CN108102126A - 高光膜及其表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高光膜及其表面处理方法。该表面处理方法包括在高光膜表面涂覆表面处理剂，得到待处理膜；以及对待处理膜进行辐射交联，得到处理后的高光膜，其中，表面处理剂为PUA。本申请的高光膜的表面处理方法，通过将原有的高光膜进行涂覆表面处理改性剂之后，经辐照交联处理，使得膜表面的分子与表面处理剂之间发生交联反应，增加高光膜表面高聚物的交联密度，从而提高了此类高光膜的耐磨性，大大扩展了该类膜的应用范围。

Description

高光膜及其表面处理方法
技术领域
本发明涉及家装新材料领域，具体而言，涉及一种高光膜及其表面处理方法。
背景技术
随着人们对生物质量日趋增高的要求，对家装装饰的要求也越来越高，高档装饰贴膜目前受到市场的热捧。尽管市场上已经零星出现一些环保性能更高的高档装饰膜，但因其制备工艺复杂成本昂贵，目前仍未成为市场主体。
从目前已有的PVC、PP、PMMA、PC等各种材质的产品来看，在加工和使用方面都存在诸多缺陷，为了进一步提高目前这些材质的使用性能，仍需要对现有材质的加工工艺进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高光膜及其表面处理方法，以提高现有高光膜的耐刮性。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高光膜的表面处理方法，该表面处理方法包括：在高光膜表面涂覆表面处理剂，得到待处理膜；以及对待处理膜进行辐射交联，得到处理后的高光膜，其中，表面处理剂为PUA。
进一步地，高光膜为PVC高光膜，优选PVC高光膜的组成，按重量份计，包括：100份PVC、0～10份增塑剂、1～10份稳定剂、5～20份MBS抗冲改性剂、1～5份润滑剂以及1～10份交联单体。
进一步地，表面处理剂为PUA；优选高光膜表面经微凹辊逆辊涂布表面处理剂，并控制待处理膜的湿涂布量为10～45克/平方米，更优选涂覆表面处理剂的涂层的厚度为2～45微米，进一步优选3～30微米。
进一步地，表面处理方法通过将表面处理剂分散于溶剂中形成表面处理液后涂覆在高光膜表面，表面处理液中表面处理剂的重量浓度为20～100％；优选表面处理剂的溶剂为丁酮或醋酸乙酯。
进一步地，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制辐照能量为2～45KGY，优选为12～45KGY。
进一步地，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制电压为120～200KeV。
进一步地，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制膜的移动速度为5～25m/min，优选为12～25m/min。
进一步地，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制辐照时间为0.04～10s。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高光膜，高光膜采用上述任一种表面处理方法处理得到。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高光膜，高光膜的铅笔硬度至少为H。
应用本发明的技术方案，本申请的高光膜的表面处理方法，通过将原有的高光膜进行涂覆表面处理改性剂之后，经辐照交联处理，使得膜表面的分子与表面处理剂之间发生交联反应，增加高光膜表面高聚物的交联密度，从而提高了此类高光膜的耐磨性，大大扩展了该类膜的应用范围。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术所提到的，目前市场上大多数PVC家装材料能够做成相对高档的高光膜或者镜面膜，但PVC材料的缺点在于耐温性、耐候性和耐刮性较差，且增塑剂的析出使得其更容易老化、性能变劣，从而限制了该类家装膜在市场上的使用程度。为了改善这一现状，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种高光膜的表面处理方法，该表面处理方法包括：在高光膜表面涂覆表面处理剂，得到待处理膜；以及对待处理膜进行辐射交联，得到处理后的高光膜；其中，表面处理剂为PUA。
本申请的高光膜的表面处理方法，通过将原有的高光膜进行涂覆表面处理改性剂之后，经辐照交联处理，使得膜表面的分子与表面处理剂之间发生交联反应，增加高光膜表面高聚物的交联密度，从而提高了此类高光膜的耐磨性，大大扩展了该类膜的应用范围。
需要说明的是，上述辐照交联最好在氮气的保护下(无氧条件)进行。一方面可以提高辐照效率和体系的凝胶(交联产物)含量，又可以减少体系降解并降低氧化的可能性。由于氧化和降解仅仅发生在聚合物的表面，因此，对于较厚的膜制品，这种影响很小。
上述表面处理方法可以适用于现有的多种高光膜。在本申请一种优选的实施例中，高光膜为PVC高光膜。PVC高光膜采用上述表面处理方法处理后表面的耐刮性能提高更明显。更优选地，该PVC高光膜以重量份计，包括100份PVC、0～10份增塑剂、1～10份稳定剂、5～20份MBS抗冲改性剂、1～5份润滑剂以及1～10份交联单体(如TMPTA)。
