CN108148367B - 一种pla智能卡基材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PLA智能卡基材及其制备方法，该PLA片材采用两层共挤方式进行，下列配方制备得到，A层：PLA树脂100份，TiO2 11‑13份，抗氧剂1‑2份；B层：聚乳酸共聚树脂100份，抗氧剂1‑2份。将各层原料按配比混合均匀投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材。本发明通过采用聚乳酸共聚树脂作为共挤层，解决PLA智能卡INLAY层与印刷层结合不牢的问题。

Description

一种PLA智能卡基材及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工领域，具体涉及一种PLA智能卡基材及其制备方法。
背景技术
银行卡、交通卡、社保卡等智能卡的发展促进了社会信息化水平的提高，给人们生活带来了便利。这些卡片主要材质为PVC树脂，由于内部含有金属，难以回收，基本都被丢弃，造成很大的污染，因此智能卡带来的环境问题成为当前行业急需解决的难题。
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
PLA具有生物降解性，因此是替代PVC用于制作智能卡的较好选择。一般情况下制卡采用分步层压方式进行，先进行INLAY层制作，再与印刷层及OVERLAY进行层压。由于PLA为半结晶材料，在INLAY层制作过程中，由于PLA受热导致结晶度增大，结构稳定，在下一步层压时难以与印刷层结合牢固。
专利授权公告号为“CN 103087483B”的发明专利提供了一种卡基芯层用双轴拉伸聚乳酸片材及其制备方法。该方法通过特殊的配方体系及双轴拉伸工艺解决了PLA片材断裂伸长率小、不耐热，不耐水解及老化性差的缺陷。但采用拉伸工艺改善耐热性实质是提高了PLA片材的结晶度，片材表面结构呈惰性，会与印刷层结合更困难。
发明内容
本发明目的是提供一种PLA智能卡基材及其制备方法，通过共挤工艺在PLA表面形成聚乳酸共聚物功能层，使INLAY层与印刷层可以层压牢固。
为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为：
一种PLA智能卡基材，具有A/B结构，采用下列配方制备得到：
A层：
PLA树脂 100份
TiO2 11-13份
抗氧剂 1-2份
其中，所述的PLA树脂为PDLA与PLLA形成的立构复合物，复合物熔融指数为9-10g/10min,测试条件为190℃、2.16KG。
所述TiO2为金红石型，粒径30-60nm。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
B层：
聚乳酸共聚树脂 100份
抗氧剂 1-2份
其中，所述的聚乳酸共聚树脂为聚乳酸羟基乙酸共聚物，共聚物中羟基乙酸单体占比为55%-60%，共聚物熔融指数为11-13g/10min,测试条件为190℃、2.16KG。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
所述PLA智能卡基材的制备方法，包括如下步骤：
1）将A层PLA树脂60℃干燥5-6小时，B层聚乳酸共聚树脂50℃干燥5-6小时；
2）按照配比将A层、B层原料分别混合均匀后投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材。
步骤1）中干燥后PLA树脂及聚乳酸共聚树脂的含水量小于100PPM。
步骤2）中A层：挤出机挤出温度为140-200℃；熔体泵温度为190-195℃；
B层：挤出机挤出温度为150-190℃、熔体泵温度为180-190℃；
模具温度为195-200℃。
步骤2）中三辊压光机上辊50-55℃、三辊压光机中辊25-30℃、三辊压光机下辊25-30℃。
有益效果：
采用羟基乙酸作为共聚单体，可以打乱聚乳酸分子结构，使片材在热压时不进一步结晶，保持结晶度的稳定，乳酸羟基乙酸共聚物作为B层，用作INLAY层与印刷层的接触面，层压后有很好的剥离强度。
具体实施方式
以下结合实施例进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。为了便于对比，片材厚度均为260μm，A、B层厚度比例为A/B=15/85。
以下实施例中所用的PLA树脂为PDLA与PLLA形成的立构复合物，复合物熔融指数为9-10g/10min,测试条件为190℃、2.16KG，由美国natureworks公司提供，牌号为4043D。
聚乳酸共聚物为聚乳酸羟基乙酸共聚物，共聚物中羟基乙酸单体占比为55%-60%，共聚物熔融指数为11-13g/10min,测试条件为190℃、2.16KG，由美国natureworks公司提供，牌号为M700。
以下实施例中所使用的TiO2为金红石型，来自美国杜邦公司，粒径40-50nm。
本发明实施例中所使用的抗氧化剂来自于瑞士汽巴公司。
实施例1
一种PLA智能卡基材, 具有A/B结构，采用下列配方制备得到：
A层
PLA树脂 100份
TiO2 11份
抗氧剂1010 1份
B层
聚乳酸共聚树脂 100份
抗氧剂1010 1份
制备方法包括如下步骤：
1）将A层PLA树脂60℃干燥5-6小时，B层聚乳酸共聚树脂50℃干燥5-6小时；
2）按照配比将A层、B层原料分别混合均匀后投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材。
步骤2）中A层：挤出机挤出温度为140-190℃；熔体泵温度为190℃；
B层：挤出机挤出温度为150-185℃、熔体泵温度为180℃；
模具温度为195℃。
步骤2）中三辊压光机上辊50℃、三辊压光机中辊25℃、三辊压光机下辊25℃。
实施例2
一种PLA智能卡基材, 具有A/B结构，采用下列配方制备得到：
A层
PLA树脂 100份
TiO2 13份
抗氧剂168 2份
B层
聚乳酸共聚树脂 100份
抗氧剂 168 2份
一种PLA智能卡基材的制备方法：
1）将A层PLA树脂60℃干燥5-6小时，B层聚乳酸共聚树脂50℃干燥5-6小时；
2）按照配比将A层、B层原料分别混合均匀后投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材。
步骤2）中A层：挤出机挤出温度为150-200℃；熔体泵温度为195℃；
B层：挤出机挤出温度为155-190℃、熔体泵温度为190℃；
模具温度为200℃。
步骤2）中三辊压光机上辊55℃、三辊压光机中辊30℃、三辊压光机下辊30℃。
实施例3
一种PLA智能卡基材, 具有A/B结构，采用下列配方制备得到：
A层
PLA树脂 100份
TiO2 12份
抗氧剂1010 1.5份
B层
聚乳酸共聚树脂 100份
抗氧剂168 1.5份
所述PLA智能卡基材的制备方法：
1）将A层PLA树脂60℃干燥5-6小时，B层聚乳酸共聚树脂50℃干燥5-6小时；
2）按照配比将A层、B层原料分别混合均匀后投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材。
步骤2）中A层：挤出机挤出温度为145-195℃；熔体泵温度为193℃；
B层：挤出机挤出温度为160-185℃、熔体泵温度为182℃；
模具温度为197℃。
步骤2）中三辊压光机上辊52℃、三辊压光机中辊26℃、三辊压光机下辊26℃。
对比例1
按照专利CN 103087483B技术方案实施，检测结果如表1。
表1 对比例及实施例样品的物理性能
检验项目 对比试验1 实施例1 实施例2 实施例3 测试标准
拉伸强度（MPa） 38 42.5 44.2 43.1 GB/T1040.3
断裂伸长率(%) 160 189 172 176 GB/T1040.3
维卡软化温度(℃) 85 88.3 89.7 88.9 GB/T1633
透光率(%) 4.6 2.4 2.0 2.2 GB/T2410
剥离强度（N/cm） 2.3 断裂 断裂 断裂
从检测结果可以看出，本专利所得片材拉伸强度、断裂伸长率优于对比例，遮光好，层压后测试剥离强度时本发明实施例均产生断裂，说明层压效果好，适于PLA智能卡制作。

