一种多功能层状结构的铝塑布复合膜及其制备方法
阅读说明：本技术 一种多功能层状结构的铝塑布复合膜及其制备方法 (Multifunctional aluminum-plastic cloth composite film with layered structure and preparation method thereof ) 是由 徐豪 赵耀辉 徐淑权 杨森 向芮萱 韩鑫 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多功能层状结构的铝塑布复合膜,包括铝箔层,该铝箔层的上表面粘结有热塑性聚合物外薄膜层,该热塑性聚合物外薄膜层的上表面粘结有布基层；所述铝箔层的下表面粘结有热塑性聚合物内薄膜层,该热塑性聚合物内薄膜层的下表面粘结有用于防静电的防静电聚乙烯层。还包括制备层状结构的铝塑布复合膜的制备方法。本发明提供了一种具体的多功能层状结构的铝塑布复合膜组成,结构形式和制作方法,本方案中的层状结构的铝塑布复合膜复合速度快,复合强度高,基材和阻隔层的选择面广；而且本方案中层状结构的铝塑布复合膜具有优秀的防静电效果和阻湿效果,在对防静电效果和水蒸气透过率要求高的产品上具有很大的应用潜力。(The invention discloses an aluminum-plastic cloth composite film with a multifunctional layered structure, which comprises an aluminum foil layer, wherein the upper surface of the aluminum foil layer is bonded with an outer thermoplastic polymer thin film layer, and the upper surface of the outer thermoplastic polymer thin film layer is bonded with a cloth base layer; the lower surface of the aluminum foil layer is bonded with a thermoplastic polymer inner film layer, and the lower surface of the thermoplastic polymer inner film layer is bonded with an antistatic polyethylene layer for preventing static electricity. Also comprises a preparation method for preparing the aluminum-plastic cloth composite membrane with the laminated structure. The invention provides a specific multifunctional aluminum-plastic cloth composite film with a layered structure, a structural form and a manufacturing method, the aluminum-plastic cloth composite film with the layered structure in the scheme has high composite speed, high composite strength and wide selection range of a base material and a blocking layer; in addition, the aluminum-plastic cloth composite film with the middle layer-shaped structure has excellent anti-static effect and moisture resistance effect, and has great application potential on products with high requirements on anti-static effect and water vapor transmission rate.)
技术领域
本发明涉及铝塑布复合膜材料技术领域，特别涉及一种多功能层状结构的铝塑布复合膜及其制备方法。
背景技术
包装广泛应用于诸多产品，常见的例如食品、电子产品和武器等。基于不同的需求和目的，均可以通过包装来实现，实际的需求有例如防撞击、防霉和防静电等。在一些情况下，存在静电对液态或者流态的杂质污物产生电离，产生出的离子存在于液态的污物中，更易于霉菌生长，造成发霉严重。依据实际所包装的产品而定。基于如此需求，也会设计出适配的用于包装的物件，更好地防霉和防静电。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种多功能层状结构的铝塑布复合膜。
本发明的技术方案如下：一种多功能层状结构的铝塑布复合膜，包括基材层、阻隔层和热封层；
