一种聚乳酸自粘胶带及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乳酸薄膜技术领域，尤其涉及一种聚乳酸自粘胶带及其制备方法。所述聚乳酸自粘胶带包括：胶粘层，所述胶粘层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和胶粘剂；所述胶粘剂包括热塑性弹性体‑丙烯酸酯共聚物、乙烯‑丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂；复合在所述胶粘层上的阻隔层，所述阻隔层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和水滑石；复合在所述阻隔层上的爽滑层，所述爽滑层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和爽滑剂。实验表明，聚乳酸自粘胶带具有较优的拉伸强度和粘结强度，且粘结性能和耐高温性能均较优。

A polylactic acid self-adhesive tape and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸自粘胶带及其制备方法
本专利技术涉及聚乳酸薄膜
，尤其涉及一种聚乳酸自粘胶带及其制备方法。
技术介绍
基于塑料薄膜的封箱胶带、透明胶带等在包装行业得到广泛应用，随着快递行业的发展，其用量得到大幅度增长。但是大量废弃包装薄膜及封箱胶带没有得到及时回收，或者回收难度较高，造成了白色污染，已经形成较严重的社会问题。基于此，人们提出多种解决方案，其中根本的解决方案是采用可降解、易回收的材料取代现有包装材料。现有的封箱胶带基于双向拉伸聚丙烯(BOPP)材料，经过高封电晕后使一表面粗糙，然后涂上胶水，再经过分条分成小卷即成胶带。聚丙烯为不可降解高分子材料，基于聚丙烯制备的胶带一般经过一次使用后即遭废弃，既浪费资源，也造成环境污染。聚乳酸(PLA)是一类新型的可降解高分子材料，具有生物质来源及可降解的特性，适合作为一次性及短期使用产品。采用双向拉伸的方法可以制备具有高强度、高透明性的薄膜产品，以其作为胶带基材可以制备新型可降解胶带。以聚乳酸为基材制备胶带还需要解决以下问题，首先是聚乳酸的双向拉伸薄膜制备工艺，选择特定指标，具有较高熔体强度的基体树脂对于制备表面均匀、高拉伸倍率的薄膜具有重要意义；其次，聚乳酸与现有的胶粘剂的相容性过优或过差，均不利于制备高性能胶带，相容性过优在胶带成卷后易粘连在一起，影响使用效果，相容性过差则易剥离影响粘接强度；最后，聚乳酸的原料成本高于聚丙烯，降低成本才能提升市场竞争力。中国专利201510050255.3公布了一种可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法，包括依次排列的ABC三层结构，A层为表层热封层，B层为中间芯层，C层为抗粘连层。通过调整各层中结晶型聚乳酸与非结晶型聚乳酸来调整薄膜的热封性能。中国专利201510276020.6公布了一种高结晶度双向高力学强度的聚乳酸薄膜的制备方法，将聚乳酸通过单螺杆挤出机挤出，出口模后利用风冷技术将其贴合成一个高速旋转的温度在50～100℃的流延辊，再经过一个-20～60℃的冷却辊后，收卷成膜，利用熔体拉伸和固相二次拉伸获得具有相互垂直结晶结构的高结晶度双向高力学强度的聚乳酸薄膜。中国专利201210235933.X公布了一种剥离力可控的可剥离聚丙烯酸酯压敏胶膜，是由丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯共聚而成，用氢化松香树脂或增塑剂领苯二甲酸二辛酯来调整压敏胶的剥离力大小。专利201210500436.8公布了一种耐高温压敏胶组合物和耐高温压敏胶带，由反应型聚丙烯酸酯、环氧树脂、含羟基化合物、光引发剂组成。中国专利201310076602.0公布了一种易剥离压敏胶，由丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甘油、甲苯二异氰酸酯和/或过氧化氢二异丙苯、有机溶剂、松香组成。该专利技术主要应用于双层薄膜贴膜层之间的粘结层，相对于基物易剥离，透明性良好，无残留。聚乳酸薄膜经双向拉伸后可以形成高度结晶薄膜，耐热温度可达100℃以上，如果能够利用立构结晶原理，制备熔点达230℃以上的立构聚乳酸双拉薄膜材料，则有望制备耐热温度达到180℃以上的耐高温薄膜。中国专利201610927423.7公布了一种挠性电路板用可降解立构复合聚乳酸薄膜及其制备方法，首先，按照一定比例将聚左旋乳酸和聚右旋乳酸采用共混的方式，或者利用聚左旋乳酸和聚右旋乳酸的立构嵌段共聚物形成立构复合聚乳酸结构；将得到的立构复合聚乳酸使用有机溶剂溶解，或者熔融，然后使用薄膜制备工艺制备得到可降解立构复合聚乳酸薄膜；最后将该立构复合聚乳酸薄膜制备挠性电路板用薄膜。专利200980138396.3公布了一种聚乳酸薄膜，将聚乳酸(A)熔融挤出而成的聚乳酸薄膜，所述聚乳酸(A)是将以L-乳酸单元为主要成分的聚乳酸(B)和以D-乳酸单元为主要成分的聚乳酸(C)以特定的重量比熔融混炼而成的聚乳酸，该聚乳酸薄膜满足以下条件：(a)立构复合结晶度在90％以上，(b)雾度在10％以下，(c)于140℃热处理10分钟后的雾度的变化在5％以下。然而，上述聚乳酸薄膜制品均无法同时获得较优的拉伸强度、粘结性能和耐高温性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种聚乳酸自粘胶带及其制备方法，本专利技术制备的聚乳酸自粘胶带具有较优的拉伸强度和粘结强度，且粘结性能和耐高温性能均较优。本专利技术提供了一种聚乳酸自粘胶带，包括：胶粘层，所述胶粘层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和胶粘剂；所述胶粘剂包括热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂；复合在所述胶粘层上的阻隔层，所述阻隔层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和水滑石；复合在所述阻隔层上的爽滑层，所述爽滑层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和爽滑剂。