本技术属于保护膜的，特别是涉及一种纸基保护膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、pet保护膜又名耐高温聚酯薄膜，按照用途可以分为数码产品保护膜、汽车保护膜、家用保护膜、食品保鲜保护膜等。现在主流的pet保护膜是pet硅胶屏幕保护膜，以塑料薄膜或铝塑复合材料等为基材，单面涂以低粘性压敏胶粘剂，制成卷材后经分切制成，贴于型材表面，可有效防止型材表面在挤出成型、运输、成窗、安装过程中遭受划伤或污染，随着手机数码产品在中国的普及，保护膜已经慢慢的成为屏幕保护膜的一种统称。因pet材质具有重量轻、透明性和阻气性好，无毒，无味等优点，获得迅速的发展。
2、而随着pet保护膜的普及程度越来越高、应用越来越广泛，作为其主要基材的塑料薄膜的使用量也越来越大，且塑料薄膜多为一次性产品，极大地增加了环境的负担。对生产过程中提出的“减塑无塑”的环保要求，以及对使用过程提出的“无伤无残留”的高标准，使得传统的pet保护膜面临严峻的挑战，加上传统的塑料薄膜的材质特性，稳定性周期短，已经逐渐不能满足环保的要求。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种纸基保护膜及其制备方法和应用，材料以及生产过程方面不仅解决了环保要求，成型的硅胶磨蹭的爽滑性、耐冲击、无腐蚀、耐老化、防水等特性更是大大提高了保护膜的性能，增强了对产品的保护效果。
2、本技术的技术方案是，一种纸基保护膜，采用克重大于90克的原纸作为基材，在所述基材表面通过表面处理形成硅胶膜层，其中，所述硅胶膜层原料按重量份计算包括以下组分：
3、聚硅氧烷 30-50份；
4、交联剂 0.45-0.75份；
5、溶剂 3-5份。
6、进一步的，所述交联剂为过氧型交联剂。
7、具体的，所述交联剂为过氧化二苯甲酰。
8、进一步的，所述聚硅氧烷为二甲基硅氧烷或二甲基硅氧烷的同系物；所述溶剂为乙酸乙酯。
9、进一步的，所述硅胶膜层原料按重量份计算，还包括0.10-0.25份碳化硅纤维；所述碳化硅纤维的直径范围为0.1μm到1μm，长度范围为10-30μm。
10、本技术通过主要通过以下途径实现：
11、1.过氧交联剂的同性裂解
12、
13、2.游离基转移至聚硅氧烷链
14、
15、3.聚硅氧烷的交联
16、
17、聚硅氧烷的主链为si-o-si键，无双键的存在，且聚硅氧烷类聚合物为惰性物质，因此不会被紫外光分解和臭氧氧化，化学性质稳定，常温下不会与保护物发生反应，从而有耐老化、无腐蚀的效果；甲基的排列使其具有憎水性；主链中的si-o键，键距长、键角大和键能高，由其组成的硅氧链非常柔软，在低温下也有很好的柔顺性，具有较好的耐冲击效果；其表面的张力和表面能较低，对许多材料不粘，吸附性低，因此具有隔离和爽滑的作用。
18、本发明还提供了上述一种纸基保护膜的制备方法，包括以下操作步骤：一种纸基保护膜的制备方法，包括以下步骤：
19、s1：按照比例称取一定量的聚硅氧烷、溶剂和采用溶剂稀释后的过氧交联剂后，按顺序依次加入反应容器中；
20、s2：对反应容器中的混合液进行搅拌，搅拌转速700~900 r/min，保持混合液的温度为20-30℃，搅拌时间20~30min，混合均匀形成待涂布液，备用；此时，若配置量超过20kg，可适当延长搅拌时间，但单次配置量不宜超过25kg，避免放置时间过长，影响涂布液质量；
21、s3：选用原纸作为基材，将s2制备的待涂布液对基材进行涂布；涂布速率15~20 m/min，后进行固化处理，固化温度为120~130℃，固化时间为60~120s，制得纸基保护膜；其中涂布过程中速度不能超过20 m/min，温度不能低于120℃，速度过快或温度过低均会导致涂层无法充分固化，从而导致与基材的连接强度低。