所述基材层包括布基层；
所述热封层包括防静电聚乙烯层；
所述阻隔层包括铝箔层、热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层；
所述铝箔层的外表面粘结有热塑性聚合物外薄膜层，该热塑性聚合物外薄膜层的外表面粘结有布基层；所述铝箔层的内表面粘结有热塑性聚合物内薄膜层，该热塑性聚合物内薄膜层的内表面粘结有所述防静电聚乙烯层；
所述布基层所采用的材料为聚酯无纺布、尼龙无纺布、多功能牛津布或编织布中的一种；
所述热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层所采用的材料为PA塑料和EVOH共挤薄膜、蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺、K涂布聚酰胺或K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。
进一步，所述铝箔层、热塑性聚合物外薄膜层、布基层、热塑性聚合物内薄膜层和防静电聚乙烯层之间通过聚氨酯粘合剂实现粘结，其该聚氨酯粘合剂自身形成粘合剂层。
进一步，所述布基层的厚度为0.08-0.3mm，所述热塑性聚合物外薄膜层的厚度为0.017-0.019mm，所述热塑性聚合物内薄膜层的厚度为0.012-0.017mm，所述粘合剂层的厚度为0.010-0.025mm，所述铝箔层的厚度为0.007或0.015mm，所述防静电聚乙烯层的厚度为0.045-0.070mm。
进一步，所述防静电聚乙烯层的体积电阻率为3.39×106-8.85×106Ω·cm，平均表面电阻为1.04×104-4.94×104Ω。
进一步，所述粘合剂层中聚氨酯粘合剂总体固含量为25％-35％，涂布厚度为0.015-0.025cm。
本发明的目的之二是提供一种上述多功能层状结构的铝塑布复合膜的制备方法，包括如下步骤：
S100、制备用作所述防静电聚乙烯层的聚乙烯薄膜和用于所述粘合剂层的双组份聚氨酯粘合剂；
S200、清洁用于复合各层状材料的干式复合机；
S300、将用于形成所述铝箔层的铝箔、用于形成所述热塑性聚合物外薄膜层的PA塑料和EVOH共挤薄膜或蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺或K涂布聚酰胺和K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种、用于形成所述基材层的布基层、用于形成所述热塑性聚合物内薄膜层的PA塑料和EVOH共挤薄膜或蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺或K涂布聚酰胺和K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种和用于形成所述防静电聚乙烯层的聚乙烯薄膜沿着所述干式复合机的入料口装好，并放入S100步骤中获取的双组份聚氨酯粘合剂；
S400、调节所述干式复合机的网纹辊网穴深浅，设置刮刀压力为200-400Kpa，使粘合剂的涂布厚度为0.015-0.025cm；
S500、启动所述干式复合机，并开始材料复合；
S600、调节所述干式复合机上牵引件的张力，使所述布基层、热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层纵向不起皱，并通过设置于所述干式复合机上的展平辊和弯曲辊来增加所述布基层、热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层的平整度；
S700、设置干式复合机的干燥温度为50-100℃，并进行干燥，直到粘合剂溶剂彻底挥发到无气泡，同时设置调节所述干式复合机上用于复合的辊筒对薄膜卷的速度差为10；
S800、复合完成，并收卷好复合成的薄膜，然后放置到熟化室内熟化48h，设置的熟化温度为50-60℃。
进一步，所述步骤S100中制作防静电聚乙烯薄膜包括如下子步骤：
S111、取低密度聚乙烯30-62份、增韧剂20-40份在密炼机中以110-140℃的温度混合，形成混合物；
S112、向步骤S111中获取的混合物加入炭黑15-30份，并在110-140℃下继续混炼10-35min，然后挤出造粒，得到防静电的聚乙烯粒料；
S113、向步骤S112中获取的聚乙烯粒料使用吹膜机吹制成膜，分别设置吹膜机的温度，且第一段温度为50-80℃，第二段温度为180-230℃，第三段温度为180-220℃，第四段温度为210-220℃，第五段温度为220℃，然后保温半个小时，设置吹胀比为1.5-3.5，拉伸比为1.5-4.5。
进一步，所述步骤S100中制作双组份聚氨酯粘合剂包括如下子步骤：
S121、先将主剂UK2850-3加入到作为稀释剂的乙酸乙酯中，搅拌均匀，主剂的份数为40-56份、稀释剂的份数为80-100份，形成混合物；
S122、向步骤S111中获取的混合物中加入固化剂UK5000，固化剂的份数为10-14份，并搅拌均匀，得到双组份聚氨酯粘合剂。