上述优选实施例中，增塑剂存在取值为0的情况，即根据实际需要，有些PVC产品中不含有增塑剂。MBS是MMA、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，与PVC相容性好，且不影响PVC的透明性。上述PVC高光膜的配方中，在表面涂覆表面处理剂，通过辐照交联提高耐刮膜表面涂层的交联密度(表面涂层的耐刮性能)，而非提高底膜的表面交联密度。而在PVC高光膜的配方中同时包含1～10份的交联单体，能够用于改善或降低辐照电子束对底膜(即PVC高光膜)的影响。
用于辐照交联PVC的增塑剂一般选用相对分子质量大、沸点高的增塑剂。一般认为随增塑剂用量的增大，交联效率降低，凝胶(交联产物)含量下降。这是因为随着增塑剂用量增加，PVC大分子间的距离增大，减少了PVC分子链自由基间以及PVC自由基和丙烯酸酯类不饱和单体自由基间的碰撞机会，不易形成交联结构。此外，增塑剂也能吸收部分辐照能量，是PVC大分子吸收的辐照能量相对减少，不易形成自由基。但也有研究表明，在研究邻苯二甲酸二丁酯DBP/PVC体系的辐射效应时却发现，随DBP含量增加，凝胶含量提高。还有报道表明稳定剂能降低由辐照引起的对PVC的降解作用。
因而，在上述优选的实施例中，PVC高光膜采用0～10份增塑剂，更优选环氧大豆油(ESPO)一般添加量为2～10份，能够使辐照交联后的高光膜颜色变黄有所减少。且上述PVC高光膜中含有的MBS抗冲改性剂，也有利于提高辐照交联效率。而上述含量和种类的稳定剂有助于提高辐照过程中PVC的稳定性，进而提高表明的辐照交联效率。
PVC的交联方法有化学交联法和辐射交联法。化学法是指在配方中掺入化学交联剂和其他助剂，在加热和加压条件下使其与PVC发生热诱导反应来完成交联。在这种方法中，由于成型、交联在统一到工序内完成，产品定型之前过早凝胶，影响制品的加工和使用性能。而辐射交联是将成型、交联分两道工序完成，便于准确控制交联程度，制品质量高。
当纯PVC分子进行辐射交联时，由于存在脱氯化氢、断键及变色等问题，难以获得有价值的改性PVC材料。现有技术中有报道PVC在TMPTMA(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)、TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)等多官能团单体存在下，经低于10kGy剂量辐照，性能有很大提高，可以作为导电绝缘材料和多种管件。因而根据待处理的高光膜的种类和性能的不同，涂覆不同种类的表面处理剂有助于减少高光膜表面分子链的断裂和变色，且对形成凝胶贡献很大。在本申请一种优选的实施例中，表面处理剂为PUA(聚氨酯丙烯酸酯)。采用这些表面处理剂具有与高光膜交联效率高的优势。
上述表面处理剂的具体涂覆方式，涂覆的厚度等可以根据实际需要进行合理选择。在本申请一种优选的实施例中，高光膜表面经微凹辊逆辊涂布表面处理剂，并控制所得的待处理膜的湿涂布量为10～45克/平方米，更优选表面处理剂的涂覆厚度为2～45微米，进一步优选3～30微米。涂层厚度越厚，涂层的耐刮性能越好。控制表面处理剂的涂覆重量及厚度在上述范围内，能够使表面的辐照交联效果好。
针对不同的高光膜及不同的性能需求，所使用的表面处理剂浓度也存在一定差异。在本申请一种优选的实施例中，表面处理方法通过将表面处理剂分散于溶剂中形成表面处理液后涂覆在高光膜表面，表面处理液中表面处理剂的重量浓度为20～100％。将表面处理剂的浓度控制在该范围内具有涂覆均匀，提高后续交联效果的有益效果。溶解表面处理剂的溶剂为有机溶剂，有选为丁酮或醋酸乙酯。
本申请的表面处理方法中，针对不同的高光膜，比如PVC高光膜，可以通过控制辐照交联时间和剂量在合适的范围内，使PVC交联处于最佳状态，避免降解反应发生。在一般情况下，对于交联型高分子，随辐照时间和剂量的提高，交联效率提高，凝胶含量增大，高聚物交联密度增大。当剂量达到一定数值时，凝胶含量不再增加，而是趋于一恒定值。如果辐射剂量继续增加，PVC会降解变色，从而影响使用。在本申请一种优选的实施例中，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制辐照能量为2～45KGY，优选为12～45KGY。将辐照能量控制在该范围内，能够使多种高光膜表面的交联效率高，表面分子的交联密度增大，提高高光膜的表面耐刮性。尤其对PVC高光膜的耐刮性提高更明显。
类似地，在一般情况下，在一定的辐照能量下，辐照时间越长，交联程度越高。但时间过长，随着辐照总能量的增加，PVC容易降解变色，影响使用性能。在本申请一种优选的实施例中，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制辐照时间为0.04～10s。在上述优选的辐照能量下辐照上述时间，不仅交联效率高，而且不容易引起膜的降解或变色，表面硬度提高明显，耐刮性能显著提升。
在本申请一种优选的实施例中，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制车速为5～25m/min，优选为12～25m/min。此处的“车速”是指膜的移动速度。将车速控制在上述范围内，有助于使微凹辊涂布表面效果平整，在12～25m/min的车速范围内，具有使微凹辊涂布表面效果更平整。
辐照温度过高容易使PVC降解和脱HCl反应加速，使交联结构复杂化，交联产品性能劣化。而控制辐照温度在实际应用中可以通过控制电压来实现。为了进一步优化辐照交联效率，在本申请一种优选的实施例中，对待处理膜进行辐射交联的步骤中，控制电压为120KeV-200KeV。将电压控制在该优选范围内，使得交联反应速率较快，且交联密度高。