22、进一步的，所述步骤s1中，还包括，称取一定比量的碳纤维，采用溶剂进行稀释，再进行超声处理分散后，加入反应容器中。
23、进一步的，所述步骤s1中，超声处理分散过程中，超声功率600-700w，超声处理时间6-9min。
24、进一步的，所述步骤s3中，涂布厚度为10~50μm，具体的，涂布厚度可以根据实际生产需求进行控制，优选在45-50μm范围内；控制环境湿度在40%~70%范围内。
25、本技术还提供了上述纸基保护膜的应用，所述保护膜用作手机、平板、电脑等产品的保护。
26、有益效果
27、1.本技术采用原纸作为基材，减少了塑料材料的使用，减轻了对环境负荷，环保。
28、2.稳定的爽滑硅胶膜层具有优异的疏水性，不予水发生反应，使得本技术制备的纸基保护膜防水效果优异。
29、3.稳定的爽滑硅胶层具有抗氧化，耐候性，润滑性，较低的粘温系数等特性，大幅度增加了使用周期，提高了本技术保护膜的使用寿命。
30、4.爽滑硅胶层稳定的化学性质，不会对保护存在腐蚀、氧化、擦伤等现象。
31、实施方式
32、为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
33、下面将结合本技术实施例，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34、在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
35、下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
36、下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
37、实施例
38、本实施例中，原料中聚硅氧烷选用二甲基硅氧烷，过氧交联剂选用过氧化二苯甲酰，溶剂选用乙酸乙酯。
39、s1：称取二甲基硅氧烷60份、乙酸乙酯6份和过氧化二苯甲酰0.9份，其中0.9份过氧化二苯甲酰采用过氧化二苯甲酰份数的3-5倍的乙酸乙酯稀释后备用，按照二甲基硅氧烷、乙酸乙酯和过氧化二苯甲酰的顺序依次加入反应容器中。
40、s2：对反应容器中的混合液进行搅拌，搅拌转速700~900 r/min，保持混合液的温度为20-30℃，搅拌时间20~30min，混合均匀形成待涂布液，备用。
41、s3：选用原纸作为基材，将s2制备的待涂布液对原纸进行涂布，涂布厚度为45-50μm；涂布速率15~20 m/min，后进行固化处理，固化温度为120~130℃，固化时间为60~120s，制得纸基保护膜。
42、实施例
43、本实施例与实施例1的区别在于，本实施例选用的二甲基硅氧烷、乙酸乙酯和过氧化二苯甲酰的份数不同。
44、本实施例步骤s1中，二甲基硅氧烷80份、乙酸乙酯8份和过氧化二苯甲酰1.2份。
45、实施例
46、本实施例与实施例1的区别在于，本实施例选用的二甲基硅氧烷、乙酸乙酯和过氧化二苯甲酰的份数不同。
47、本实施例步骤s1中，二甲基硅氧烷100份、乙酸乙酯10份和过氧化二苯甲酰1.5份。
48、实施例
49、本实施例与实施例3的区别在于，本实施例的原料中还包括了0.2份碳化硅纤维。
50、本实施例的碳化硅纤维选用直径范围为0.1μm到1μm，长度范围为10-18μm的碳化硅纤维。
51、s1：称取二甲基硅氧烷100份、乙酸乙酯10份、过氧化二苯甲酰1.5份和碳化硅纤维0.2份；
52、其中1.5份过氧化二苯甲酰采用过氧化二苯甲酰份数的3-5倍的乙酸乙酯稀释后备用；
