CN107446516A - 一种基材可回收的保护膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基材可回收的保护膜及其制备方法,通过在电晕后的基材表面涂布一层混合有非微胶囊型发泡剂微粉的适度交联的水溶性高分子材料作为预涂层,再在预涂层上涂布胶黏剂涂层并复合离型膜,即可制得基材可回收的保护膜。本发明公开的基材可回收的保护膜在使用结束后,可将该保护膜加热到预设的温度使基材与胶黏剂涂层分离。分离后的基材经水洗后,即可得到相对纯净的基材用于进一步的回收再利用;清洗水中溶解的水溶性高分子材料可经由氧化剂氧化为对环境无害的二氧化碳及水。本发明的制备方法简单易行,回收后的基材纯净度高,效果明显且经济性好,社会及环境效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及压敏胶黏制品领域,特别是一种基材可回收的保护膜及其制备方法。
背景技术
压敏胶黏制品在不需要加热或使用溶剂的情况下即可表现出粘性,广泛应用于模切、电子、医学、光学、电镀保护及材料加工等方面。
目前胶黏制品行业中各种保护膜一般以PET、PP、CPP、金属箔类材料为基材,以聚丙烯酸酯类、有机硅类、橡胶及PU等压敏胶黏剂为胶黏剂涂层。随着技术的不断进步,从使用性能上而言,这些保护膜可以很好地满足各行业不断增长的使用要求。
然而,在环保意识不断加强的今天,环境友好型材料及材料的可回收性越来越受到人们的重视,资源、市场及环保要求越来越高。但目前市场上占主导地位的保护膜类产品,其在使用完毕后,一般都是作为固态危废,或是作为工业垃圾进行填埋、焚烧甚至不作有效处理混杂于普通的社会垃圾中,这不仅严重污染了我们的生活环境,而且也造成了资源的极大浪费。
常见的保护膜产品约70%~90%质量份额为膜类基材,这些膜类物质在自然界中很难降解,如若能进行回收处理,不仅具有极其重要的社会环境效益,也将具有极佳的经济效益。目前保护膜的处理方法大致有如下几种方式:
1.直接填埋或焚烧:将使用过的保护膜直接埋入垃圾处理填埋场或焚烧处理,这种处理方法实际上还是会污染地下水或大气环境;
2.作为固态危废,请有处理资质的专业机构处理:这种处理成本高昂,每吨的处理费用报价为4000元至5000元不等,一般企业难以承受。
3.溶剂去除胶层:将初步清洗的保护膜用有机溶剂浸泡,待保护膜的胶黏剂涂层在有机溶剂如乙酸乙酯、甲苯等中溶解或溶胀后,再用机械的方法去除,得到相对比较纯净的基材,再将基材回收再利用。这种处理方法的缺点是:因使用有机溶剂,存在着消防安全及职业卫生安全隐患;有机溶剂价格较高导致经济性不合理,同时使用后的有机溶剂同样存在待处理问题。而且通常保护膜的胶黏剂涂层为交联型的压敏胶,其在有机溶剂中很难有效溶解,导致处理后的基材仍然带胶严重,不利于后续回收再利用。
4.化学溶胶:将初步清洁的保护膜用NaOH等强碱性溶液在高温条件下反应以达到溶掉胶黏剂涂层的目的。这种处理方法的缺点主要是选择性太差,只能处理聚丙烯酸酯类胶黏剂涂层的保护膜,其他种类胶黏剂涂层的保护膜处理效果不佳,同时反应时间长、能耗高、产生的污水多、膜类基材受损等。
5.直接混合造粒回收法:将初步清洁的保护膜切碎后,在熔融状态下用共挤出法直接将含有胶黏剂涂层的保护膜造粒,制得具有一定物理性能的塑料粒子再回收利用。本方法的特点是保护膜的可选择性太狭窄。因为基材及胶黏剂涂层的化学成分及化学结构的原因,只能对采用聚烯烃的基材并涂布SBR型胶黏剂涂层的保护膜进行共挤出造粒,而采用非聚烯烃基材及非SBR胶黏剂涂层的保护膜则不能共挤出造粒,所以本方法的局限性太强。
6.采用胶黏剂混加微胶囊发泡剂的方法:这种方法是将具有一定发泡温度的发泡剂加到压敏胶黏剂中,待保护膜使用结束后,将用过的保护膜经过一定的温度处理,压敏胶黏剂中的发泡剂发泡,使胶黏剂涂层从基材上崩解脱落,从而可以达到回收基材的目的。这种方法是有特定的使用条件的,主要是因为压敏胶黏剂的玻璃化转变温度点很低(约-20℃~-70℃),在发泡剂的发泡温度条件下,胶黏剂涂层处于粘流态,根本无法满足发泡剂的发泡条件,发泡剂在发泡伊始形成的气态物质迅速穿过胶黏剂涂层而溢散,得不到发泡的胶黏剂涂层,也就达不到通过发泡作用使胶黏剂涂层从基材上崩解脱落的目的。所以采用向胶黏剂涂层中添加发泡剂的方法只能添加微胶囊型发泡剂。采用微胶囊发泡剂来进行保护膜基材回收的缺点也很明显,一来是微胶囊发泡剂的价格很昂贵,经济性较差;二来微胶囊发泡剂的平均粒径一般都超过20μm,所以很难在胶厚低于20μm的保护膜上采用;再者微胶囊发泡剂发泡后,并不能保证胶黏剂涂层会从基材上完全脱落,这同样不能满足保护膜基材的有效回收。
目前中国大陆地区的保护膜月生产量的量级为数以亿计平方米,所以,无论处于环境保护还是资源回收再利用的角度,都有必要与紧迫性去找到一种简单易行的保护膜的资材回收再利用的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基材可回收的保护膜及其制备方法。
为实现以上发明目的之一,本发明采用以下技术方案:
一种基材可回收的保护膜,包括基材,所述基材表面电晕处理,电晕处理的基材表面涂布有适度交联的水溶性高分子预涂层,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层的干胶厚度不超过5μm,所述水溶性高分子预涂层上涂布有胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成,胶黏剂涂层上复合有离型膜。
