)材料无毒、吸水性小、耐腐蚀，但与油墨结合力不佳。
目前市面上印刷膜存在不环保、水汽阻隔性弱，易刮擦、老化、褪色，使用寿命短。同时，印刷膜在制备过程中与油墨的结合度不够好，产品在使用的过程中经常出现掉墨的情况，严重影响了产品的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中印刷膜存在的上述不足，提供一种新型印刷膜及其制备方法，通过以聚乙烯为主料制得保护层，以聚丙烯为主料制改性层，以乙烯-醋酸乙烯乳液等成分制得粘合剂，并采用四层复合共挤、冷却结晶、双向拉伸等进一步制得新型印刷膜，该印刷膜环保型好，同时具有良好的耐水、耐候、韧性、强度、耐老化等性能，改性层与油墨结合力强，印刷图案清晰度高。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种印刷膜，自上而下依次包括保护层、改性层、油墨图文层、粘合剂层；所述保护层包括重量份数比的如下各组分：60-80份聚乙烯、3-6份硅溶胶、1-2份聚二甲基硅氧烷、0.5-1.5份纳米纤维素晶体、0.3-0.8份紫外线吸收剂；所述改性层包括重量份数比的如下各组分：30-50份聚丙烯、1-3份马来酸酐、2-4份聚氨酯、1-3份对羟基苯甲酸酯、0.6-1.2份环氧化大豆油、0.5-1份纳米二氧化钛；所述油墨图文层为印刷预先设计好的装饰图文油墨；所述粘合剂为30-40份乙烯-醋酸乙烯乳液、3-7份松香树脂、2-5份丙烯酸乙酯、2-5份蒙脱石粉、1-3份十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述保护层、改性层、油墨图文层和粘合剂层的厚度比为3-5:2:1:1.5。
进一步的，所述印刷膜的厚度为0.05-0.5mm。
上述印刷膜的制备方法，包括如下步骤：
S1：按重量份数计，取60-80份聚乙烯、3-6份硅溶胶、0.5-1.5份纳米纤维素晶体加入反应釜中，在温度120-140℃搅拌反应1-3h；随后降温至加入1-2份聚二甲基硅氧烷和0.3-0.8份紫外线吸收剂，继续反应30-50min，得保护层料；
S2：按重量份数计，取30-50份聚丙烯、1-3份马来酸酐、2-4份聚氨酯、1-3份对羟基苯甲酸酯加入反应釜中，在温度140-170℃搅拌反应2-5h；随后加入0.5-1份纳米二氧化钛和0.6-1.2份环氧化大豆油，继续反应20-50min，得改性层料；
S3：按重量份数计，将30-40份乙烯-醋酸乙烯乳液、3-7份松香树脂、2-5份丙烯酸乙酯、2-5份蒙脱石粉、1-3份十二烷基硫酸钠加入反应釜中，在110-130℃搅拌反应1-3h，得粘合剂料；
S4：将步骤S1所述保护层料、步骤S2所述改性层料、油墨图文层料和步骤S3所述粘合剂料通过四层复合模头共挤出到激冷辊上，冷却结晶形成厚片；
S5：将步骤S4所述厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜；随后将成型薄膜进行切边、收卷、分切，即可得到所述印刷膜成品。
进一步的，步骤S1具体为：取75份聚乙烯、5份硅溶胶、1份纳米纤维素晶体加入反应釜中，在温度128℃搅拌反应2.5h；随后降温至加入1.5份聚二甲基硅氧烷和0.6份紫外线吸收剂，继续反应40min。
进一步的，步骤S2具体为：取38份聚丙烯、2份马来酸酐、3份聚氨酯、2份对羟基苯甲酸酯加入反应釜中，在温度162℃搅拌反应3.5h；随后加入0.7份纳米二氧化钛和1份环氧化大豆油，继续反应40min。
进一步的，步骤S3具体为：取35份乙烯-醋酸乙烯乳液、5份松香树脂、3份丙烯酸乙酯、4份蒙脱石粉、2份十二烷基硫酸钠加入反应釜中，在120℃搅拌反应2h。
