覆膜铁用预涂膜及其制备方法与流程

本发明涉及金属铁板覆膜技术，尤其是一种覆膜铁用预涂膜及其制备方法。

背景技术：

应用于制罐行业的覆膜板，俗称为覆膜铁(laminatedsteel)，是采用pet，pvc，vcm或pp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，可代替内涂、外涂技术。具体是塑料薄膜覆盖在铁板上面，中间使用粘合剂，通过加热加压处理后，使塑料薄膜和铁板两种不同性质的物质粘合在一起，形成铁/塑合一的表面装饰加工技术。它对金属铁板起保护和装饰作用，可广泛应用于金属包装领域，如化工桶、食品罐、杂物罐等，也可应用于装饰领域，如家电面板、门板等。

现在普遍采用干式覆膜技术来对金属板覆膜，该工艺采用干式复合生产线，将溶剂型胶水涂布于金属板上，经烘箱烘干后与薄膜粘接。然而该技术在烘干过程中会有溶剂挥发，覆膜后的铁板有溶剂残留，烘干不全还会产生气泡和粘接力不足的问题。溶剂的挥发会对环境造成危害，且覆膜后需要对覆膜铁进行高温熟化才能保证粘结力，该工艺既耗能，生产效率又低。

预涂膜覆铁技术可称为环境友好的新型覆膜铁技术，只需对膜/铁进行加热加压即可实现高速覆膜，全程无溶剂挥发，覆膜铁无化学残留，可实现保护环境、安全生产、安全使用，并达到高效生产，因此越来越受到金属板覆膜市场的青睐，如化工桶、食品罐、杂物罐，或是装饰领域，如家电面板、门板等。

然而，一些覆膜铁对膜品要求较高，不仅需要具备薄膜与金属板之间的高强度粘接性能，还要求覆膜板具有耐高温蒸煮、高温印刷的性能。常规预涂膜的热熔胶层熔点较低，在高温蒸煮时容易起膜、脱层，而一些高熔点的 树脂由于熔融指数低，流延稳定性差，不能通过挤出机挤出复合，只能采用流延机流延挤出。

技术实现要素：

本发明提供一种覆膜铁用预涂膜及其制备方法，用于克服现有技术中的缺陷，提高预涂膜的耐高温蒸煮性能和与金属板之间的粘接性能。

本发明提供一种覆膜铁用预涂膜，包括基材层、中间层和热熔胶层；

所述基材层包括底材层和印刷在所述基材层其中一面上的印刷层；所述底材层为双向拉伸聚酯层或是经过模压、硬化、化学涂布、金属化镀层处理的双向拉伸聚酯层；所述印刷层材质为耐温在250摄氏度以内的塑料复合油墨；

所述中间层涂布于所述印刷层上，所述中间层含有聚氨酯、异氰酸酯类固化剂和稀释剂，或含有丙烯酸酯乳液、异氰酸酯类固化剂和稀释剂；其中所述聚氨酯或丙烯酸酯乳液的重量百分比为30％～60％，所述异氰酸酯类固化剂的重量百分比为10％以下，所述中间层的涂布干重为0.2～3g/m²；

所述热熔胶层复合在所述中间层上，由马来酸酐接枝改性pp混合物形成。

本发明还提供一种覆膜铁用预涂膜制备方法，包括以下步骤：

步骤1，提供双向拉伸聚酯层，或是经过模压、硬化、化学涂布、金属化镀层处理的双向拉伸聚酯层作为底材层；

步骤2，在所述底材层其中一面上印刷耐温在250摄氏度以上的塑料复合油墨以形成带颜色的印刷层；所述底材层和所述印刷层构成基材层；

步骤3，在所述印刷层的表面上涂布包含聚氨酯、异氰酸酯类固化剂和稀释剂形成的混合液或包含丙烯酸酯、异氰酸酯类固化剂和稀释剂形成的混合液并烘干，以在所述印刷层的表面上形成中间层；