为实现以上另一发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种基材可回收的保护膜的制备方法,包括以下步骤:
在经过电晕后的基材表面涂布水溶性高分子预涂层,对涂布后的水溶性高分子预涂层进行适度交联,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层干胶厚度不超过5μm;
在水溶性高分子预涂层上涂布胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成;
在胶黏剂涂层上复合离型膜。
进一步的,所述水溶性高分子材料的组分包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、顺丁烯二酸中的至少一种,所述水溶性高分子材料由各组分聚合制得,水溶性高分子材料未交联情况下的玻璃化转变温度点在120℃以上。
进一步的,所述水溶性高分子材料由各单体的质量百分比为:甲基丙烯酸30%-60%、丙烯酸0%-50%、顺丁烯二酸0%-30%、甲基丙烯酸-β-羟乙酯5%-20%、N-羟甲基丙烯酰胺0%-1%的原料,在80℃-100℃条件下的水或有机溶剂中以自由基聚合的方式制得。
进一步的,所述水溶性高分子预涂层还包括质量百分比为流平剂0%-1%、交联剂0%-3%的助剂。
进一步的,所述有机溶剂为乙酸乙酯。
进一步的,所述非微胶囊型发泡剂微粉为发泡温度90℃~150℃之间的低温发泡型橡塑发泡剂。
进一步的,所述非微胶囊型发泡剂微粉在水溶性高分子预涂层中的质量百分比为3%-15%,所述非微胶囊型发泡剂微粉的平均粒径小于5μm。
进一步的,所述非微胶囊型发泡剂微粉在水溶性高分子预涂层中的质量百分比为5%-10%,所述非微胶囊型发泡剂微粉的平均粒径小于3μm。
进一步的,当涂布基材为聚烯烃类时,选用发泡温度为90℃~110℃的非微胶囊型发泡剂微粉,配合使用玻璃化转变温度点为120℃~130℃的水溶性高分子材料;当涂布基材为非聚烯烃类时,选用发泡温度为120℃~150℃的非微胶囊型发泡剂微粉,配合使用玻璃化转变温度点为130℃以上的水溶性高分子材料。
水溶性高分子预涂层的最低厚度取决于水溶性高分子预涂层中所添加的非微胶囊型发泡剂微粉的最小粒径。
当基材可回收的保护膜使用完毕后,将该使用完毕的保护膜置于所添加非微胶囊型发泡剂微粉的发泡温度环境中5分钟以后,水溶性高分子预涂层中的非微胶囊型发泡剂微粉发泡完全,胶黏剂涂层从基材上脱落分离,基材上只残余少量的水溶性高分子材料。将残有少量水溶性高分子材料的基材置于清洗用水中浸泡并搅拌30分钟以上,即可得到清洁的基材,可用于后续的再利用。
浸泡后的水中含有少量的水溶性高分子物质,向该清洗水中加入臭氧、过氧化氢或次氯酸钠、次氯酸钙等氧化性物质进行反应,使水溶性高分子物质氧化为CO2及H2O;待清洗水的BOD及COD合格后予以排放。
本发明与现有技术相比,其具有显著的优点:制备方法简单易行,和现有的保护膜制备工艺沿承性好。使用过后经简单处理即可得到清洁的基材,更便于后续的回收再利用。由于不使用微胶囊型发泡剂,经济性高,涂层薄,对保护膜的使用性能影响小。水溶性高分子材料易于降解为对环境无害CO2及H2O,清洗水的处理方式简单且环保效益高。
附图说明
图1.单面保护膜的结构示意图;
图2.双面胶带的结构示意图;
图3.发泡后的单面保护膜结构示意图。
具体实施方式
以下将通过具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些具体实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些具体实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
以下提供本发明的一种实施方式:
一种基材可回收的保护膜,包括基材,所述基材表面电晕处理,电晕处理的基材表面涂布有适度交联的水溶性高分子预涂层,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层的干胶厚度不超过5μm,所述水溶性高分子预涂层上涂布有胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成,胶黏剂涂层上复合有离型膜。
请参见图1,基材可回收的保护膜可以制备为单面保护膜形式,包括在基材1一侧依次层叠设置的水溶性高分子预涂层2、胶黏剂涂层3和离型膜4。
请参见图2,基材可回收的保护膜可以制备为双面胶带形式,包括在基材1两侧依次层叠设置的水溶性高分子预涂层2、胶黏剂涂层3和离型膜4。
请参见图3,以单面保护膜形式为例,进行基材回收时,发泡后的单面保护膜结构包括基材1、残留在基材1上的少量水溶性高分子预涂层2、发泡后脱落的水溶性高分子预涂层2和脱落的胶黏剂涂层3。
一种基材可回收的保护膜的制备方法,包括以下步骤:
在经过电晕后的基材表面涂布水溶性高分子预涂层,对涂布后的水溶性高分子预涂层进行适度交联,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层干胶厚度不超过5μm;
在水溶性高分子预涂层上涂布胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成;
在胶黏剂涂层上复合离型膜。
具体的,包括以下步骤:
步骤一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、顺丁烯二酸中的至少一种单体及规定量的分子量调节剂,混合均匀,再加入规定量溶剂的约60%到混合液中,搅拌均匀,得到单体混合液,待用;
2.将计算量的引发剂准确称量,用10倍以上引发剂质量的甲苯搅拌溶解完全,静置30分钟以上,待引发剂甲苯溶液中的水分完全沉淀,分离出溶液中的水分,取上清液待用;
3.将精制后的引发剂甲苯溶液加至单体混合液中,搅拌均匀后再加入分子量调节剂,继续搅拌得到单体滴加液;
4.向反应釜中加入约30%的溶剂,在通氮保护氛围下升温至回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中滴加单体滴加液,控制滴加时间为120分钟左右滴加完毕;
6.用规定量10%的溶剂冲洗滴加罐及管路;
7.控制反应釜中的反应温度在80℃~88℃之间,控制回流的稳定以防止冲料或爆聚,继续在通氮保护的情况下回流保温120分钟以上;
8.冷却反应物料,在反应釜内温不高于40℃情况下,关闭通氮保护,放料至料桶中,密闭保存,得到所述的水溶性高分子材料。
步骤二.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.配制胶黏剂涂层涂布液;
2.称取规定量的水溶性高分子材料、溶剂、交联剂、流平剂、非微胶囊型发泡剂微粉,待用;
3.将非微胶囊型发泡剂微粉用适量的溶剂浸泡润湿并简单拌和后,加入流平剂继续拌和;
4.取10%左右的水溶性高分子材料加到步骤二之3所制得的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1000转/分钟,得到发泡剂母液;
5.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
6.向发泡剂分散液中分别加入剩余溶剂和稀释后的交联剂,继续搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层的涂布液;
7.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机涂布到基材的电晕面,控制最高干燥温度不超过110℃,制得基材预涂膜;
8.用多功能涂布机将胶黏剂涂层涂布液涂布在基材预涂膜的水溶性高分子预涂层上,控制最高干燥温度不超过110℃,并在收卷工位贴合防粘离型膜,然后放入干燥剂后密封包装,制得了基材可回收的保护膜。
基材的回收再利用步骤:
1.将使用后的保护膜置于规定发泡温度的环境中发泡5分钟以上;胶黏剂涂层即基本上从基材表面脱落;
2.将胶黏剂涂层基本脱落的基材置于清水中搅拌,使基材上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中(保护膜面积较大时,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度);
3.将清洗完成的基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的基材,可方便地进行再造粒等后续回收处理。
清洗水的处理
1.机械法捞取清洗水中较大的杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例1
一种以PET为基材的聚(甲基)丙烯酸酯保护膜的制备及基材回收方法为:
一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的600g有效含量为75%的BPO用10Kg的甲苯搅拌溶解,静置60分钟以上,待溶液变为澄清透明后,除去液体底部沉淀的水分,得到引发剂滴加液;
2.将准确计量的60Kg甲基丙烯酸、30Kg丙烯酸、10Kg的甲基丙烯酸-β-羟乙酯在不锈钢容器中混合均匀;
3.分别将100Kg的乙酸乙酯、引发剂滴加液在搅拌状态下加至单体混合溶剂中并搅拌均匀后,再加入300g的分子量调节剂叔十二烷基硫醇,继续搅拌5分钟以上,制得单体滴加液;
4.向不锈钢反应釜中加入30Kg的乙酸乙酯,在通氮条件下对反应釜进行搅拌并升温至78℃,保持回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中均匀滴加单体滴加液,滴加时间为120分钟左右;
6.用10Kg的乙酸乙酯冲洗滴加罐及相关管路,冲洗液用5~10分钟时间均匀放至反应釜中;共计冲洗两次;
7.小心控制反应温度在80℃-88℃之间,避免冲料或爆聚;继续在80℃-88℃之间的反应温度条件下保持回流稳定120分钟左右;
8.在搅拌状态下对反应釜进行冷却,冷却至料液温度40℃以下,关闭通氮,停止搅拌;
9.过滤放料至桶中,密封保存,得到固含约40%的水溶性高分子材料,制得的水溶性高分子材料在未交联情况下的玻璃化转变温度点约142℃。
二.保护膜胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配胶桶中加入100Kg的长兴化学的7712G压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入35Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-92固化剂800g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到固含约20%的胶黏剂涂层涂布液。
