CN113429905A - 一种自粘型保护膜及板材成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自粘型保护膜及板材成型方法，涉及板材成型技术领域，以从产品表面比较容易撕除保护膜的情况下，降低产品表面保护膜析出物含量。所述自粘型保护膜，包括：粘结面、中间层以及解卷层，中间层位于粘接层与解卷层之间；粘结面含有15 wt%~30 wt%的茂金属催化聚丙烯、15 wt%~35 wt%的茂金属催化聚乙烯弹性体以及35 wt%~70 wt%的橡胶类改性树脂。所述板材成型方法应用自粘型保护膜。本发明提供的自粘型保护膜用于板材成型保护。

Description

一种自粘型保护膜及板材成型方法

技术领域

本发明涉及板材成型技术领域，尤其涉及一种自粘型保护膜及板材成型方法。

背景技术

板材成型领域，经常使用真空加热成型方法对热塑性板材进行成型，以获得洗手盆、浴缸等产品。在板材成型前，可以在板材表面粘贴保护膜，以防止板材运输或加热成型过程损伤板材表面。

在加热成型过程中，需要先将粘贴有保护膜的板材进行加热，然后置于成型模局内进行真空成型，并冷却定型脱模，最后，将保护膜从成型后的产品表面撕掉。由于保护膜在高温环境容易析出化学物质，导致产品表面残留有大量析出物；并且，保护膜在高温环境下的粘附力上升比较快，导致保护膜难以从产品表面撕除，粘力≥1N/25mm时，容易出现撕不下来的问题，粘力≥1.8N/25mm时，很难撕除干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自粘型保护膜及板材成型方法，以从产品表面比较容易撕除保护膜的情况下，降低产品表面保护膜析出物含量。

为了实现上述目的，本发明提供一种自粘型保护膜，包括：粘结面、中间层以及解卷层，所述中间层位于所述粘接层与所述解卷层之间；所述粘结面含有15 wt%~30 wt%的茂金属催化聚丙烯、15 wt%~35 wt%的茂金属催化聚乙烯弹性体以及35 wt%~70 wt%的橡胶类改性树脂。

与现有技术相比，本发明提供的自粘型保护膜中，茂金属催化聚丙烯和橡胶类改性树脂具有良好的相融性，而茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体均为茂金属催化剂，因此，茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者的相融性比较好。当茂金属催化聚丙烯的质量百分比为15 wt%~30 wt%，茂金属催化聚乙烯弹性体的质量百分比为15 wt%~35 wt%，橡胶类改性树脂的质量百分比为35 wt%~70 wt%，所制备的粘结层含有的茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者之间的相融性最好，使得粘结层在高温成型过程中即使熔融，也是均匀熔融的状态，不会出现局部分布不均匀的问题。基于此，当自粘型保护膜从产品表面撕除后，也不会因为相融性不佳析出化学物质，因此，对粘贴自粘型保护膜的板材进行成型后，将自粘型保护膜从成型后所获得产品撕除，产品表面不会残留自粘型保护膜的析出物。

不仅如此，当粘贴自粘型保护膜的板材成型后，所获得的产品表面与自粘型保护膜各个区域的结合力接近。在此基础上，当茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者之间的相融性最好的情况下，茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯可以均匀的与橡胶类改性树脂接触。此时，茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯相互搭配，利用二者在高温下分子链活动度比较低这一特点，抑制橡胶类改性树脂对粘接层粘性的影响，使得在真空成型过程中粘结层的粘性较低，因此，相比于技术，产品表面与自粘型保护膜各个区域的结合力大小合适，可以在真空成型过程中比较好的粘接在板材表面保护板材，又能够在板材成型后，使得自粘型保护膜不在产品表面残留的情况下，比较容易的从成型后的产品表面撕除。

除此之外，本发明提供的自粘型保护膜中，茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体虽然可以抑制橡胶类改性树脂在高温下的粘性，但是二者具有较低的熔点。基于此，当茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯均匀的与橡胶类改性树脂接触时，可以利用橡胶类改性树脂的高熔点的特性，抑制茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体对粘接层粘性的影响，使得自粘型保护膜既具有较好的耐高温性能，又可以随着板材一起成型，不会出现破孔或有任何其它的损坏，起到表面保护的作用。