53、其中0.2份碳化硅纤维采用碳化硅纤维份数的1-1.5倍的乙酸乙酯稀释后，采用超声波进行超声分散，超声功率600-700w，超声处理时间6-9min，直至碳化硅纤维在乙酸乙酯中充分分散。
54、按照二甲基硅氧烷、乙酸乙酯、过氧化二苯甲酰和碳化硅纤维的顺序依次加入反应容器中。
55、s2：对反应容器中的混合液进行搅拌，搅拌转速700~900 r/min，保持混合液的温度为20-30℃，搅拌时间20~30min，混合均匀形成待涂布液，备用。
56、s3：选用原纸作为基材，将s2制备的待涂布液对原纸进行涂布；涂布速率15~20 m/min，后进行固化处理，固化温度为120~130℃，固化时间为60~120s，制得纸基保护膜。
57、实施例
58、本实施例与实施例4的区别在于，本实施例选用的碳化硅纤维的份数不同；本实施例步骤s1中，碳化硅纤维使用0.3份。
59、实施例
60、本实施例与实施例4的区别在于，本实施例选用的碳化硅纤维的份数不同；本实施例步骤s1中，碳化硅纤维使用0.5份。
61、实施例
62、本实施例与实施例4的区别在于，本实施例选用的碳化硅纤维的长度不同；本实施例步骤s1中，碳化硅纤维的长度范围为15-30μm。
63、上述实施例1-7制得的纸基保护膜均可以用于手机、平板、电脑等产品外部的保护。
64、对比例1
65、市售pet薄膜。
66、对比例2
67、本对比例与实施例4的区别在于，本对比例选用的碳化硅纤维的长度不同；本实施例步骤s1中，碳化硅纤维的长度范围为30-50μm。
68、对上述实施例1-7和对比例1-2的保护膜进行如下检测：
69、耐磨性检测：按照hg/t 4303-2012《表面硬化聚酯薄膜耐磨性测定方法》测试薄膜的耐磨耗性能，采用0000#钢丝绒，1000gf/cm2负重，通过检测膜片表面无划伤的耐磨次数极限，来判定薄膜的耐磨效果，耐磨次数越高，效果越好。
70、疏水性/防水性检测：按照gb/t 30693-2014《塑料薄膜与水接触角的测量》的标准，测试薄膜表面的水接触角，水接触角越高，说明疏水性越好，防指纹效果越好。
71、爽滑性检测：按照gb 10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》和qb/t5352-2018《人造革合成革试验方法表面滑爽性的测定》的标准，测试薄膜表面的动摩擦系数，摩擦系数越低，表面阻力越小，爽滑效果越好。
72、耐老化检测：触控面板玻璃表面清洗洁净后，将实施例和对比例的保护膜平整地贴于玻璃表面，分别置于温度45℃、湿度90％rh的精密恒温恒湿试验箱中72h，取出冷却后检查保护膜表面变化情况。
73、检测结果如下表：
74、本技术采用原纸作为基材，极大减少了塑料产品的使用，满足减塑无塑的环保要求。
75、本技术仅采用3种或4种原料进行保护膜的制备，即能够达到目前保护膜的保护效果，制备的硅胶膜层的耐磨性能、疏水性、耐冲击、耐老化特性均优于普通的pet保护膜，并且制备方法的步骤少，利于工业大规模生产。
76、采用新光盘作为保护受体，对实施例1-7制得的保护膜进行试用检测；
77、实施例1-7制得的保护膜贴附于新光盘后，保持相同接触面积，采用钢丝绒负重50g、100g、150g分别对新光盘进行来回摩擦测试，多次测试盘光表面无任何擦伤、刮伤、污渍等。
78、取实施例1-7样品，分别裁剪10*10cm尺寸，在保护膜硅胶磨蹭规律性滴水，放置2~5min，将水擦干表面无明显水印、皱印、污渍等。
79、采用实施例1-7制得的保护膜将光盘平整包裹放置一周，光盘表面无任何腐蚀、氧化、污渍等现象。
80、此处做一个说明，以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。