有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明提供了一种具体的多功能层状结构的铝塑布复合膜组成，结构形式和制作方法，本方案中的多功能层状结构的铝塑布复合膜复合速度快，复合强度高，基材的选择面广；而且本方案中多功能层状结构的铝塑布复合膜具有优秀的防静电效果和阻湿效果，在对水蒸气透过率和防静电效果要求高的产品上具有很大的应用潜力。
附图说明
图1是本发明多功能层状结构的铝塑布复合膜的层状结构示意图。
图2是本发明中炭黑含量对防静电PE膜体积电阻率的影响。
图3是本发明中混炼时间对防静电PE膜体积电阻率的影响。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种多功能层状结构的铝塑布复合膜，包括基材层、阻隔层和热封层；
基材层包括布基层300，布基层300所采用的材料为聚酯无纺布、尼龙无纺布、多功能牛津布或编织布中的一种。布基层300作为基材层，起到基本多功能层状结构效果支持的作用。
热封层包括防静电聚乙烯层500。防静电聚乙烯层500为热封层。通过防静电聚乙烯材料制成热封层可以防止静电干扰。
阻隔层包括铝箔层100、热塑性聚合物外薄膜层200和热塑性聚合物内薄膜层400。铝箔层100的外表面粘结有热塑性聚合物外薄膜层200。热塑性聚合物外薄膜层200的外表面粘结有布基层300。铝箔层100的内表面粘结有热塑性聚合物内薄膜层400。热塑性聚合物内薄膜层400的内表面粘结有防静电聚乙烯层500。
铝箔层100、热塑性聚合物外薄膜层200和热塑性聚合物内薄膜层400作为阻隔层，可以通过阻隔水蒸气实现阻湿防潮，通过热塑性聚合物外薄膜层200和热塑性聚合物内薄膜层400实现防霉、防撞击、防盐雾、耐湿热的作用。
热塑性聚合物外薄膜层200和热塑性聚合物内薄膜层400所采用的材料为PA塑料和EVOH共挤薄膜、蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺、K涂布聚酰胺或K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。各种材料依据其自身的特性，形成为热塑性聚合物外薄膜层200和热塑性聚合物内薄膜层400，便于实现整体复合膜的性能。
在一些实施方式中，铝箔层100、热塑性聚合物外薄膜层200、布基层300、热塑性聚合物内薄膜层400和防静电聚乙烯层500之间通过聚氨酯粘合剂实现粘结，其该聚氨酯粘合剂自身形成粘合剂层600。通过特定的聚氨酯粘合剂来实现粘结，保证其粘合效果，以及多功能层状结构的贴合性。
在一些实施方式中，布基层300的厚度为0.08-0.3mm，热塑性聚合物外薄膜层200的厚度为0.017-0.019mm，热塑性聚合物内薄膜层400的厚度为0.012-0.017mm，粘合剂层600的厚度为0.010-0.025mm，铝箔层100的厚度为0.007或0.015mm，防静电聚乙烯层500的厚度为0.045-0.070mm。
进一步，布基层300的厚度为0.08mm，热塑性聚合物外薄膜层200的厚度为0.017mm，热塑性聚合物内薄膜层400的厚度为0.012mm，粘合剂层600的厚度为0.010mm，铝箔层100的厚度为0.007mm，防静电聚乙烯层500的厚度为0.045mm。
进一步，布基层300的厚度为0.3mm，热塑性聚合物外薄膜层200的厚度为0.019mm，热塑性聚合物内薄膜层400的厚度为0.017mm，粘合剂层600的厚度为0.025mm，铝箔层100的厚度为0.015mm，防静电聚乙烯层500的厚度为0.070mm。
进一步，布基层300的厚度为0.15mm，热塑性聚合物外薄膜层200的厚度为0.018mm，热塑性聚合物内薄膜层400的厚度为0.015mm，粘合剂层600的厚度为0.020mm，铝箔层100的厚度为0.015mm，防静电聚乙烯层500的厚度为0.06mm。
以上各层具体的厚度值以便于形成的整体结构适宜。
在一些实施方式中，防静电聚乙烯层500的体积电阻率为3.39×106-8.85×106Ω·cm，平均表面电阻为1.04×104-4.94×104Ω。
进一步，防静电聚乙烯层500的体积电阻率为3.39×106Ω·cm，平均表面电阻为1.04×104。
进一步，防静电聚乙烯层500的体积电阻率为8.85×106Ω·cm，平均表面电阻为4.94×104Ω。
以上防静电聚乙烯层500的体积电阻率数值，便于整体的防静电性能适宜。
在一些实施方式中，粘合剂层600中聚氨酯粘合剂总体固含量为25-35％，涂布厚度为0.015-0.025cm。
进一步，粘合剂层600中聚氨酯粘合剂总体固含量为25％，涂布厚度为0.015cm。
进一步，粘合剂层600中聚氨酯粘合剂总体固含量为35％，涂布厚度为0.025cm。
以上粘合剂层600的含量及涂布厚度数据，以便于保证粘合剂层600的效果。
一种上述多功能层状结构的铝塑布复合膜的制备方法，包括如下步骤：
S100、制备用作防静电聚乙烯层500的聚乙烯薄膜和用于粘合剂层600的双组份聚氨酯粘合剂。
步骤S100中，所准备的聚乙烯薄膜为防静电聚乙烯。准备的双组份聚氨酯粘合剂为高粘合强度的粘合剂。
S200、清洁用于复合各层状材料的干式复合机。
步骤S200中，清洁干式复合机，保证复合过程中避免造成污染。