在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种高光膜，该高光膜采用上述任一种表面处理方法处理得到。在另一种典型的实施方式中，提供了一种高光膜，该高光膜的铅笔硬度至少为H。本申请的表面处理方法处理过的高光膜的硬度得到显著提升，耐刮性能显著增强，有利于扩大PVC等高光膜在高档家装膜利用的应用。
下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。需要说明的是，以下实施例检测的硬度以铅笔硬度为准。具体地，铅笔硬度中：B代表黑度，H代表硬度，B数越多铅笔就越黑越软。H越多就越硬颜色越浅。铅笔硬度等级从软到硬依次有：6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H。
实施例1
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面经微凹辊逆辊涂布浓度为75wt％的PUA，得到湿涂布量为40克/平方米，涂覆厚度为30微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、6份DBP增塑剂、4份钡锌稳定剂、15份MBS抗冲改性剂、2份润滑剂以及6份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为150KeV，辐照能量为25KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，控制膜的移动速度为10m/min，辐照时间为0.12s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为3H。
实施例2
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为20wt％的PUA，得到湿涂布量为15克/平方米，涂覆厚度为3微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、1份钡锌稳定剂、5份MBS抗冲改性剂、1份润滑剂以及1份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为120KeV，辐照能量为12KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为12m/min，辐照时间为0.1s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为2H。
实施例3
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为100wt％的PUA，得到湿涂布量为10克/平方米，涂覆厚度为10微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为25m/min，辐照时间为0.048s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为2H。
实施例4
在铅笔硬度为4B的PP高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为100wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为45微米的待处理膜；
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为25m/min，辐照时间为0.048s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为3H。
实施例5
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为50wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为22.5微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为15m/min，辐照时间为0.1s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为2H。
实施例6
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为10wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为4.5微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为25m/min，辐照时间为10s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为2H。
实施例7
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为100wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为45微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为100KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为25m/min，辐照时间为10s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为2H。
实施例8
