本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种覆铁热封聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术：
在金属制罐行业，传统的金属罐内侧都必须经过涂装处理，而涂装处理所使用的物质中含有环境激素的双酚A类物质，一旦出现溶出超标，对人体和环境都会产生有害影响。而金属板覆膜技术利用PET，PVC或PP等薄膜与金属板材（镀锌板，冷轧板，铝板，不锈钢板）进行覆合而成，不使用粘着剂和溶剂，对环境保护以及食品安全等具有非常重要的意义。利用普通PET薄膜的金属板覆膜技术仅掌握在日本等少数厂家手中，如果PET薄膜具有热封特性可与金属板在加热的情况下粘合在一起，可大大降低金属板覆膜技术的难度，降低其成本并能普遍推广金属板覆膜技术，有利于行业的发展和进步。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种可与金属板复合的热封型聚酯系薄膜以及该种薄膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种覆铁热封聚酯薄膜，包括上表层、芯层和下表层三层结构，其中上表层由低熔点聚酯、无机物改性的结晶型聚酯组成，芯层由结晶聚酯均聚物、低熔点共聚酯组成，下表层由结晶聚酯均聚物、无机物改性的结晶型聚酯组成，所述上、下表层共挤复合于所述芯层的上、下表面。
其中，所述无机物改性的结晶型聚酯均聚物是由无机物、对苯二甲酸、乙二醇聚合得到的聚酯均聚物，其中，无机物：对苯二甲酸：乙二醇 = 0.1-2.5wt%：60~70wt%：30~40wt%，缩聚过程中采用20-50ppm的真空度，反应温度为270-285℃, 反应时间为2-4h。所述无机物为二氧化硅(SiO2)类成核剂，其粒径范围为10~4000nm。
作为一种优选，所述无机物的粒径为1000～3000nm。
所述结晶型聚酯均聚物是由对苯二甲酸、乙二醇聚合得到的聚酯均聚物，其中，对苯二甲酸：乙二醇=55~70wt%：30~45wt%，缩聚过程中采用20-50ppm的真空度，反应温度为270-290℃, 反应时间为2-4h。
所述低熔点共聚酯是由对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、2，2-二甲基-1，3丙二醇共聚得到的聚酯共聚物，其中，对苯二甲酸：间苯二甲酸：乙二醇： 2，2-二甲基-1，3丙二醇 = 50~65wt%：3~17wt%：24~35wt%：3~10wt%，共聚过程中采用20-50ppm的真空度，反应温度为270-285℃, 反应时间为2-4h。
所述无机物改性的结晶聚酯的熔点为256~262℃，所述结晶型聚酯均聚物的熔点为258～262℃，所述低熔点共聚酯的熔点为180～230℃。
作为一种优选，所述结晶型聚酯均聚物的熔点为260～262℃。
作为一种优选，所述低熔点共聚酯的熔点为200~225℃。
作为一种优选，所述无机物改性的结晶聚酯的熔点是260~262℃。
所述无机物改性的结晶聚酯的特性粘度为0.60~0.80dl/g，所述结晶聚酯共聚物的特性粘度为0.62~0.70dl/g，所述低熔点非晶聚酯的特性粘度为0.72~0.86dl/g。
作为一种优选，所述无机物改性的结晶聚酯的特性粘度为0.64~0.70dl/g。
作为一种优选，所述结晶型聚酯均聚物的特性粘度为0.65~0.70dl/g。
作为一种优选，所述低熔点共聚酯的特性粘度为0.74~0.82dl/g。
所述覆铁热封聚酯薄膜的密度为1.30～1.40g/m2，所述覆铁热封聚酯薄膜的厚度为10～60μm，所述芯层的厚度为8～50μm。
所述覆铁热封聚酯薄膜在170℃，10min热空气中的纵向收缩率为0~2%，横向收缩率为-5~2%。
所述覆铁热封聚酯薄膜在140℃，400N，2s下的热封强度不小于3N/15mm。
一种覆铁热封聚酯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将无机物改性的结晶聚酯以及低熔点共聚酯按1～20wt%：80～99wt%的配比混合作为薄膜上层的原料，在260～280℃的温度下熔融，用双螺杆挤出机挤出；
（2）将用结晶型聚酯均聚物、低熔点共聚物按10～90wt%：10～90wt%的配比混合，分别作为薄膜芯层的原料，在260～285℃的温度下熔融，用双螺杆挤出机挤出；
（3）将无机物改性的结晶聚酯以及结晶型聚酯均聚物按1～60wt%：40～99wt%的配比混合作为薄膜下层的原料，在260～280℃的温度下熔融，用双螺杆挤出机挤出；
（4）将熔融后的芯层原料及熔融后的上、下表层原料，经三层复合模头共挤成型，在10～40℃的温度下急冷成铸片；
（5）将步骤（4）中制作的铸片在70～90℃的温度下预热后，再在80～90℃进行纵向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.00～4.50；
（6）将步骤（5）中制作的铸片在90～110℃的温度下预热后，再在100～130℃进行横向拉伸得到最终薄膜，拉伸倍数为3.00～5.00。
本发明的有益效果是：
本发明的覆铁热封聚酯薄膜，其上表层的主要成分低熔点聚酯共聚物，由于该共聚物由于具有较低的熔点、优良的热封性和拉伸成膜性，这实现了与金属铁板等所需要的热封性；由于该薄膜的上、下表层中包含了一定比例的无机物改性的结晶聚酯，该结晶聚酯具有良好的爽滑性，这实现了覆铁热封薄膜所需要的开口性；由于芯层中含有一定比例的低熔点聚酯共聚物，与上表层具有良好的附着牢度，可实现覆膜铁在深冲过程中的应用。
具体实施方式
下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。
无机物改性的结晶聚酯的制备方法：质量分数为0.3~1.5%的粒径为1000~3000nm的二氧化硅、62~68wt%的对苯二甲酸、32~38wt%的乙二醇的混合物，在真空度为20ppm，反应温度为275℃的条件下，缩聚反应3.5h。