本发明还提供一种板材成型方法，包括：

提供一板材；

在所述板材的至少一面形成保护膜；所述保护膜为上述技术方案所述自粘型保护膜，所述自粘型保护膜包括的粘结层与所述板材的表面接触；

加热形成有所述保护膜的板材，并置于成型模具内进行真空成型；

去除成型后的所述板材上的自粘型保护膜。

与现有技术相比，本发明提供的板材成型方法的有益效果与上述技术方案所述自粘型保护膜的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的自粘型保护膜的结构示意图；

图 2A 至图 2D为本发明实施例提供的板材成型方法的各个阶段状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

目前，利用真空加热成型方式对板材进行成型前，在板材上一般粘贴保护膜，以在真空加热成型过程中保护板材。这种保护膜含有橡胶类改性树脂等材料，其相融性不好，导致在加热成型过程中，保护膜容易析出化学物质，导致保护膜撕除后出现析出物残留问题。不仅如此，由于橡胶类改性树脂具有较高融点。在加热过程中橡胶类改性树脂的粘度上升比较快，导致以橡胶类改性树脂为材质的保护膜容易粘死在板材成型的产品表面，使得保护膜无法从板材成型的产品表面撕除。同时，当橡胶类改性树脂的粘度上升比较快时，保护膜容易起泡、甚至出现孔洞，使得保护膜对板材的保护功能失效。

针对上述问题，本发明实施例提供一种自粘型保护膜及板材成型方法，以从产品表面比较容易撕除保护膜的情况下，降低产品表面保护膜析出物含量，从而解决保护膜粘死在成型产品表面和析出物残留的问题。

实施例一

图1示例出本发明实施例提供的自粘型保护膜的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的自粘型保护膜100包括：粘结层101、中间层102以及解卷层103。中间层102位于粘接层与解卷层103之间。自粘型保护膜100采用三层共挤吹膜设备或三层共挤流延设备制备。

上述粘结层101含有15 wt%~30 wt%的茂金属催化聚丙烯、15 wt%~35 wt%的茂金属催化聚乙烯弹性体以及35 wt%~70 wt%的橡胶类改性树脂。茂金属催化聚丙烯的密度为0.900 g/cm³~0.905 g/cm³，茂金属催化聚乙烯弹性体的密度为0.890 g/cm³~0.905 g/cm³。橡胶类改性树脂的密度为0.950 g/cm³~0.985 g/cm³。

上述茂金属催化聚丙烯和橡胶类改性树脂具有良好的相融性，而茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体均为茂金属催化剂，因此，茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者的相融性比较好。当茂金属催化聚丙烯的质量百分比为15 wt%~30 wt%，茂金属催化聚乙烯弹性体的质量百分比为15 wt%~35 wt%，橡胶类改性树脂的质量百分比为35 wt%~70 wt%，所制备的粘结层101含有的茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者之间的相融性最好，使得粘结层101在高温成型过程中即使熔融，也是均匀熔融的状态，不会出现局部分布不均匀的问题。基于此，当自粘型保护膜100从产品表面撕除后，也不会因为相融性不佳析出化学物质，因此，对粘贴自粘型保护膜100的板材进行成型后，将自粘型保护膜100从成型后所获得产品撕除，产品表面不会残留自粘型保护膜100的析出物。

不仅如此，当粘贴自粘型保护膜100的板材成型后，所获得的产品表面与自粘型保护膜100各个区域的结合力接近。在此基础上，当茂金属催化聚乙烯弹性体、茂金属催化聚丙烯、橡胶类改性树脂三者之间的相融性最好的情况下，茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯可以均匀的与橡胶类改性树脂接触。此时，茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯相互搭配，利用二者在高温下分子链活动度比较低这一特点，抑制橡胶类改性树脂对粘接层粘性的影响，使得在真空成型过程中粘结层101的粘性较低。经试验证明，自粘型保护膜100在常温至160℃~220℃的粘着力为0.05N/25mm~0.65N/25mm。基于此，相比于技术，产品表面与自粘型保护膜100各个区域的结合力大小合适，可以在真空成型过程中比较好的粘接在板材表面保护板材，又能够在板材成型后，使得自粘型保护膜100不在产品表面残留的情况下，比较容易的从成型后的产品表面撕除。