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为30wt％的PUA，得到湿涂布量为10克/平方米，涂覆厚度为3微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、1份钡锌稳定剂、5份MBS抗冲改性剂、1份润滑剂以及1份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为2KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为5m/min，辐照时间为10s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为H。
实施例9
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为100wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为45微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为26m/min，辐照时间为10s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为H。
实施例10
在铅笔硬度为4B的PVC高光膜表面涂覆浓度为经微凹辊逆辊涂布浓度为10wt％的PUA，得到湿涂布量为45克/平方米，涂覆厚度为45微米的待处理膜；其中，PVC高光膜的原料组成按重量份计分别为：100份PVC、10份DBP增塑剂、10份钡锌稳定剂、20份MBS抗冲改性剂、5份润滑剂以及10份TMPTA交联单体。
将待处理膜置于电压为200KeV，辐照能量为45KGY的电子束下进行辐照交联，并控制辐射交联过程中，车速为15m/min，辐照时间为15s，得到处理后的PVC高光膜。
对该PVC高光膜的铅笔硬度进行检测，检测结果显示处理后的PVC高光膜的铅笔硬度为H。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本申请的高光膜的表面处理方法，通过将原有的高光膜进行涂覆表面处理改性剂之后，经辐照交联处理，使得膜表面的分子与表面处理剂之间发生交联反应，增加高光膜表面高聚物的交联密度，从而提高了此类高光膜的耐磨性，大大扩展了该类膜的应用范围。
而且，对于PVC的辐射交联改性而言，尽管其交联机理、交联反应动力学、交联网络结构、交联影响因素等方面的理论日趋成熟。但由于辐射工艺过程影响因素比较多，而关于增塑剂对交联效率的影响、加工助剂对交联机理、交联反应动力学的影响，稳定剂、填料等影响机理还存在不一致的结论，因而PVC辐射交联的反应机理和各类加工助剂对交联反应的影响仍是目前PVC膜性能改进的研究方向。而本申请的优选实施例中，通过对特定成分的PVC高光膜，在上述特定的表面处理剂处理下，经特定的辐照条件进行辐照交联，使所获得的PVC辐射交联产品硬度大幅提升，进而提高了目前PVC高光膜的档次，进而使其应用范围更广。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高光膜的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括：
在所述高光膜表面涂覆表面处理剂，得到待处理膜；以及
对所述待处理膜进行辐射，得到处理后的高光膜；
其中，所述表面处理剂为PUA。
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述高光膜为PVC高光膜，优选所述PVC高光膜的组成，按重量份计，包括：100份PVC、0～10份增塑剂、1～10份稳定剂、5～20份MBS抗冲改性剂、1～5份润滑剂以及1～10份交联单体。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述高光膜表面经微凹辊逆辊涂布所述表面处理剂，并控制所述待处理膜的湿涂布量为10～45克/平方米，更优选涂覆所述表面处理剂的涂层的厚度为2～45微米，进一步优选3～30微米。
4.根据权利要求3所述的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法通过将所述表面处理剂分散于溶剂中形成表面处理液后涂覆在所述高光膜表面，所述表面处理液中所述表面处理剂的重量浓度为20～100％；优选所述表面处理液的溶剂为丁酮或醋酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，对所述待处理膜进行辐射的步骤中，控制辐照能量为2～45KGY，优选为12～45KGY。
6.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，对所述待处理膜进行辐射的步骤中，控制电压为120～200KeV。
7.根据权利要求6所述的表面处理方法，其特征在于，对所述待处理膜进行辐射的步骤中，控制膜的移动速度为5～25m/min，优选为12～25m/min。
8.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，对所述待处理膜进行辐射的步骤中，控制辐照时间为0.04～10s。
9.一种高光膜，其特征在于，所述高光膜采用权利要求1至8中任一项所述的表面处理方法处理得到。
10.一种高光膜，其特征在于，所述高光膜的铅笔硬度至少为H。
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