CN114043795B - 一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜及其制备方法和其应用 - Google Patents

一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜及其制备方法和其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子薄膜技术领域，具体涉及一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜及其制备方法和其应用。聚乳酸薄膜由第一聚乳酸层和第二聚乳酸层交替叠加而成；所述第一聚乳酸层由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层按质量百分比由70％～85％聚乳酸树脂B、10％～20％聚乳酸树脂C和5％～10％聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯组成；所述第一聚乳酸层和第二聚乳酸层的总层数≥40。本发明的聚乳酸薄膜使用双向拉伸工艺制备而成，该聚乳酸薄膜具有优异的彩虹视觉效果和力学性能，由于所有材质均使用了可生物降解树脂，可实现生物降解，对环境友好，符合低碳环保的可持续发展方向。

Description

一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜及其制备方法和其应用
技术领域
本发明涉及高分子薄膜技术领域，具体涉及一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜及其制备方法和其应用。
背景技术
聚乳酸是一种完全可生物降解的材料，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，是公认的环境友好材料。聚乳酸薄膜作为一种新型薄膜材料，因其力学性能优异、挺度高、透明性好等优点在包装等领域得到越来越广泛的应用。
炫彩薄膜是一种具有极佳的视觉效果的包装膜。通常的炫彩膜的制法有多层共挤，另外还有镭射压型法、真空镀层法、涂布膜法等制作方法，现有的炫彩薄膜制备方法是采用两种或多种不同的材料交替形成平行的多层薄膜，将会引入复杂成分，而由于使用的两种或多种材料进行制备，也存在着相容性差，难以回收再利用，也难以降解，容易对环境产生白色污染的问题。
专利CN109624164A公开了一种干涉彩虹膜溶液配方及其干涉薄膜与制备方法，公开日为2019年04月16日，该技术方案涉及将至少7种材料进行混合，从而制备得到彩虹膜；同样将会遇到相容性差，难以回收利用，降解低，容易对环境造成影响的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，其特征在于，由第一聚乳酸层和第二聚乳酸层交替叠加而成；
所述第一聚乳酸层由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；
所述第二聚乳酸层按质量百分比由70％～85％聚乳酸树脂B、10％～20％聚乳酸树脂C和5％～10％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)组成；
所述第一聚乳酸层和第二聚乳酸层的总层数≥40。
在一些实施例中，优选的，所述聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸。
在一些实施例中，优选的，所述聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸。
在一些实施例中，优选的，所述聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
在一些实施例中，优选的，所述第一聚乳酸层的厚度为0.3～0.6μm。
在一些实施例中，优选的，所述第一聚乳酸层与第二聚乳酸层的厚度比为1:0.8～1:1.2。
一种根据如上任意所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的制备方法，包括如下步骤：
将所述第二聚乳酸层中各组分按配方比例分别进行混合，并通过高速混合机分散均匀；
将所述第一聚乳酸层和第二聚乳酸层的原料分别在挤出机中熔融，通过多层分配器共挤出，使熔体采用激冷辊骤冷铸片；
将铸片送至拉伸区，经过的拉伸后，再经过热定型制成所述薄膜。
在一些实施例中，优选的，通过T型口模流延至表面温度为30～40℃的激冷辊骤冷铸片。
在一些实施例中，优选的，所述拉伸工艺为：在温度为55～65℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.5～3.5，然后在温度为80～100℃进行横向拉，拉伸比设定为3～4。
一种根据上任意所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜在制备包装袋或装饰物上的应用。
本发明提供的一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明提供的具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，通过将不同光学性能以及熔点的聚乳酸材料进行组合，一方面使得薄膜的材料具有彩虹质感，另一方面，引入的聚乳酸外的材料仅为聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯，和聚乳酸均为可生物降解材料，对环境友好，符合低碳可持续发展方向，不影响材料的降解回收，材料整体的相容性能优异。而聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯通过以特定比例的组分进行加入，与不同类型的聚乳酸配合能够加大折光指数的差异，增加彩虹色效果。
本发明的另一实施例，提供了具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的制备方法，采用双向拉伸技术，有效提高了薄膜的强度，可在较低厚度情况下就达到可靠的力学性能。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明技术方案与现有空调的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的具有炫彩金属质感的聚酰胺薄膜结构一实施例示意图；
图2为本发明提供的具有炫彩金属质感的聚酰胺薄膜结构另一实施例示意图；
图3为本发明提供的具有炫彩金属质感的聚酰胺薄膜结构另一实施例示意图；
图4为本发明提供的具有炫彩金属质感的聚酰胺薄膜结构另一实施例示意图；
附图标记如下
100 第一聚乳酸层 200 第二聚乳酸层
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
本发明提供具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的实施例，如图1-4所示实施例，由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，薄膜两侧最表层的起始顺序可以不同，所述第一聚酰胺层和第二聚酰胺层的总层数≥20。
本发明还提供具有彩虹质感的聚乳酸薄膜制备方法的实施例，需要说明的是，根据本发明提供的具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，本领域技术人员可以通过其它工艺制备相应的薄膜材料，而本发明所提供的制备方法，作为一种优选方案，能够进一步有效提高了薄膜的强度，可在较低厚度情况下就达到可靠的力学性能。
根据本发明的设计构思，提供以下实施例：
实施例1
本实施例一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，所述薄膜是由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为40层。其中，所述第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由85％聚乳酸树脂B、10％聚乳酸树脂C和5％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成。其中，所述第一聚乳酸层100的厚度为0.6μm，第一聚乳酸层100与第二聚乳酸层200的厚度比为1:0.8；
聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
本实施例聚乳酸薄膜的制备按以下方法进行：