除此之外，茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体虽然可以抑制橡胶类改性树脂在高温下的粘性，但是二者具有较低的熔点。基于此，当茂催化聚苯乙烯弹性体和茂金属催化聚丙烯均匀的与橡胶类改性树脂接触时，可以利用橡胶类改性树脂的高熔点的特性，抑制茂金属催化聚丙烯和茂金属催化聚乙烯弹性体对粘接层粘性的影响，使得自粘型保护膜100既具有较好的耐高温性能，又可以随着板材一起成型，不会出现破孔或有任何其它的损坏，起到表面保护的作用。

在一种可选方式中，上述茂金属催化聚丙烯为WINTEC™茂金属无规共聚聚丙烯或同类型聚丙烯。，其具有极少的抽出物和气味；优越的热封性能，熔体强度经过优化，延展性高。基于此，该茂金属催化聚丙烯的溶出物含量低，可以进一步降低成型产品表面的析出物残留。例如：WINTEC™茂金属无规共聚聚丙烯的典型牌号为RFG4VM、WFW4M等。尤其是WFW4M可以减少从高分子量产生的晶点，比相同熔点的传统型无规共聚聚丙烯刚性高。

上述茂金属催化聚苯乙烯弹性体包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）、苯乙烯系热塑性弹性体（SBS）、高苯乙烯橡胶（HSBR）中的一种或多种。

上述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。

上述苯乙烯系热塑性弹性体（SBS）又称苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。它是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物，兼有塑料和橡胶的特性，被称为“第三代合成橡胶”。SBS可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，电性能优良，加工性能好等特性，成为目前消费量最大的热塑性弹性体。

上述高苯乙烯橡胶（HSBR）是采用乳液聚合技术，以高含量苯乙烯单体和丁二烯单体共聚而成。它具有良好的机械性能和弹性。与天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶等有良好的相容性，并兼具补强作用。在高温下本品也有一定的韧性和弹性，可以进行成型加工。也可进行硫化加工。

在一种可选方式中，上述中间层102含有35wt%~60 wt%的中密度聚乙烯(MDPE)和40 wt%~65 wt%的低密度聚乙烯(LDPE)；解卷层103含有70 wt%~90 wt%的中密度聚乙烯、10wt%~30 wt%的低密度聚乙烯。

对于中间层102和解卷层103来说，其中所含有的中密度聚乙烯的密度为0.928 g/cm³~0.935 g/cm³，低密度聚乙烯的密度为0.920 g/cm³~0.925 g/cm³，所述橡胶类改性树脂的密度为0.95 g/cm³~0.985 g/cm³。

低密度聚乙烯(LDPE)又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。它是非线性分子，具有较低的结构度和软化点，具有较好的柔软性和伸长率，电绝缘性和透明性，以及较高的耐冲击强度、耐热性差。

上述中密度聚乙烯(MDPE)的分子主链中平均每1000个碳原子中引入20个甲基支链，或13个乙基支链，其性能变化由支链多少及长短不同而定。共聚可使其晶体小的片晶之间的连接链增多。拉伸强度为8-24兆帕，断裂伸长率为50%-60%，熔融温度126℃-135℃，熔体流动速率为0.1-35克/10分钟，热变形温度(0.46兆帕)49-℃74℃。

由上可知，通过调控中密度聚乙烯和低密度聚乙烯的质量百分比，可以使得中间层102具有良好的可拉伸性和强度，而解卷层103所含有的中密度聚乙烯以提高薄膜表面的挺度，有利于控制自粘型薄膜在放卷使用过程中的解卷力大小，使其在放卷、贴膜时更加顺畅，不影响贴膜的效果。