三.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.将杭州林格贝科技有限公司生产的AK-3型低温发泡剂ACP-W(发泡温度:130℃-135℃)进行进一步研磨,筛出粒径大于5微米的筛分,取300克粒径小于5微米的筛分待用;
2.用1Kg的乙酸乙酯润湿步骤三之1的300g粒径小于5微米的ACP-W发泡剂,简单拌和后,再加入35克的德国毕克水性流平剂BYK-333后继续拌和5分钟;
3.取1Kg的水溶性高分子材料加到步骤三之2所述的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1500转/分钟,得到发泡剂母液;
4.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
5.将30g的交联剂乙酰丙酮铝用1Kg乙酸乙酯稀释,得到交联剂稀释液;
6.向发泡剂分散液中分别加入剩余的18KG乙酸乙酯溶剂和交联剂稀释液,继续分散搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层涂布液;
7.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机涂布到保护膜PET基材的电晕面(电晕值不低于52mN/m),控制涂布干胶厚度不超过5微米,控制最高干燥温度不超过100℃,制得基材预涂膜;基材预涂膜需经过55℃、不低于48小时的后固化处理才可进行胶黏剂涂层的涂布。
四.保护膜胶黏剂涂层的涂布:
用多功能涂布机将配制完成的胶黏剂涂层涂布液涂布在经过后固化处理的基材预涂膜的水溶性高分子预涂层上,控制涂布干胶厚度10微米,控制最高干燥温度不超过110℃,并在收卷工位贴合防粘离型膜,制得了基材可回收型保护膜。保护膜用内装干燥剂的PE袋密封,于阴凉处避光保存。涂布完成的保护膜需经过55℃、不低于48小时的后固化处理后才可以达到粘性稳定并满足客户的使用要求。
五.保护膜基材的回收:
1.将使用后的保护膜置于140℃的温度环境中发泡5分钟以上;胶黏剂涂层即基本上从PET基材表面脱落;
2.将基本脱落胶层的PET基材置于清水中搅拌,使薄膜上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中;若薄膜太大,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度;
3.将清洗完成的PET基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的PET基材,可方便地进行挤出再造粒等后续回收处理。
六.清洗水的处理
1.机械法捞取清洗水中的较大的机械杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例1所制备的保护膜的基本性能见表1
表1 一种PET基材可回收型聚(甲基)丙烯酸酯保护膜基本性能
可见,实施例1的基材可回收型保护膜的基本性能可以满足触控屏贴屏使用要求,同时回收的PET基材洁净,便于进一步回收再利用。
实施例2
一种以CPP为基材的聚(甲基)丙烯酸酯保护膜的制备及基材回收方法为:
一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的40Kg甲基丙烯酸、40Kg丙烯酸、20Kg的甲基丙烯酸-β-羟乙酯在不锈钢容器中混合均匀,制得混合单体;
2.将精制过的350g的偶氮二异丁氰加入到混合单体中,不断搅拌直至完全溶解,得到引发单体混合液;
3.分别将100Kg的乙酸乙酯加至引发单体混合液中并搅拌均匀后,再加入300g的分子量调节剂叔十二烷基硫醇,继续搅拌5分钟以上,制得单体滴加液;
4.向不锈钢反应釜中加入30Kg的乙酸乙酯,在通氮条件下对反应釜进行搅拌并升温至78℃,保持回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中均匀滴加单体滴加液,滴加时间为120分钟左右;
6.用10Kg的乙酸乙酯冲洗滴加罐及相关管路,冲洗液用5~10分钟时间均匀放至反应釜中;共计冲洗两次;
7.小心控制反应温度在78℃-86℃之间,避免冲料或爆聚;继续在78℃-86℃之间的反应温度条件下保持回流稳定120左右;
8.在搅拌状态下对反应釜进行冷却,冷却至料液温度40℃以下,关闭通氮,停止搅拌;
9.过滤放料至桶中,密封保存,得到固含约40%的水溶性高分子材料,制得的水溶性高分子材料在未交联情况下的玻璃化转变温度点约121℃。
二.保护膜胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配料胶中加入100Kg的长兴化学的7026压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入45Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-85固化剂1500g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到胶黏剂涂层涂布液。
三.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.将发泡剂TSH(对甲苯磺酰肼)(发泡温度:105℃-110℃)进行进一步研磨,筛出粒径大于3微米的筛分,取400克粒径小于3微米的筛分待用;