4)在所述中间层上涂覆马来酸酐接枝改性pp共混物以形成热熔胶层；

5)对所述热熔胶层做电晕处理，最后收卷得到覆膜铁用预涂膜。

本发明提供的覆膜铁用预涂膜及其制备方法，可以采用各种色彩图案的pet印刷膜为基材，也可以在pet表面做更多的装饰化处理，如模压、硬化等；另外，中间层作为基材层和热熔胶层的连结层，不仅可极大地提高两层之间的附着力，还可满足薄膜耐135摄氏度高温蒸煮的要求；采用两种以上热塑树脂复配作为可适合挤出的热熔胶层，生产出耐高温水煮特性的覆铁预涂膜产品，这是一种全新的覆膜铁技术产品，它打破了传统预涂膜低温覆膜使用的技术限制，是预涂膜领域也是覆膜铁领域升级换代下的新型产品；有效降低了预涂膜制备的成本，且相比干式覆铁薄膜制品而言，显著降低了覆铁薄膜和覆铁工艺的成本，能耗低又环保；另外，根据本发明实施例的预涂膜制备方法制备的预涂膜不仅具有与金属铁板之间较强的粘附力，而且可以满足后处理中耐135摄氏度高温蒸煮、耐弯折的要求，达到后续加工工序对覆膜铁测试的要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的覆膜铁用预涂膜的结构示意图；

图2是发明实施例提供的覆膜铁用预涂膜中基材层的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的覆膜铁用预涂膜的制备方法的流程图。

具体实施方式

参见图1～3，本发明实施例提供一种覆膜铁用预涂膜，预涂膜包括基材层1、中间层2和热熔胶层3；具体而言，基材层1包括底材层11和印刷在底材层其中一面111上的印刷层12；中间层2涂敷在印刷层12上，热熔胶层3复合在中间层2上；下面结合预涂膜的制备方法对预涂膜进行详细说明：

步骤s，制备基材层1，具体包括以下步骤：

步骤s1，提供底材层11，底材层11为双向拉伸聚酯(bopet)层，也可以是经过模压、硬化、化学涂布、金属化镀层(如镀铝)处理的双向拉伸聚酯层；底材层11的厚度可以为8～50μm，厚度优选为9～15μm；

步骤s2，提供印刷层12，在底材层11的其中一个面111上用印刷机涂布塑料复合油墨，形成印刷层12，最终获得基材层1；油墨可耐250℃高温 烘烤，在高温加热覆膜过程中可保持色泽鲜艳如初不变色；可以从东洋公司或从dic公司购买获得凹版塑料复合油墨；印刷层12厚度为1～4μm，优选为2～3μm；

步骤p，制备中间层2，具体包括以下步骤：

步骤p1，对基材层的印刷层12表面进行电晕处理，以获得一定量的如羰基类的极性基团，电晕处理后使印刷层12的表面达因值达到36以上；

步骤p2，制备聚氨酯、固化剂和稀释剂的混合液(可以用丙烯酸酯、固化剂和稀释剂的混合液代替)，其中上述混合液中聚氨酯的重量百分比为30％～60％，丙烯酸酯乳液的重量百分比为30％～60％，固化剂的重量百分比为10％以下，其余是稀释剂；固化剂为异氰酸酯类，稀释剂为乙酸乙酯或丁酮类有机溶剂；

步骤p3，对上述混合液中的混合物进行低速分散处理；低速分散处理的时间为6～15分钟；

步骤p4，在经过电晕处理的印刷层12表面上涂布上述经过低速分散处理的混合液，并利用烘干设备进行烘干处理，烘干温度为65～95℃，烘干温度设置75℃/80℃/75℃，烘干速度70～150米/分钟，使聚氨酯固化在在印刷层12上形成中间层2；中间层2的涂布干重为0.2～3g/m2，优选为1.0～3g/m2；本实施例中烘干温度可设在85℃，烘干后的中间层2的厚度为2μm；