鉴于上述中密度聚乙烯和低密度聚乙烯的耐热性能比较差，导致中间层102和解卷层103的耐热性比较差。此时，可以控制粘结层101、中间层102和解卷层103的层厚比例为（10~25）：（50~80）：（10~25），以利用粘接层良好的耐热性能弥补中间层102和解卷层103的耐热性能。

实施例二

图2A~图2D示例出本发明实施例提供的板材成型方法的各个阶段状态示意图。

如图2A所示，提供一板材200。该板材200可以为有机塑料板材，但不仅限于此。

如图2B所示，在板材200的至少一面形成保护膜。在实际应用中，可以在板材200任何一面粘贴自粘型保护膜100保护膜，也可以在板材200各个表面粘贴保护膜，具体以实际为准。

上述保护膜可以在板材200运输或下游工艺过程的表面保护作用。自粘型保护膜100包括的粘结层101与板材200的表面接触。

如图2C所示，加热形成有保护膜的板材200，并置于成型模具内进行真空成型。

在真空成型前，可以将形成有保护膜的板材200加热至160℃~220℃，以提高板材200的可加工性能。由于自粘型保护膜100在常温至160℃~220℃的范围内粘着力保持在0.05N/25mm~0.65N/25mm，因此，自粘型保护膜100既不会粘死在真空成型后的产品300表面，也不会起泡，更不会从真空成型的产品300表面脱离。同时，由于自粘型保护膜100所含有的粘贴层接触板材200表面，

如图2D所示，去除成型后的板材200上的自粘型保护膜。表1为不同自粘型保护膜的组分列表。

表1 不同自粘型保护膜的组分列表

一、初始粘着力测试（单位为N/25mm）

将一层25mm宽的自粘型保护膜样品贴合在亚克力塑料板材上，然后用2kg FINAT标准滚轮以250mm/min速度滚压贴合的薄膜。将薄膜从亚克力塑料板材上剥离一段，然后按照180°剥离强度测试方法测试，记录平均值作为初始剥离力。检测结果见表2。

二、高温剥离力测试（单位为N/25mm）

将贴有自粘型保护膜的亚克力塑料板材放置在烘箱内加热20min，加热温度为200℃。完成加热后，测试自粘型保护膜与亚克力塑料板材的剥离力，结果参见表2。

三、高温剥离表面达因值测试（单位为mN/m）

将贴有保护膜的亚克力塑料板材放置在烘箱内进行加热，加热温度以200℃为例。使用Arcotest达因笔测试烘箱加热前后，亚克力塑料板材表面达因值的变化。具体来说，以达因笔在膜表面上画线3秒刚好不收缩来判定该亚克力塑料板材表面的达因值。

四、解卷力测试（单位为N/25mm）

将25mm宽的自粘型保护膜叠加在一起贴合在钢制辊芯上，然后用2kg FINAT标准滚轮以250mm/min速度滚压自粘型保护膜。将自粘型保护膜从钢制辊芯剥离一段，然后按照180°剥离强度测试方法测试，记录最大值作为解卷力。

五、自粘型保护膜鼓起、起皱

将贴有自粘型保护膜的亚克力塑料板材放置在烘箱加热20min（以200℃为例），之后通过目视确认自粘型保护膜是否经过高温后出现起皱等不良外观。

表2 不同自粘型保护膜的性能列表

一方面，通过比较初始粘着力和高温剥离力，本发明实施例一至四提供的自粘型保护膜在常温的初始粘着力最低为0.05N/25mm，最大为0.13 N/25mm。高温剥离力最低为0.10 N/25mm，最大为0.15 N/25mm。并且，自粘型保护膜的初始粘着力和高温剥离力差异不超过0.03N/25mm。而对比例一至四所提供的自粘型保护膜的初始粘着力最低为0.32N/25mm，最高为0.40N/25mm。高温剥离力最低为0.43 N/25mm，最大为0.52 N/25mm。并且，自粘型保护膜的初始粘着力和高温剥离力差异达到0.09N/25mm以上。由此可见，本发明实施例提供的自粘型保护膜在PVC塑料板材上的粘着力在常温至200℃的稳定性比较好，大概在0.05N/25mm~0.15N/25mm。基于此，当本发明实施例提供的自粘型保护膜从亚克力塑料板材成型的产品剥离时，比较容易从亚克力塑料板材成型的产品剥离，残胶情况较少。