1)将所述第二聚乳酸层200中各组分按配方比例分别进行混合，并通过高速混合机分散均匀；
2)将所述第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200的原料分别在挤出机中熔融，通过多层分配器共挤出，使熔体通过T型口模流延至表面温度为30℃的激冷辊骤冷铸片；
3)将铸片送至拉伸区，在温度为58℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为3.5，然后在温度为90℃进行横向拉，拉伸比设定为3.6，最后经过热定型制成所述薄膜。
实施例2
本实施例一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，所述薄膜是由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为50。其中，所述第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由70％聚乳酸树脂B、20％聚乳酸树脂C和10％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成。其中，所述第一聚乳酸层100的厚度为0.3μm，第一聚乳酸层100与第二聚乳酸层200的厚度比为1:1.2。
聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
实施例3
本实施例一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，所述薄膜是由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为50。其中，所述的第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由80％聚乳酸树脂B、12％聚乳酸树脂C和8％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成。其中，所述第一聚乳酸层100的厚度为0.5μm，第一聚乳酸层100与第二聚乳酸层200的厚度比为1:1。
聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
对比例1
一种聚乳酸薄膜，由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为30。其中，所述的第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由80％聚乳酸树脂B、12％聚乳酸树脂C和8％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成。其中，所述第一聚乳酸层100的厚度为0.4μm，第一聚乳酸层100与第二聚乳酸层200的厚度比为1:1。
其中，聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
对比例2
一种聚乳酸薄膜，由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为50。其中，所述第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由95％聚乳酸树脂B和5％聚乳酸树脂C组成。其中，所述第一聚乳酸层100的厚度为0.5μm，第一聚乳酸层100与第二聚乳酸层200的厚度比为1:1。
其中，聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
对比例3
一种聚乳酸薄膜，由第一聚乳酸层100和第二聚乳酸层200交替叠加而成，并且聚乳酸薄膜中总层数为50。其中，所述第一聚乳酸层100由质量百分比100％聚乳酸树脂A组成；所述第二聚乳酸层200按质量百分比由65％聚乳酸树脂B、15％聚乳酸树脂C和20％聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成。其中，所述的聚乳酸层100的厚度为0.5μm，聚乳酸层100与聚乳酸层200的厚度比为1:1。
其中，聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
上述实施例和对比例中：
采用的聚乳酸树脂A采购自Total Corbion公司的PLA产品Luminy，牌号L175；
采用的聚乳酸树脂B采购自Total Corbion公司的PLA产品Luminy，牌号L975；
采用的聚乳酸树脂C采购自Total Corbion公司的PLA产品Luminy，牌号D120；
采用的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯采购自新疆蓝山屯河公司的PBAT产品TUNHE，牌号TH801T；
上述具体采用的聚乳酸树脂A、聚乳酸树脂B和聚乳酸C满足聚乳酸树脂A为光学纯度≥99％的左旋聚乳酸，聚乳酸树脂B为光学纯度≤90％的左旋聚乳酸，聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
将实施例1-3和对比例1-3制备的薄膜进行测试：
测试方法为：
薄膜的彩虹质感效果测试，采用目视的方法进行评价：薄膜有彩虹效果(记为○)，薄膜无彩虹效果或彩虹效果差(记为╳)；其中，彩虹效果为本领域技术人员所认知的，薄膜在白光下散发出人眼明显可见的多种三原色或多种由三原色组合后色彩的效果。
测试结果如下：
表1实施例1-3和对比例1-3薄膜性能测试表
Figure BDA0003362570290000091
由上表可知，实施例1-3的聚乳酸薄膜的拉伸强度均＞120MPa，有良好的力学性能，并且具有优异的彩虹质感视觉效果。相对的，比较例1中，总层数低于40，薄膜表现出较差的彩虹效果。比较例2中第二聚乳酸层200中聚乳酸C含量低于10％，并且不含PBAT，则薄膜无彩虹效果。比较例3中第二聚乳酸层200中，PBAT的含量大于10％，虽然薄膜具有彩虹效果，但是雾度很大(＞5.0)，并且力学性能下降(＜100MPa)，薄膜综合性能差。
本发明还提供上述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜在制备包装袋或装饰物上的应用实施例。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，其特征在于，由第一聚乳酸层和第二聚乳酸层交替叠加而成；
所述第一聚乳酸层由质量百分比100%聚乳酸树脂A组成；
所述第二聚乳酸层按质量百分比由70%~85%聚乳酸树脂B、10%~20%聚乳酸树脂C和5%~10%聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯组成；
所述第一聚乳酸层和第二聚乳酸层的总层数≥40；
所述聚乳酸树脂A为光学纯度≥99%的左旋聚乳酸；
所述聚乳酸树脂B为光学纯度≤90%的左旋聚乳酸；
所述聚乳酸C为熔点≥160℃的右旋聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述第一聚乳酸层的厚度为0.3~0.6μm。
3.根据权利要求2所述的具有彩虹质感的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述第一聚乳酸层与第二聚乳酸层的厚度比为1:0.8~1:1.2。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述第二聚乳酸层中各组分按配方比例分别进行混合，并通过高速混合机分散均匀；
将所述第一聚乳酸层和第二聚乳酸层的原料分别在挤出机中熔融，通过多层分配器共挤出，使熔体采用激冷辊骤冷铸片；
将铸片送至拉伸区，经过的拉伸后，再经过热定型制成所述薄膜。
5.一种根据权利要求4所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于：通过T型口模流延至表面温度为30~40℃的激冷辊骤冷铸片。
6.一种根据权利要求4所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于：
所述拉伸工艺为：在温度为55~65℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.5~3.5，然后在温度为80~100℃进行横向拉，拉伸比设定为3~4。
7.一种根据权利要求1-3任一项所述具有彩虹质感的聚乳酸薄膜在制备包装袋或装饰物上的应用。
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