步骤v，制备热熔胶层3，具体通过挤出复合设备将改性pp挤出，经臭氧处理后热压复合到中间层2上，形成热溶胶层3。

改性pp为是两种马来酸酐接枝改性聚丙烯的混合物，包含(a)和(b)的共混物。

(a)烯烃聚合物，接枝率为0.1～1％之间，单体为70～80％的丙烯，10～19％的乙烯，改性聚丙烯的熔融指数在4～8g/10min之间。

(b)烯烃聚合物，接枝率为0.1～1％之间，单体为60～70％的丙烯，10～30％的乙烯，丁烯约10％～20％，改性聚丙烯的熔融指数在6～20g/10min之间。

热熔胶层复配比例(a)：(b)为1:9或1:10；热熔胶层3的厚度为8～30μm，优选为12～15μm。

具体而言，将载有固化的中间层2的基材层1通过挤出复合生产线的导辊被送至复合位置，同时挤出机挤出改性pp；在邻近挤出复合生产线的复合 位置处设有臭氧发生器，由臭氧发生器产生的臭氧喷吹到挤出机挤出的流延膜上，臭氧的浓度为40％，功率800w，气体流量为3.5scxfm，臭氧使树脂的流延表面产生一些极性基团，然后中间层2与流延通过挤出复合生产线复合位置的啮合辊的挤压相结合，形成复合膜。

再经过拉伸、冷却、修边后热熔胶层的厚度为15μm。从而获得预备膜。

另外，考虑到热熔胶层3的极性较弱，为了使产品在应用中(即本发明实施例的预涂膜与印刷品复合过程中)具有良好的粘结力，优选地，对热熔胶层3的表面进行电晕处理，以获得一定量的极性基团。以润湿张力(即达因值)表示电晕处理程度，则电晕处理后热熔胶层3的表面达因值在38～48之间。

由此，通过设置印刷层，可满足市场对不同颜色覆膜品的需求，另外，中间层2作为基材层和热熔胶层的连结层，不仅可极大地提高两层之间的附着力，还可满足薄膜耐135摄氏度高温蒸煮的要求。改性热熔胶层3作为本发明实施例的预涂膜与铁板热压复合的表面，不仅能够增强预涂膜与铁板之间的粘结力，而且可以满足后处理中耐135摄氏度高温蒸煮、耐弯折的要求。

由此，根据本发明实施例的预涂膜制备方法不仅操作简单，且因为充分利用现有的预涂膜生产线，因此有效降低了预涂膜制备的成本。另外，根据本发明实施例的预涂膜制备方法制备的预涂膜在180～220℃热贴于0.2～1mm厚的镀铬、镀锡、镀锌等金属板上，采用埃里克森试验法进行杯突划格实验，划格处用3m胶带粘粘不掉膜，杯突处薄膜与金属板不脱粘，不分离；将双面复合该预涂膜的金属板裁成若干个100mm×25mm的样条，反复折叠成间距3mm的方块，分别置于121℃蒸馏水、3％乙酸溶液、3％盐水溶液中蒸煮30min，薄膜不起皱，无脱落起泡，无腐蚀斑。该预涂膜不仅具有与金属铁板之间的高粘附力，而且可耐135度高温蒸煮、酸煮和盐煮等。

本发明的预涂膜与其他技术样品对比实验数据如下：

可以采用印刷了各种色彩图案的pet印刷膜作为基材曾，也可以在pet 表面做更多的装饰化处理，如模压、硬化等；通过设置印刷层，可满足市场对不同颜色覆膜品的需求，另外，中间层作为基材层和热熔胶层的连结层，不仅可极大地提高两层之间的附着力，还可满足薄膜耐135摄氏度高温蒸煮的要求。一些高熔点的树脂由于熔融指数低，流延稳定性差，不能通过挤出机挤出复合，只能采用流延机流延挤出或是吹膜挤出，但本发明通过2种或2种以上热塑性树脂的复配来调整树脂物性，借用现有的eva/pe挤出复合生产设备即可成功生产出厚度均匀性好，加工性优良的高金属粘接力预涂膜，产品可耐135摄氏度高温水煮、酸煮及盐煮，这拓展了预涂膜的应用范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。