Claims (5)

1.一种PLA智能卡基材，其特征在于，采用下列配方制备得到：
A层
PLA树脂 100份
TiO2 11-13份
抗氧剂 1-2份
B层
聚乳酸共聚树脂 100份
抗氧剂 1-2份；
所述PLA智能卡基材，其特征在于，所述的A层PLA树脂为PDLA与PLLA形成的立构复合物，复合物熔融指数为9-10g/10min，测试条件为190℃、2.16KG；
所述的B层聚乳酸共聚树脂为聚乳酸羟基乙酸共聚物，共聚物中羟基乙酸单体占比为55％-60％，共聚物熔融指数为11-13g/10min，测试条件为190℃、2.16KG。
2.根据权利要求1所述PLA智能卡基材，其特征在于，所述TiO2为金红石型，粒径30-60nm。
3.根据权利要求1所述PLA智能卡基材，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
4.权利要求1至3中任意一项所述PLA智能卡基材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将A层PLA树脂60℃干燥5-6小时，B层聚乳酸共聚树脂50℃干燥5-6小时；
2)按照配比将A层、B层原料分别混合均匀后投入相应挤出机，熔体经过滤器、熔体泵、模具、三辊压光机冷却定型，制得PLA片材；
步骤2)中A层：挤出机挤出温度为140-200℃；熔体泵温度为190-195℃；B层：挤出机挤出温度为150-190℃、熔体泵温度为180-190℃；模具温度为195-200℃；
步骤2)中三辊压光机上辊50-55℃、三辊压光机中辊25-30℃、三辊压光机下辊25-30℃。
5.权利要求4所述PLA智能卡基材的制备方法，其特征在于：步骤1)中干燥后PLA树脂及聚乳酸共聚树脂的含水量小于100PPM。
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