一种低光泽高透明的聚酰胺薄膜及其制备方法与流程

本发明属于软包装材料技术领域，具体涉及一种低光泽高透明的聚酰胺薄膜及其制备方法。

背景技术：

双向拉伸聚酰胺薄膜(bopa薄膜)因具有拉伸强度大、阻隔性高、耐穿刺性好等优良特点，而广泛应用于食品包装、电子包装、医药包装等众多行业和领域。随着软包装行业的快速发展，越来越成熟的包装市场需要更多的功能性bopa薄膜。低光泽度高透明触感的bopa薄膜，可以给人以柔和、时尚典雅的高档感和良好的触感，同时可以消除人的视觉疲劳，适合于高档的包装和印刷复合包装等，如大米袋、饼干、干果、化妆品、药品、书本、期刊、杂志的封面包装等，市场前景广阔。而现有市售普通bopa薄膜表面光泽度高且质地生硬，给人以非常生硬的感觉，这在一定程度上限制了bopa薄膜的应用范围。

此外，从生产成本的角度考虑，通常会对聚酰胺生产过程中产生的废料进行回收再利用。但当使用者对包装材料的性能要求逐渐增加，回收时如何避免二次料对包装材料的某些性能造成影响(尤其是透明度)是决定是否回收方式的重要关键。如果二次料的回收对经济价值没有贡献或产生副作用，则二次料将不会被回收，因而对其的废弃处理将会衍生出诸多环境问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种低光泽高透明的聚酰胺薄膜及其制备方法，解决了上述背景技术中聚酰胺薄膜性能的问题，还解决了聚酰胺二次料回收降低产品透明度的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种低光泽高透明的聚酰胺薄膜，由上表层、芯层和下表层组成；

所述上表层包括聚酰胺树脂、聚酰胺弹性体组合物、离聚物、稀土化合物；所述聚酰胺树脂包括聚酰胺基材和低熔点聚酰胺，所述低熔点聚酰胺至少占上表层总组分的5wt％；所述聚酰胺弹性体组合物由45-65wt％的聚酰胺弹性体和35-55wt％的二氧化硅包覆有机硅组成；

所述芯层的组分包括生物基聚酰胺树脂和生物基聚酰胺二次料；

所述下表层的组分包括聚酰胺基材。

其中，所述上表层按质量分数由以下原料组成：

所述芯层按质量分数由以下原料组成：

所述下表层按质量分数由以下原料组成：

聚酰胺基材98％～99.8％

爽滑剂0.1％～1％

开口剂0.1％～1％。

在本发明一较佳实施例中，所述聚酰胺基材包括聚酰胺6、聚酰胺6/66、聚酰胺66/6、聚酰胺66/612、聚酰胺66/610，聚酰胺612、聚酰胺610、聚酰胺1010、mxd6、生物基聚酰胺中的至少一种。

在本发明一较佳实施例中，所述低熔点聚酰胺的熔点低于200℃(采用dsc法测试)；具体的，所述低熔点聚酰胺为聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1012、聚酰胺1212中的至少一种，或所述低熔点聚酰胺为聚酰胺1010、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1012、聚酰胺1212、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610，聚酰胺612中至少两种单体共聚而成且满足熔点低于200℃的聚酰胺。

在本发明一较佳实施例中，所述聚酰胺弹性体的软段为脂肪族聚酯、聚醚或脂肪族聚碳酸酯，硬段为聚酰胺56，聚酰胺6、聚酰胺11或聚酰胺12。

在本发明一较佳实施例中，所述离聚物为乙烯甲基丙烯酸离聚物、乙烯基丙烯酸离聚物、苯乙烯基丙烯酸离聚物、稀土离聚物中的至少一种。

在本发明一较佳实施例中，所述稀土化合物的稀土元素为钇、镧、铈、钕、铕或镝中的至少一种。

在本发明一较佳实施例中，所述生物基聚酰胺包括完全生物基聚酰胺和部分生物基聚酰胺，具体包括聚酰胺4、聚酰胺410、聚酰胺46、聚酰胺54、聚酰胺56、聚酰胺510、聚酰胺512、聚酰胺516、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺613、聚酰胺11、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺12、聚酰胺10t中的至少一种。

在本发明一较佳实施例中，所述上表层的表面在扫描范围为20*20um下得到的均方根粗糙度大于145nm(采用afm法测试)。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：提供了上述低光泽高透明聚酰胺薄膜，包括以下步骤：

步骤a、将所述上表层、芯层和下表层的原料分别按配方比例进行混合，再分别在三台挤出机中剪切塑化成熔体，并经过过滤网过滤后，使熔体通过t型模头共挤出成薄片；

步骤b、采用高压气刀将上述薄片贴附至表面温度为20℃～30℃的激冷辊骤冷成铸片；

步骤c、将所述铸片通过35～65℃水槽中进行调湿处理，然后除干表面水分，再进入拉伸箱的拉伸区进行同步拉伸，拉伸温度为150～200℃，拉伸倍率为2.5×2.5～3.3×3.3。