2.用1Kg的乙酸乙酯润湿步骤三之1的400g粒径小于3微米的发泡剂TSH,简单拌和后,再加入35克的德国毕克的水性流平剂BYK-333后继续拌和5分钟;
3.取1Kg的水溶性高分子材料加到步骤三之2所述的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1500转/分钟,得到发泡剂母液;
4.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
5.将30g的交联剂乙酰丙酮铝用1Kg乙酸乙酯稀释,得到交联剂稀释液;
6.向发泡剂分散液中分别加入剩余的18KG乙酸乙酯溶剂和交联剂稀释液,继续分散搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层涂布液;
7.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机涂布到保护膜CPP基材的电晕面(电晕值不低于42mN/m),控制涂布干胶厚度不超过3微米,控制最高干燥温度不超过60℃,制得基材预涂膜。
四.保护膜胶黏剂涂层的涂布:
用多功能涂布机将配制完成的胶黏剂涂层涂布液涂布在基材预涂膜的水溶性高分子预涂层上,控制涂布干胶厚度10微米,控制最高干燥温度不超过80℃,并在收卷工位贴合防粘离型膜,制得了基材可回收型保护膜。保护膜用内装干燥剂的PE袋密封,于阴凉处避光保存。涂布完成的保护膜需经过55℃、不低于48小时的后固化处理后才可以达到粘性稳定并满足客户的使用要求。
五.保护膜基材的回收:
1.将使用后的保护膜置于115℃的温度环境中发泡5分钟以上;胶黏剂涂层即基本上从CPP基材表面脱落;
2.将基本脱落胶层的CPP基材置于清水中搅拌,使基材上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中;薄膜太大,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度;
3.将清洗完成的CPP基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的CPP基材,可方便地进行挤出再造粒等后续回收处理。
六.清洗水的处理
1.机械法捞取清洗水中的较大的机械杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例2所制备的保护膜的基本性能见表2
表2 一种CPP基材可回收型聚(甲基)丙烯酸酯保护膜基本性能
可见,实施例2的基材可回收型保护膜的基本性能可以满足触控屏制程保护膜使用要求,同时回收的基材洁净,便于进一步回收再利用。
实施例3
一种以PE为基材的聚(甲基)丙烯酸酯保护膜的制备及基材回收方法为:
一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的600g有效含量为75%的BPO用10Kg的甲苯搅拌溶解,静置60分钟以上,待溶液变为澄清透明后,除去液体底部沉淀的水分,得到引发剂滴加液;
2.将准确计量的39.5Kg甲基丙烯酸、49.8Kg丙烯酸、10Kg的甲基丙烯酸-β-羟乙酯在不锈钢容器中混合均匀,再加入700g N-羟甲基丙烯酰胺搅拌直至粉末完全溶解;
3.分别将100Kg的乙酸乙酯、引发剂滴加液在搅拌状态下加至单体混合溶剂中并搅拌均匀后,再加入300g的分子量调节剂叔十二烷基硫醇,继续搅拌5分钟以上,制得单体滴加液;
4.向不锈钢反应釜中加入30Kg的乙酸乙酯,在通氮条件下对反应釜进行搅拌并升温至78℃,保持回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中均匀滴加单体滴加液,滴加时间为120分钟左右;
6.用10Kg的乙酸乙酯冲洗滴加罐及相关管路,冲洗液用5~10分钟时间均匀放至反应釜中;共计冲洗两次;
7.小心控制反应温度在80℃-88℃之间,避免冲料或爆聚;继续在80℃-88℃之间的反应温度条件下保持回流稳定120左右;
8.在搅拌状态下对反应釜进行冷却,冷却至料液温度40℃以下,关闭通氮,停止搅拌;
9.过滤放料至桶中,密封保存,得到固含约40%的水溶性高分子材料,制得的水溶性高分子材料在未交联情况下的玻璃化转变温度点约127℃。
二.保护膜胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配胶桶中加入100Kg的长兴化学的7712压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入35Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-92固化剂1000g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到胶黏剂涂层涂布液。
三.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.将发泡剂DAB(二偶氮氨基苯,起始发泡温度:94℃)进行进一步研磨,筛出粒径大于3微米的筛分,取350克粒径小于3微米的筛分待用;
2.用1Kg的乙酸乙酯润湿步骤三之1的350g粒径小于3微米发泡剂DAB,简单拌和后,再加入35克的BYK333流平剂继续拌5分钟;
3.取1Kg的水溶性高分子材料加到步骤三之2所述的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1500转/分钟,得到发泡剂母液;