低熔点共聚酯的制备方法：58~62wt%的对苯二甲酸、4~8wt%的间苯二甲酸、22~32wt%的乙二醇、5~10wt%的2，2-二甲基-1，3丙二醇的混合物，在真空度为20ppm，反应温度为275~285℃的条件下，缩聚反应4h。
实施例 1
将熔点为260℃的结晶型聚酯均聚物，熔点为220℃的低熔点共聚酯，按照50wt%：50wt%的比例混合作为芯层原料进入双螺杆挤出机，在270℃下熔融挤出，挤出的熔融状态的混合物经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为220℃的低熔点共聚物和熔点为258℃的无机物改性的结晶聚酯按照90wt%：10wt%的含量比混合，作为上表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在270℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为260℃的结晶型聚酯均聚物和熔点为258℃的无机物改性的结晶聚酯按照90wt%：10wt%的含量比混合，作为下表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在275℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将熔融后的芯层原料和上、下表层原料，经三层共挤复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经30℃急速冷却成铸片。
将冷却得到的铸片在80℃下预热后，再在85℃进行纵向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.20。
将得到的基膜在100℃下预热后，再在110℃进行横向拉伸得到薄膜，拉伸倍数为3.50。
薄膜经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.35g/m2的多层共挤收缩薄膜，所述薄膜的厚度为12μm，所述芯层的厚度为8μm，上、下表层的厚度均为2μm。该覆铁热封聚酯薄膜在170℃，30min热空气中的纵向收缩率为1%，横向收缩率为0%。该覆铁热封聚酯薄膜的热封强度为4.5N/15mm。
实施例 2
将熔点为262℃的结晶型聚酯均聚物，熔点为210℃的低熔点共聚酯，按照40wt%：60wt%的比例混合作为芯层原料进入双螺杆挤出机，在265℃下熔融挤出，挤出的熔融状态的混合物经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为210℃的低熔点共聚物和熔点为260℃的无机物改性的结晶聚酯按照95wt%：5wt%的含量比混合，作为上表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在265℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为262℃的结晶型聚酯均聚物和熔点为260℃的无机物改性的结晶聚酯按照95wt%：5wt%的含量比混合，作为下表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在275℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将熔融后的芯层原料和上、下表层原料，经三层共挤复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经20℃急速冷却成铸片。
将冷却得到的铸片在90℃下预热后，再在88℃进行纵向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.50。
将得到的基膜在110℃下继续预热后，再在120℃进行横向拉伸得到薄膜，拉伸倍数为3.80。
薄膜经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.34g/m2的多层共挤收缩薄膜，所述薄膜的厚度为20μm，所述芯层的厚度为14μm，上、下表层的厚度均为3μm。该覆铁热封聚酯薄膜在170℃，30min热空气中的纵向收缩率为1.5%，横向收缩率为-1%。该覆铁热封聚酯薄膜的热封强度为6N/15mm。
实施例 3
将熔点为258℃的结晶型聚酯均聚物，熔点为200℃的低熔点共聚酯，按照70wt%：30wt%的比例混合作为芯层原料进入双螺杆挤出机，在270℃下熔融挤出，挤出的熔融状态的混合物经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为200℃的低熔点共聚物和熔点为262℃的无机物改性的结晶聚酯按照85wt%：15wt%的含量比混合，作为上表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在270℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将由熔点为258℃的结晶型聚酯均聚物和熔点为262℃的无机物改性的结晶聚酯按照85wt%：15wt%的含量比混合，作为下表层原料；然后，将混合物放入双螺杆挤出机，在280℃的温度下对混合物进行熔融挤出。挤出的熔融状态的混合物通过安装于双螺杆挤出机处的抽真空装置除去水分和低聚物，然后经预过滤器、计量泵、主过滤器，进入模头。
将熔融后的芯层原料和上、下表层原料，经三层共挤复合模头汇合后共挤成型，在急冷辊上经25℃急速冷却成铸片。
将冷却得到的铸片在75℃下预热后，再在80℃进行纵向拉伸得到基膜，拉伸倍数为3.10。
将得到的基膜在105℃下继续预热后，再在125℃进行横向拉伸得到薄膜，拉伸倍数为4.10。
薄膜经冷却、切割、静电消除和收卷得到密度为1.37g/m2的多层共挤收缩薄膜，所述薄膜的厚度为15μm，所述芯层的厚度为10μm，上、下表层的厚度均为2.5μm。该覆铁热封聚酯薄膜在170℃，30min热空气中的纵向收缩率为0%，横向收缩率为0%。该覆铁热封聚酯薄膜的热封强度为4N/15mm。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。