步骤d、将拉伸后的薄膜在高温下进行热定型处理，并至少对薄膜的一个表层进行电晕处理，然后收卷，制得所述低光泽高透明触感聚酰胺薄膜。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、本发明通过以生物基聚酰胺树脂作为芯层，在保持力学性能和透明性的同时，有利于减少碳排放，具有环保的特点；

2、本发明在表层中添加低熔点聚酰胺树脂、聚酰胺弹性体组合物和离聚物，在提高薄膜表面触感特性的同时，可形成微粗糙度的表面，当光照射到表面时，凹凸不平的表面有利于产生漫反射，从而降低薄膜的表面光泽度。同时，在表层中添加稀土化合物，在不影响透明性的同时，可增加薄膜表面的粗糙度，进一步降低薄膜的表面光泽度。

3、本发明合理添加了生物基聚酰胺二次料，在添加后对薄膜性能，尤其是透明度/雾度不会造成不良影响，综合提升了产品的经济价值。

4、通过本发明的技术方案制得的聚酰胺薄膜具有光泽度低，透明性高、良好的触摸舒适感、物理力学性能良好等优点，且有利于减少碳排放，能够满足生产包装使用，具有重要的实际应用价值。

附图说明

图1为实施例1薄膜的结构示意图。

其中，1-上表层，2-中间层，3-下表层。

具体实施方式

需要说明的是，术语“上”、“下”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。

下述实施例中，所述爽滑剂油酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、硅酮粉、硅油、氧化聚乙烯蜡、芥酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一种。

所述开口剂为碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、硅藻土、氧化铝、磷酸钙中的至少一种。

所述低光泽高透明触感聚酰胺薄膜的表面粗糙度大于145nm，其中表面粗糙度的测试方法为采用afm测试法测试，在扫描范围为20*20um下得到的均方根粗糙度。

所述上表层厚度为1.5-8μm，下表层厚度为1.5-5μm，薄膜总厚度为10-35μm。

所述聚酰胺弹性体组合物由45-65％的聚酰胺弹性体和35-55％的二氧化硅包覆有机硅组成。所述聚酰胺弹性体中软段为脂肪族聚酯、聚醚或脂肪族聚碳酸酯，硬段为聚酰胺56、聚酰胺6、聚酰胺11或聚酰胺12，所述二氧化硅包覆有机硅可以采用亲水性纳米sio2和少量阳离子表面活性剂为乳化剂制得硅油pickering乳液，再通过硅氢加成反应制备了表面包覆纳米sio2的有机硅弹性体微球，或采用其他现有方式制备。

下述实施例中的低光泽高透明聚酰胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、将所述上表层、芯层和下表层的原料分别按配方比例进行混合，再分别在三台挤出机中剪切塑化成熔体，并经过过滤网过滤后，使熔体通过t型模头共挤出成薄片；

步骤b、采用高压气刀将上述薄片贴附至表面温度为20℃～30℃的激冷辊骤冷成铸片；

步骤c、将所述铸片通过35～65℃水槽中进行调湿处理，然后除干表面水分，再进入拉伸箱的拉伸区进行同步拉伸，拉伸温度为150～200℃，拉伸倍率为2.5×2.5～3.3×3.3。

步骤d、将拉伸后的薄膜在高温下进行热定型处理，并至少对薄膜的一个表层进行电晕处理，然后收卷，制得所述低光泽高透明触感的聚酰胺薄膜；

所述生物基聚酰胺二次料为采用上述方法制备的纯生物基聚酰胺薄膜的边角回收料。

实施例1

上表层1的组成为：聚酰胺6的质量百分比含量为66.3％，聚酰胺12的质量百分比含量为15％，聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量为15％，乙烯甲基丙烯酸离聚物的质量百分比含量为3％，稀土化合物的质量百分比含量为0.5％，油酸酰胺的质量百分比含量为0.1％，碳酸钙的质量百分比含量为0.1％。其中，聚酰胺弹性体组合物由65％的聚酰胺弹性体(软段为聚醚，硬段为聚酰胺12)和35％的二氧化硅包覆有机硅组成。

芯层2的组成为：聚酰胺610的质量百分比含量为99.5％，聚酰胺610二次料的质量百分比含量为0.5％。

下表层3的组成为：聚酰胺6/66的质量百分比含量为99.4％，油酸酰胺的质量百分比含量为0.1％,二氧化硅的质量百分比含量为0.5％。

按照前述制备方法制备得到总厚度为15μm的薄膜，其中上表层1和下表层3的厚度约2μm，芯层2厚度为11μm。

实施例2

上表层的组成为：聚酰胺66/6的质量百分比含量为51％，聚酰胺512的质量百分比含量10％，聚酰胺11的质量百分比含量为12％，聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量为20％，乙烯基丙烯酸离聚物的质量百分比含量为5％，稀土化合物的质量百分比含量为1％，亚乙基双硬脂酰胺的质量百分比含量为0.5％，二氧化硅的质量百分比含量为0.5％。其中，聚酰胺弹性体组合物由55％的聚酰胺弹性体(软段为脂肪族聚酯，硬段为聚酰胺6)和45％的二氧化硅包覆有机硅组成。