S300、将用于形成铝箔层100的铝箔、用于形成热塑性聚合物外薄膜层200的PA塑料和EVOH共挤薄膜或蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺或K涂布聚酰胺和K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种、用于形成基材层的布基层300、用于形成热塑性聚合物内薄膜层400的PA塑料和EVOH共挤薄膜或蒸镀氧化硅PET材料、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯、双向拉伸聚酰胺或K涂布聚酰胺和K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种和用于形成热封层的防静电聚乙烯薄膜沿着干式复合机的入料口装好，并放入S100步骤中获取的双组份聚氨酯粘合剂。
步骤S300中将各材料放入到复合机中，利用复合机进行复合处理。
S400、调节干式复合机的网纹辊网穴深浅，设置刮刀压力为200-400Kpa，使粘合剂的涂布厚度为0.015-0.025cm。
步骤S400中，通过设置刮刀压力的范围，进而控制涂布的厚度，如此以保证整体复合膜的成膜效果。
S500、启动干式复合机，并开始材料复合。
S600、调节干式复合机上牵引件的张力，使布基层、热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层纵向不起皱，并通过设置于干式复合机上的展平辊和弯曲辊来增加布基层、热塑性聚合物外薄膜层和热塑性聚合物内薄膜层的平整度。
步骤S600中，通过调整复合机的牵引张力，以及展平辊和弯曲辊来增加各层的平整度。
S700、设置干式复合机的干燥温度为50-100℃，并进行干燥，直到粘合剂溶剂彻底挥发到无气泡，同时设置调节干式复合机上用于复合的辊筒对薄膜卷的速度差为10。
步骤S700中，通过设置干燥温度范围，以保证粘合剂上无气泡。由于如果挥发不彻底，产生气泡，会对整体复合膜的平整，以及层状结构间粘合的稳定性造成影响。通过调整辊筒对薄膜卷的速度差为10，以合适的速度实现层状结构复合，避免速度过快造成结构粘合不稳定，复合效果不好。速度过慢，造成的复合效率低。由于本申请中，层状结构的数量多，复合不稳定极易影响整体的使用效果，尤其是对于防湿和防霉。速度过慢，会造成与防静电聚乙烯层500接触时间过程，尤其是产生温度变化的情况下，容易造成材料变性，进而影响材料的功能。
S800、复合完成，并收卷好复合成的薄膜，然后放置到熟化室内熟化48h，设置的熟化温度为50-60℃。
步骤S800中，通过在温度50℃-60℃的范围内，实现熟化，保证成膜效果。
在一些实施方式中，步骤S100中制作防静电聚乙烯薄膜包括如下子步骤：
S111、取低密度聚乙烯30-65份、增韧剂20-40份在密炼机中以110-140℃的温度混合，形成混合物。
S112、向步骤S111中获取的混合物加入炭黑15-30份，并在110-140℃下继续混炼10-35min，然后挤出造粒，得到防静电的聚乙烯粒料。
关于步骤S112中炭黑和混炼时间与电阻率的关系，请参考图2和图3。在具体实施时，通过合理配置炭黑和混炼时间来达到目标电阻率的效果。
S113、向步骤S112中获取的聚乙烯粒料使用吹膜机吹制成膜，分别设置吹膜机的温度，且第一段温度为50-80℃，第二段温度为180-230℃，第三段温度为180-220℃，第四段温度为210-220℃，第五段温度为220℃，然后保温0.5h，设置吹胀比为1.5-3.5，拉伸比为1.5-4.5。
以上子步骤提供了一种制作防静电聚乙烯的方法，通过步骤S111-S113形成用于本申请中的防静电聚乙烯，通过加入炭黑，实现性能。通过选择五段温度式吹膜，保证形成的材料膜性能。
在一些实施方式中，步骤S100中制作双组份聚氨酯粘合剂包括如下子步骤：
S121、先将主剂UK2850-3加入到作为稀释剂的乙酸乙酯中，搅拌均匀，主剂的份数为40-56份、稀释剂的份数为80-100份，形成混合物。
S122、向步骤S111中获取的混合物中加入固化剂UK5000，固化剂的份数为10-14份，并搅拌均匀，得到双组份聚氨酯粘合剂。
以上子步骤提供了一种制作双组份聚氨酯粘合剂的方法，制成的粘合剂具有良好的粘合性能。
通过以上材料及方法制备的多功能层状结构的铝塑布复合膜具有优秀的防静电效果和阻湿效果，在对水蒸气透过率和防静电效果要求高的产品上具有很大的应用潜力。相应的制备方法复合速度快，复合强度高和基材的选择面广的优点。
通过以上方法制成的复合膜，效果如下表。
PA与EVOH共挤薄膜记为PAEVOH、蒸镀氧化硅PET记为PETSiO2、双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯记为BOPET、双向拉伸聚酰胺记为BOPA、K涂布聚酰胺记为KPA和K涂布聚对苯二甲酸乙二醇酯记为KPET中的一种。
通过上表可以发现，通过本方法形成的对应的阻隔层结构，透水率情况，形成的复合膜整体效果良好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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