优选的，所述聚L乳酸的数均分子量为10～30万，所述聚L乳酸的旋光纯度为95～99％；所述聚D乳酸的数均分子量为10～30万，所述聚D乳酸的旋光纯度为95～99％。优选的，所述结晶成核剂选自滑石粉、碳酸钙、硅酸钙和硫酸钙晶须中的一种或几种；所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。优选的，所述热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂的质量比为1～7：0.1～10：1～8.9。优选的，所述热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物按照以下方法进行制备：将热塑性弹性体、丙烯酸酯类共聚物和引发剂混匀，在160～230℃下经挤出造粒，得到热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物。优选的，所述热塑性弹性体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；所述丙烯酸酯类共聚物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的一种或几种的共聚物；所述引发剂选自过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰和二叔丁基过氧化物中的一种；所述热塑性弹性体、丙烯酸酯类共聚物和引发剂的质量比为60～90：10～40：0.1～1。优选的，所述爽滑剂包括硅油、二氧化硅、油酸酰胺、芥酸酰胺和乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。优选的，所述胶粘层中，聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和胶粘剂的质量比为100：50～150：0.1～5：0.2～3：1～20；所述阻隔层中，聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和水滑石的质量比为100：50～150：0.1～5：0.5～3：0.1～5；所述爽滑层中，聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和爽滑剂的质量比为100：50～150：0.1～5：0.5～3：0.5～5。本专利技术还提供了一种上文所述聚乳酸自粘胶带的制备方法，包括以下步骤：采用三层共挤双向拉伸工艺将内层物料、中层物料和外层物料在230～250℃下进行挤片，冷辊后得到片材，将所述片材在70～90℃下分别进行纵向拉伸和横向拉伸，然后，在160～200℃下分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸自粘胶带，其特征在于，包括：胶粘层，所述胶粘层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和胶粘剂；所述胶粘剂包括热塑性弹性体‑丙烯酸酯共聚物、乙烯‑丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂；复合在所述胶粘层上的阻隔层，所述阻隔层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和水滑石；复合在所述阻隔层上的爽滑层，所述爽滑层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和爽滑剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸自粘胶带，其特征在于，包括：胶粘层，所述胶粘层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和胶粘剂；所述胶粘剂包括热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂；复合在所述胶粘层上的阻隔层，所述阻隔层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和水滑石；复合在所述阻隔层上的爽滑层，所述爽滑层包括聚L乳酸、聚D乳酸、结晶成核剂、二异氰酸酯和爽滑剂。2.根据权利要求1所述的聚乳酸自粘胶带，其特征在于，所述聚L乳酸的数均分子量为10～30万，所述聚L乳酸的旋光纯度为95～99％；所述聚D乳酸的数均分子量为10～30万，所述聚D乳酸的旋光纯度为95～99％。3.根据权利要求1所述的聚乳酸自粘胶带，其特征在于，所述结晶成核剂选自滑石粉、碳酸钙、硅酸钙和硫酸钙晶须中的一种或几种；所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、己二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的聚乳酸自粘胶带，其特征在于，所述热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物接枝甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物和增粘树脂的质量比为1～7：0.1～10：1～8.9。5.根据权利要求4所述的聚乳酸自粘胶带，其特征在于，所述热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物按照以下方法进行制备：将热塑性弹性体、丙烯酸酯类共聚物和引发剂混匀，在160～230℃下经挤出造粒，得到热塑性弹性体-丙烯酸酯共聚物。6.根据权利要求5所述的聚乳酸自粘胶带，其特征在于，所述热塑性弹性体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；所述丙烯酸酯类共聚物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焱龙，边新超，王天昶，王奥博，李杲，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22