另一方面，通过自粘型保护膜在常温和220℃的达因值差异比较可以发现，本发明实施例提供的自粘型保护膜加热前后达因值变化在8mN/m以内，其变化幅度较小。而加热前后达因值变化幅度越小，自粘型保护膜在高温加热过程中的析出物也就越少，因此，本发明实施例提供的自粘型保护膜从PVC塑料板材成型的产品剥离时，具有较低的析出物残留量。

再一方面，通过测试自粘型保护膜的解卷力可以发现，本发明实施例一至四提供的自粘型保护膜从辊芯上的解卷时，其解卷力不超过0.08 N/25mm，而对比例一至四提供的自粘型保护膜从钢制辊芯上的解卷时，最低为0.22 N/25mm。由此可见，本发明实施例提供的自粘型保护膜可以比较顺畅从钢制辊芯放卷，并有利于在PVC塑料板材上贴膜操作，不影响贴膜效果。

最后一方面，将贴有自粘型保护膜的PVC塑料板材放置在烘箱加热20min（以200℃为例），之后通过目视发现，本发明实施例一至四提供的自粘型保护膜在PVC塑料板材表面没有出现起皱、起泡、破孔等表面不良问题。对比例一至四提供的自粘型保护膜在PVC塑料板材表面出现起皱、起泡、破孔等表面不良问。由此可见，本发明实施例提供的自粘型保护膜具有良好的耐高温性能。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自粘型保护膜，其特征在于，包括：粘结层、中间层以及解卷层，所述中间层位于所述粘接层与所述解卷层之间；其中，

所述粘结层含有15 wt%~30 wt%的茂金属催化聚丙烯、15 wt%~35 wt%的茂金属催化聚乙烯弹性体以及35 wt%~70 wt%的橡胶类改性树脂。

2.根据权利要求1所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述茂金属催化聚丙烯的密度为0.900 g/cm³~0.905 g/cm³，茂金属催化聚乙烯弹性体的密度为0.890 g/cm³~0.905 g/cm³，橡胶类改性树脂的密度为0.950 g/cm³~0.985 g/cm³。

3.根据权利要求1所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述茂金属催化聚苯乙烯弹性体包括氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯系热塑性弹性体、高苯乙烯橡胶中的一种或多种；和/或，

所述茂金属催化聚丙烯为WINTEC™茂金属无规共聚聚丙烯或同类型聚丙烯。

4.根据权利要求1所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述中间层含有35wt%~60 wt%的中密度聚乙烯和40 wt%~65 wt%的低密度聚乙烯；所述解卷层含有70 wt%~90 wt%的中密度聚乙烯、10 wt%~30 wt%的低密度聚乙烯。

5.根据权利要求4所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述中间层和所述解卷层所含有的中密度聚乙烯的密度为0.928 g/cm³~0.935 g/cm³，所述低密度聚乙烯的密度为0.920 g/cm³~0.925 g/cm³，所述橡胶类改性树脂的密度为0.95 g/cm³~0.985 g/cm³⁾）。

6.根据权利要求1~5任一项所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述粘结层、所述中间层和所述解卷层的层厚比例为（10~25）：（50~80）：（10~25）。

7.根据权利要求1~5任一项所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述自粘型保护膜在常温至160℃~220℃的粘着力为0.05N/25mm~0.65N/25mm。

8.根据权利要求1~5任一项所述的自粘型保护膜，其特征在于，所述自粘型保护膜采用三层共挤吹膜设备或三层共挤流延设备制备。

9.一种板材成型方法，其特征在于，包括：

提供一板材；

在所述板材的至少一面形成保护膜；所述保护膜为权利要求1~8任一项所述自粘型保护膜，所述自粘型保护膜包括的粘结层与所述板材的表面接触；

加热形成有所述保护膜的板材，并置于成型模具内进行真空成型；

去除成型后的所述板材上的自粘型保护膜。

10.根据权利要求9所述的板材成型方法，其特征在于，所述加热的温度为160℃~220℃。

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