芯层的组成为：聚酰胺56的质量百分比含量为88％，聚酰胺56二次料的质量百分比含量为10％，聚酰胺12的质量百分比含量为2％。

下表层的组成为：聚酰胺66/612的质量百分比含量为98.5％，硅酮粉的质量百分比含量为0.5％,滑石粉的质量百分比含量为1％。

按照前述制备方法制备得到总厚度为15μm的薄膜。

实施例3

上表层的组成为：聚酰胺610的质量百分比含量为48％，聚酰胺6/66/610的质量百分比含量为3％，聚酰胺1212的质量百分比含量为4％，聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量为30％，稀土离聚物的质量百分比含量为10％，稀土化合物的质量百分比含量为3％，乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比含量为1％，滑石粉的质量百分比含量为1％。其中，聚酰胺弹性体组合物由50％的聚酰胺弹性体(软段为聚醚，硬段为聚酰胺11)和50％的二氧化硅包覆有机硅组成。

芯层的组成为：聚酰胺1010的质量百分比含量为74％,聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量1％，聚酰胺1010二次料添加量为25％。其中，聚酰胺弹性体组合物由50％的聚酰胺弹性体(软段为聚醚，硬段为聚酰胺11)和50％的二氧化硅包覆有机硅组成。

下表层的组成为：聚酰胺66/6的质量百分比含量为98.5％，硅酮粉的质量百分比含量为0.5％,滑石粉的质量百分比含量为1％。

按照前述制备方法制备得到总厚度为15μm的薄膜。

对比例1

普通市售15μm的尼龙薄膜。

对比例2

上表层的组成为：聚酰胺610的质量百分比含量为48％，聚酰胺6/66/610的质量百分比含量为3％，聚酰胺1212的质量百分比含量为4％，聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量为30％，稀土离聚物的质量百分比含量为10％，稀土化合物的质量百分比含量为3％，乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比含量为1％，滑石粉的质量百分比含量为1％。其中，聚酰胺弹性体组合物由50％的聚酰胺弹性体(软段为聚醚，硬段为聚酰胺11)和50％的二氧化硅包覆有机硅组成。

芯层的组成为：聚酰胺1010的质量百分比含量为99％，聚酰胺弹性体组合物的质量百分比含量1％。其中，聚酰胺弹性体组合物由50％的聚酰胺弹性体(软段为聚醚，硬段为聚酰胺11)和50％的二氧化硅包覆有机硅组成。

下表层的组成为：聚酰胺66/6的质量百分比含量为98.5％，硅酮粉的质量百分比含量为0.5％,滑石粉的质量百分比含量为1％。

按照前述制备方法制备得到总厚度为15μm的薄膜。

对比例3

上表层的组成为：聚酰胺6的质量百分比含量为99.3％，稀土化合物的质量百分比含量为0.5％，油酸酰胺的质量百分比含量为0.1％，碳酸钙的质量百分比含量为0.1％。

芯层的组成为：聚酰胺610的质量百分比含量为99.5％，聚酰胺610二次料的质量百分比含量为0.5％。

下表层的组成为：聚酰胺6/66的质量百分比含量为99.4％，油酸酰胺的质量百分比含量为0.1％,二氧化硅的质量百分比含量为0.5％。

按照前述制备方法制备得到总厚度为15μm的薄膜。

将上述实施例和对比例进行相关项目测试，测试方法为

透光率和雾度：按照gbt2410-2008标准测试；

光泽度：按照astmd2457-2003标准测试；

拉伸性能：按照gbt1040.3-2006标准测试；

表面粗糙度为采用afm测试法测试，扫描范围为20*20um下得到的均方根粗糙度。

触感性能：将15μm的尼龙薄膜的非测试面粘贴于玻璃板上，采用食指在薄膜的表面上滑动进行评价，若触感效果好，则用“”表示，反之，则用“×”表示。

由上表可知，实施例1～3采用本发明所制备的低光泽高透明触感聚酰胺薄膜，相较于对比例1的普通市售尼龙薄膜，具有光泽度低，透明性高、良好的触摸舒适感、物理力学性能良好等优点；相较于对比例3，实施例1～3添加低熔点聚酰胺树脂、聚酰胺弹性体组合物和离聚物，具有光泽度低的良好视觉效果，并拥有更好的触感性能；此外，由实施例3和对比例2可知，本发明方法中加入二次料对薄膜整体性能不会造成过度的不良影响，反而因为二次料的加入能够有效降低生产成本，能够满足生产包装使用，具有重要的实际应用价值。

以上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。