4.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
5.向发泡剂分散液中分别加入剩余的19Kg乙酸乙酯溶剂和交联剂稀释液,继续分散搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层涂布液;
6.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机涂布到保护膜PE基材的电晕面(电晕值不低于42mN/m),控制涂布干胶厚度不超过3微米,控制最高干燥温度不超过60℃,制得基材预涂膜。
四.保护膜胶黏剂涂层的涂布:
用多功能涂布机将配制完成的胶黏剂涂层涂布液涂布在基材预涂膜的水溶性高分子预涂层上,控制涂布干胶厚度10微米,控制最高干燥温度不超过70℃,并在收卷工位贴合防粘离型膜,制得了基材可回收型保护膜。保护膜用内装干燥剂的PE袋密封,于阴凉处避光保存。涂布完成的保护膜需经过55℃、不低于48小时的后固化处理后才可以达到粘性稳定并满足客户的使用要求。
五.保护膜基材的回收:
1.将使用后的保护膜置于105℃的温度环境中发泡5分钟以上;胶黏剂涂层即基本上从PE基材表面脱落;
2.将基本脱落胶层的PE基材置于清水中搅拌,使基材上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中;若基材太大,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度;
3.将清洗完成的PE基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的PE基材,可方便地进行挤出再造粒等后续回收处理。
六.清洗水的处理:
1.机械法捞取清洗水中的较大的机械杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例3所制备的保护膜的基本性能见表3
表3 一种PE基材可回收型聚(甲基)丙烯酸酯保护膜基本性能
可见,实施例3的基材可回收型保护膜的基本性能可以满足触控屏制程保护膜使用要求,同时回收的基材洁净,便于进一步回收再利用。
实施例4
一种以铝箔为基材的聚(甲基)丙烯酸酯胶带的制备及基材回收方法为:
一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的600g有效含量为75%的BPO用10Kg的甲苯搅拌溶解,静置60分钟以上,待溶液变为澄清透明后,除去液体底部沉淀的水分,得到引发剂滴加液;
2.将准确计量的49.2Kg甲基丙烯酸、30Kg丙烯酸、10Kg的顺丁烯二酸、10Kg的甲基丙烯酸-β-羟乙酯在不锈钢容器中混合均匀后,再加入800g的N-羟甲基丙烯酰胺搅拌,直至粉末完全溶解;
3.分别将100Kg的乙酸乙酯、引发剂滴加液在搅拌状态下加至单体混合溶剂中并搅拌均匀后,再加入350g的分子量调节剂叔十二烷基硫醇,继续搅拌5分钟以上,制得单体滴加液;
4.向不锈钢反应釜中加入30Kg的乙酸乙酯,在通氮条件下对反应釜进行搅拌并升温至78℃,保持回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中均匀滴加单体滴加液,滴加时间为120分钟左右;
6.用10Kg的乙酸乙酯冲洗滴加罐及相关管路,冲洗液用5~10分钟时间均匀放至反应釜中;共计冲洗两次;
7.小心控制反应温度在80℃-88℃之间,避免冲料或爆聚;继续在80℃-88℃之间的反应温度条件下保持回流稳定120左右;
8.在搅拌状态下对反应釜进行冷却,冷却至料液温度40℃以下,关闭通氮,停止搅拌;
9.过滤放料至桶中,密封保存,得到固含约40%的水溶性高分子材料,制得的水溶性高分子材料在未交联情况下的玻璃化转变温度点约137℃。
二.胶带胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配胶桶中加入100Kg的长兴化学的77303压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入35Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-97固化剂400g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到胶黏剂涂层涂布液。
三.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.将杭州林格贝科技有限公司生产的AK-3型低温发泡剂ACP-W(发泡温度:130℃-135℃)进行进一步研磨,筛出粒径大于4微米的筛分,取350克粒径小于4微米的筛分待用;
2.用1Kg的乙酸乙酯润湿步骤三之1的350g粒径小于4微米的ACP-W发泡剂,简单拌和后,再加入35克的BYK333流平剂继续拌和5分钟;
3.取1Kg的水溶性高分子材料加到步骤三之2所述的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1500转/分钟,得到发泡剂母液;
4.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
5.向发泡剂分散液中分别加入剩余的19Kg乙酸乙酯溶剂和交联剂稀释液,继续分散搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层涂布液;
