[发明专利]一种可直接涂布的聚烯烃薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃薄膜的制备方法，更具体地，涉及一种利用低温等离子体引发极性小分子与聚烯烃薄膜表面发生气相接枝聚合的薄膜制备方法，还涉及一种通过所述制备方法制造的可直接涂布的聚烯烃薄膜。

背景技术

聚烯烃薄膜是应用最广泛的包装塑料之一，其性能优良、质轻、价廉、气密性好、有韧性耐折、表面光滑、能保护商品并且能再现商品的造型、色彩。

但是聚烯烃薄膜属于非极性的高分子材料，它们对油墨的亲和性都比较差，且在成形过程中加入的增塑剂、引发剂及残留单体和降解物等低分子物质会析出并汇集在材料表面，形成无定形层使薄膜表面的润湿性能变差。

申请号为201310135952.X的发明专利公开了一种等离子体制备烯类单体—聚烯烃接枝共聚物的方法，采用介质阻挡放电的方法使气体电离成等离子体，同时利用等离子体对聚合物表面进行处理使其生成过氧基等活性自由基，之后转移聚合物至盛有接枝单体的烧瓶中，在氮气的保护下进行接枝反应。此方法使用了低温等离子处理聚合物表面，但是流程复杂，在聚合物转移至接枝容器的过程中，可能会有杂质引入表面影响了接枝聚合的效果。

申请号为201110233950.5的发明专利公开了一种低温等离子体引发聚乙烯薄膜表面气相接枝改性的方法，采用低温等离子机对薄膜表面进行电晕处理，之后通入接枝单体，在高压汞灯产生的紫外线照射下完成接枝反应。此方法利用了低温等离子体来引导完成聚合物接枝反应，但是高压汞灯启动时间较长，并且使用之后需要冷却灯体之后才能再次启动，不适合连续生产。

申请号为200910176114.0的发明专利公开了一种纳米改性聚丙烯软包装材料，该聚丙烯采用的加工助剂混合物是纳米二氧化硅—醋酸乙烯酯共聚物的混合物，所述的加工助剂组合物占总质量的10～40％，所述的纳米二氧化硅占加工助剂混合物质量的60～90％。此发明的对比例和实施例中通过使用纳米材料改性的聚丙烯水接触角从103.2°降至95.3°，效果不是很明显。

为了使用流程快捷简单的方法获得表面能较高的聚烯烃薄膜，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面能较高的可直接涂布的聚烯烃薄膜，还提供了一种流程快捷工艺简单的生产上述聚烯烃薄膜的制备方法。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种可直接涂布的聚烯烃薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将待处理的聚烯烃薄膜表面进行清洗并晾干备用；

(2)将步骤(1)中的聚烯烃薄膜放入低温等离子体反应腔中并抽真空；

(3)在步骤(2)结束后，在反应腔中通入极性分子并调整温度和压力，开始对聚烯烃表面进行低温等离子体气相接枝处理。

现有技术中，常使用氧气、氩气等气体作为等离子化的工作气体使材料表面活化，再使用丙烯酸马来酸酐、硅烷化试剂等物质进行气相接枝，工艺流程较长，过程比较复杂。本发明的研究人员在进行等离子体气相接枝试验的过程中惊奇地发现使用气态极性小分子作为工作气体不但能起到活化表面的作用，同时还可使聚烯烃表面形成接枝层，使其表面性能有了极大的提高。

上述制备方法中，所述聚烯烃薄膜的主要成分包括：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯中的至少一种。

上述制备方法中，步骤(3)所述低温等离子体采用的是射频低温等离子体放电工艺，选用电源的处理功率为100～600W，优选200～600W，更优选300～400W。等离子体的功率越大，处理后的薄膜表面能越高，但同时接枝层的活性太高稳定性会降低，因此选择合适的功率会更好地改善薄膜表面的性能。

步骤(3)所述气相接枝反应的温度为0～75℃，压力为15～50Pa，时间为2～10min，优选温度为20～50℃，压力为35～50Pa，时间为2～5min。反应的温度越低、时间越长、压力越小，聚烯烃薄膜的表面能就越大，但同时接枝层稳定性也会受到影响，因此反应的温度、时间、压力选择也是重要的影响因素。

步骤(2)中所述真空的真空度为10～30Pa，优选15～30Pa，更优选15～20Pa。