进一步的，步骤S4具体为：四层复合模头共挤出的螺杆部分四段温度设定分别为：105-110℃、115-120℃、120-125℃、113-118℃；机头部分弯道温度175-185℃、模头温度185-195℃。
有益效果：
1. 本发明在制备保护层中加入聚乙烯、硅溶胶、纳米纤维素晶体，利用吸水性小、耐腐蚀的聚乙烯，具有大比表面积、易形成网状结构的硅溶胶和纳米纤维素晶体，在三者的协同作用下，保护层具有优异的防水性和耐腐蚀性；同时在纤维素晶体、聚二甲基硅氧烷和紫外线吸收剂的作用下，韧性和强度也大幅提升，保护层不易开裂，耐老化性能好；在硅溶胶作用下，保护层无需加入防静电剂就具备了防静电性能，不易吸灰。
2. 本发明在制备改性层中，用马来酸酐、聚氨酯、对羟基苯甲酸酯等改性聚丙烯，使聚丙烯表面具备羟基、羰基、羧基等极性基团，提高了改性层表面的极性、表面能，使用于印刷的改性层表面与油墨的亲和性良好，使得用于印刷的改性层表面不存在弱界面层而随油墨脱落，印制效果好；同时该改性层还具有烷基等与保护层良好相容性的基团，结合更为紧密；通过加入纳米二氧化钛和环氧化大豆油，提高了改性层的韧性和表面粗糙度，跟极性基团协同发挥，与油墨的结合力进一步得到提升。
3. 本发明在制备粘合剂中，以乙烯-醋酸乙烯乳液为主，并加入松香树脂、丙烯酸乙酯、蒙脱石粉和十二烷基硫酸钠，制得的粘合剂固化速度快，产品质量稳定，对环境无污染，剥离强度高。
4. 本发明通过共挤保护层料、改性层料、油墨图文层、粘合剂层料，制得了新型的印刷膜，使该膜整体具备良好的防静电、耐水、耐腐蚀、韧性、拉伸强度等性能，且固化速度快、印刷效果好。
具体实施方式
以下结合下述实施方式进一步说明本发明，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
S1：取60g聚乙烯、3g硅溶胶、0.5g纳米纤维素晶体加入反应釜中，在温度120℃搅拌反应1h；随后降温至加入1g聚二甲基硅氧烷和0.3g紫外线吸收剂，继续反应30min，得保护层料；
S2：取30g聚丙烯、1g马来酸酐、2g聚氨酯、1g对羟基苯甲酸酯加入反应釜中，在温度140℃搅拌反应2h；随后加入0.5g纳米二氧化钛和0.6g环氧化大豆油，继续反应20min，得改性层料；
S3：取30g乙烯-醋酸乙烯乳液、3g松香树脂、2g丙烯酸乙酯、2g蒙脱石粉、1g十二烷基硫酸钠加入反应釜中，在110℃搅拌反应1h，得粘合剂料；
S4：将步骤S1所述保护层料、步骤S2所述改性层料、油墨图文层料和步骤S3所述粘合剂料通过四层复合模头共挤出到激冷辊上，螺杆部分四段温度设定分别为：105℃、115℃、120℃、113℃；机头部分弯道温度175℃、模头温度185℃；冷却结晶形成厚片；
S5：将步骤S4所述厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜；随后将成型薄膜进行切边、收卷、分切，即可得到所述印刷膜成品。
实施例2
S1：取80g聚乙烯、6g硅溶胶、1.5g纳米纤维素晶体加入反应釜中，在温度140℃搅拌反应3h；随后降温至加入2g聚二甲基硅氧烷和0.8g紫外线吸收剂，继续反应50min，得保护层料；
S2：取50g聚丙烯、3g马来酸酐、4g聚氨酯、3g对羟基苯甲酸酯加入反应釜中，在温度170℃搅拌反应5h；随后加入1g纳米二氧化钛和1.2g环氧化大豆油，继续反应50min，得改性层料；
S3：取40g乙烯-醋酸乙烯乳液、7g松香树脂、5g丙烯酸乙酯、5g蒙脱石粉、3g十二烷基硫酸钠加入反应釜中，在130℃搅拌反应3h，得粘合剂料；