6.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机涂布到胶带铝箔基材的电晕面(电晕值不低于60mN/m),控制涂布干胶厚度不超过5微米,控制最高干燥温度不超过100℃,制得基材预涂膜。
四.胶带胶黏剂涂层的涂布:
用多功能涂布机将配制完成的胶黏剂涂层涂布液涂布在基材预涂膜的水溶性高分子预涂层上,控制涂布干胶厚度25微米,控制最高干燥温度不超过100℃,并在收卷工位贴合防粘离型膜,制得了基材可回收型胶带。胶带用内装干燥剂的PE袋密封,于阴凉处避光保存;涂布完成的胶带需经过55℃、不低于48小时的后固化处理后才可以达到粘性稳定并满足客户的使用要求。
五.胶带基材的回收:
1.将使用后的胶带置于140℃的温度环境中发泡5分钟以上;胶黏剂涂层即基本上从铝箔基材表面脱落;
2.将基本脱落胶层的铝箔基材置于清水中搅拌,使铝箔上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中;若铝箔太大,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度;
3.将清洗完成的铝箔基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的铝箔基材,可方便地进行后续回收再利用。
六.清洗水的处理
1.机械法捞取清洗水中的较大的机械杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例4所制备的铝箔胶带的基本性能见表4
表4 一种铝箔基材可回收型聚(甲基)丙烯酸酯胶带基本性能
可见,实施例4的基材可回收型铝箔胶带的基本性能可以满足触控屏贴屏使用要求,同时回收的基材洁净,便于进一步回收再利用。
实施例5
一种以PET为基材的聚(甲基)丙烯酸酯双面胶带的制备及基材回收方法为:
一.水溶性高分子材料的化学合成:
1.将准确计量的60Kg甲基丙烯酸、30Kg顺丁烯二酸、9.2Kg的甲基丙烯酸-β-羟乙酯在不锈钢容器中混合均匀后再加入0.6Kg的N-羟甲基丙烯酰胺搅拌,直至粉末完全溶解,得到混合单体;
2.将精制提纯后的400g偶氮二异丁氰溶解到混合单体液中,得到引发单体混合液;
3.用100Kg的乙酸乙酯搅拌稀释引发单体混合液后,再加入400g的分子量调节剂叔十二烷基硫醇,继续搅拌5分钟以上,制得单体滴加液;
4.向不锈钢反应釜中加入30Kg的乙酸乙酯,在通氮条件下对反应釜进行搅拌并升温至78℃,保持回流稳定10分钟以上;
5.向反应釜中均匀滴加单体滴加液,滴加时间为120分钟左右;
6.用10Kg的乙酸乙酯冲洗滴加罐及相关管路,冲洗液用5~10分钟时间均匀放至反应釜中;共计冲洗两次;
7.小心控制反应温度在78℃-86℃之间,避免冲料或爆聚;继续在78℃-86℃之间的反应温度条件下保持回流稳定120分钟左右;
8.在搅拌状态下对反应釜进行冷却,冷却至料液温度40℃以下,关闭通氮,停止搅拌;
9.过滤放料至桶中,密封保存,得到固含约40%的水溶性高分子材料,制得的水溶性高分子材料在未交联情况下的玻璃化转变温度点约152℃。
二.双面胶带胶黏剂涂层涂布液的配制:
(一)弱粘面胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配胶桶中加入100Kg的长兴化学的7026压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入35Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-85固化剂2000g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到弱粘面胶黏剂涂层涂布液。
(二)强粘面胶黏剂涂层涂布液的配制:
1.称取10Kg的乙酸乙酯加入到不锈钢配胶桶中;
2.向配胶桶中加入100Kg的长兴化学的7017压克力压敏胶,分散5分钟后,再加入25Kg的乙酸乙酯,继续分散15分钟;
3.用5Kg的乙酸乙酯充分稀释长兴化学的EC-88固化剂1000g,然后再用10分钟时间均匀加至配胶桶中,继续搅拌20分钟以上,过滤,得到强粘面胶黏剂涂层涂布液。
三.水溶性高分子预涂层涂布液的配制与涂布:
1.发泡剂OBSH(发泡温度:140℃)进行进一步研磨,筛出粒径大于2微米的筛分,取300克粒径小于2微米的筛分待用;
2.用1Kg的乙酸乙酯润湿步骤三之1的300g粒径小于2微米的发泡剂OBSH,简单拌和后,再加入35克的德国毕克水性流平剂BYK-333后继续拌和5分钟;
3.取1Kg的水溶性高分子材料加到步骤三之2所述的物料中,简单搅拌5-15分钟,然后用剪切分散剂高速分散30分钟左右,分散速度不小于1500转/分钟,得到发泡剂母液;
4.将发泡剂母液加至剩余的水溶性高分子材料中,继续分散15分钟以上,得到发泡剂分散液;
5.向发泡剂分散液中分别加入剩余的19Kg乙酸乙酯溶剂和交联剂稀释液,继续分散搅拌15分钟以上,得到水溶性高分子预涂层涂布液;
6.将水溶性高分子预涂层涂布液用多功能涂布机分别涂布到双面电晕处理的PET基材的两个电晕面(电晕值不低于52mN/m),控制涂布干胶厚度不超过2微米,控制最高干燥温度不超过110℃,制得基材预涂膜;基材预涂膜需经过55℃、不低于48小时的后固化处理才可进行胶黏剂涂层的涂布。
四.双面胶带胶黏剂涂层的涂布:
用多功能涂布机将配制完成的双面胶带强粘面胶黏剂涂层涂布液及弱粘面胶黏剂涂层涂布液涂布在经过后固化处理的基材预涂膜的两个水溶性高分子预涂层上,控制涂布干胶厚度25微米,控制最高干燥温度不超过110℃,并在收卷工位分别贴合防粘离型膜,制得了基材可回收型双面胶带。双面胶带用内装干燥剂的PE袋密封,于阴凉处避光保存。涂布完成的双面胶带需经过55℃、不低于48小时的后固化处理后才可以达到粘性稳定并满足客户的使用要求。
五.双面胶带基材的回收:
1.将使用后的双面胶带置于150℃的温度环境中发泡5分钟以上;双面胶带的胶黏剂涂层(包括强粘面胶黏剂涂层、弱粘面胶黏剂涂层)即基本上从PET基材表面脱落;
2.将基本脱落胶层的PET基材置于清水中搅拌,使基材上残余的少量水溶性高分子材料溶解在水中;若PET基材太大,可分切成较小的尺寸;可使用温水增加溶解速度;
3.将清洗完成的PET基材用去离子水再次清洗、晾干或烘干,即可得到纯净的PET基材,可方便地进行挤出再造粒等后续回收处理。
六.清洗水的处理:
1.机械法捞取清洗水中的较大的杂质;
2.向清洗水中加入过氧化氢、次氯酸钠、次氯酸钙或臭氧等氧化剂,搅拌、曝气;
3.检测清洗水的COD、BOD指标,待合格后,将清洗水排放至市政管网中。
实施例5所制备的可回收型双面胶带的基本性能见表5
表5 一种PET基材可回收型聚(甲基)丙烯酸酯双面胶带基本性能
可见,实施例5的基材可回收型双面胶带的基本性能可以满足双面胶带的使用要求,同时回收的PET基材洁净,便于进一步回收再利用。
本发明不仅可用于上述实施例中所述的保护膜类、胶带类压敏胶黏制品基材的回收再利用,也可以延伸至其它不同基材涂布不同胶系的保护膜类、胶带类压敏胶黏制品的基材回收与再利用
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基材可回收的保护膜,其特征在于:包括基材,所述基材表面电晕处理,电晕处理的基材表面涂布有适度交联的水溶性高分子预涂层,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层的干胶厚度不超过5μm,所述水溶性高分子预涂层上涂布有胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成,胶黏剂涂层上复合有离型膜。
2.一种基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
在经过电晕后的基材表面涂布水溶性高分子预涂层,对涂布后的水溶性高分子预涂层进行适度交联,所述水溶性高分子预涂层的水溶性高分子材料中混合有非微胶囊型发泡剂微粉且所述水溶性高分子预涂层干胶厚度不超过5μm;
在水溶性高分子预涂层上涂布胶黏剂涂层,所述胶黏剂涂层为交联型聚(甲基)丙烯酸酯类压敏胶黏剂制成;
在胶黏剂涂层上复合离型膜。
3.根据权利要求2所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述水溶性高分子材料的组分包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、顺丁烯二酸中的至少一种,所述水溶性高分子材料由各组分聚合制得,水溶性高分子材料未交联情况下的玻璃化转变温度点在120℃以上。
4.根据权利要求3所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述水溶性高分子材料由各单体的质量百分比为:甲基丙烯酸30%-60%、丙烯酸0%-50%、顺丁烯二酸0%-30%、甲基丙烯酸-β-羟乙酯5%-20%、N-羟甲基丙烯酰胺0%-1%的原料,在80℃-100℃条件下的水或有机溶剂中以自由基聚合的方式制得。
5.根据权利要求4所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述水溶性高分子预涂层还包括质量百分比为流平剂0%-1%、交联剂0%-3%的助剂。
6.根据权利要求4所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述有机溶剂为乙酸乙酯。
7.根据权利要求2所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述非微胶囊型发泡剂的发泡微粉为发泡温度90℃~150℃之间的低温发泡型橡塑发泡剂。
8.根据权利要求7所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述非微胶囊型发泡剂微粉在水溶性高分子预涂层中的质量百分比为3%-15%,所述非微胶囊型发泡剂微粉的平均粒径小于5μm。
9.根据权利要求8所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:所述非微胶囊型发泡剂微粉在水溶性高分子预涂层中的质量百分比为5%-10%,所述非微胶囊型发泡剂微粉的平均粒径小于3μm。
10.根据权利要求7所述的基材可回收的保护膜的制备方法,其特征在于:当涂布基材为聚烯烃类时,选用发泡温度为90℃~110℃的非微胶囊型发泡剂微粉,配合使用玻璃化转变温度点为120℃~130℃的水溶性高分子材料;当涂布基材为非聚烯烃类时,选用发泡温度为120℃~150℃的非微胶囊型发泡剂微粉,配合使用玻璃化转变温度点为130℃以上的水溶性高分子材料。
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