S4：将步骤S1所述保护层料、步骤S2所述改性层料、油墨图文层料和步骤S3所述粘合剂料通过四层复合模头共挤出到激冷辊上，螺杆部分四段温度设定分别为：110℃、120℃、125℃、118℃；机头部分弯道温度185℃、模头温度195℃；冷却结晶形成厚片；
S5：将步骤S4所述厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜；随后将成型薄膜进行切边、收卷、分切，即可得到所述印刷膜成品。
实施例3
S1：取75g聚乙烯、5g硅溶胶、1g纳米纤维素晶体加入反应釜中，在温度128℃搅拌反应2.5h；随后降温至加入1.5g聚二甲基硅氧烷和0.6g紫外线吸收剂，继续反应40min，得保护层料；
S2：取38g聚丙烯、2g马来酸酐、3g聚氨酯、2g对羟基苯甲酸酯加入反应釜中，在温度162℃搅拌反应3.5h；随后加入0.7g纳米二氧化钛和1g环氧化大豆油，继续反应40min，得改性层料；
S3：取35g乙烯-醋酸乙烯乳液、5g松香树脂、3g丙烯酸乙酯、4g蒙脱石粉、2g十二烷基硫酸钠加入反应釜中，在120℃搅拌反应2h，得粘合剂料；
S4：将步骤S1所述保护层料、步骤S2所述改性层料、油墨图文层料和步骤S3所述粘合剂料通过四层复合模头共挤出到激冷辊上，螺杆部分四段温度设定分别为：108℃、117℃、123℃、115℃；机头部分弯道温度180℃、模头温度191℃；冷却结晶形成厚片；
S5：将步骤S4所述厚片进行纵向拉伸和横向拉伸得到成型薄膜；随后将成型薄膜进行切边、收卷、分切，即可得到所述印刷膜成品。
对比例1
与实施例1的区别在于，步骤S1中不加入硅溶胶，其他步骤和条件不变。
比照对比例1和实施例1可知，缺少硅溶胶后，聚乙烯、硅溶胶和纳米纤维素晶体三维网状结构未能充分形成，印刷膜的防水性、耐腐蚀性和抗静电性能等都出现了明显下降。
对比例2
与实施例1的区别在于，步骤S1中不加入纳米纤维素晶体，其他步骤和条件不变。
比照对比例2和实施例1可知，缺少纳米纤维素晶体，硅溶胶成膜后较容易开裂，且印刷膜的韧性和强度都有所下降。
对比例3
与实施例1的区别在于，步骤S2中不加入马来酸酐、聚氨酯、对羟基苯甲酸酯对聚丙烯表面改性，其他步骤和条件不变。
比照对比例3和实施例1可知，由于未对聚丙烯表面进行改性，其表面的极性弱、表面能低，导致与油墨图文层料的亲和性差，附着力弱，容易脱墨，印刷效果不佳。
对比例4
与实施例1的区别在于，步骤S2中不加入纳米二氧化钛，其他步骤和条件不变。
比照对比例4和实施例1可知，由于缺少纳米二氧化钛的作用，膜表面的粗糙度过低，影响油墨与印刷膜片的结合度，印刷膜亲和力有所下降。
对比例5
与实施例1的区别在于，步骤S3中直接采用市面购买的普通粘合剂，其他步骤和条件不变。
比照对比例5和实施例1可知，采用普通粘合剂制得的印刷膜，粘合剂结合力弱，粘合力不佳，持久性不高。
性能测试方法：
拉伸强度按照GB/T1040.1-2006；断裂伸长率按照GB1040.3-2006；撕裂强度按照GB/T16578.1-2008；透光率按照GB/T2410-2008；透湿量按照GB T 12704测试；透氧量按照GPT-301；剥离力按照GB/T 2792-2014；老化性能评价：储存在85℃～85％RH～21d条件下的剥离力数据。
对上述各实施例和对比例进行测试，结果如下：
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
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