一种PLA基胶带的制作方法

本发明涉及一种pla基胶带及其制备方法。本发明属于可降解膜领域。

背景技术：

1、目前快递行业大量使用封箱胶带，胶带基膜材料大多为bopp或者pvc等材质，胶黏剂大多为丙烯酸酯类或乙烯－醋酸乙烯酯共聚物类胶黏剂，其性能优异，具备压敏胶性质，但无论基膜材料还是胶黏剂材料均为合成非降解材料，在其大量使用过程中，与纸箱不易分离，造成纸箱回收困难，同时非降解材料易造成白色污染，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。

2、而聚乳酸(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并且是唯一透明的可生物降解聚合物；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。

3、pla力学强度高，其双向拉伸薄膜的拉伸强度可达120mpa以上，即使不经过拉伸取向，其拉伸强度也达到70mpa左右。以pla为基材，制备共混薄膜来调整薄膜的力学强度，制备一系列柔性胶带似乎是一个可行的方案。但仍需解决以下问题：首先pla的增韧改性工作，由于pla的易结晶性，导致性脆易碎，难以直接单独成膜；其次，pla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；并且基材与胶黏层均需具有可降解特性；最后，现有大多数胶带在潮湿环境中的粘接强度较差。

4、鉴于上述可降解材料pla存在的问题，针对pla基材进行改性，提高其加工性、韧性以及对pla基胶带上的胶黏层的改性工作意义重大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中可降解胶带存在力学性能差以及潮湿环境中粘接强度不佳的缺陷，提供了一种pla基胶带的制备方法。其通过分子结构设计自制出应用于基材的增塑剂、应用于胶黏层的植物油基树脂以及功能助剂，并经配方设计后经基材挤出、双向拉伸后、分别双面涂布离型层、胶黏层制备。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

2、本发明提供了一种增塑剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s11，将纳米硅与环氧硅烷偶联剂进行硅烷化偶联反应，得到中间产物1i；

4、s12，将中间产物1i与乳酸，进行酯化、开环反应，得到目标产物，即增塑剂。

5、进一步地，所述纳米硅与环氧硅烷偶联剂的用量比为1g：5.0-7.0g。

6、进一步地，所述中间产物1i与乳酸的用量比按环氧基与羧基的摩尔比为1:5-10添加。

7、本发明提供了一种增塑剂，通过上述增塑剂的制备方法所制备。

8、本发明另一目的在于提供了一种植物油基树脂的制备方法，包括以下步骤：

9、s21，将植物油与硫醇衍生物进行点击反应，得到中间产物2i；

10、s22，将中间产物2i与丙烯酰基结构a进行偶联反应，得到目标产物，即植物油基树脂。

11、进一步地，所述植物油、硫醇衍生物的用量比按摩尔比1:3-5添加；以及

12、所述植物油为干性油或半干性油。

13、进一步地，

14、所述中间产物2i与丙烯酰基结构a的用量比为按反应官能团的摩尔比1:1混合；以及

15、所述丙烯酰基结构a中含有可与羟基结构进行反应的官能团。

16、本发明另一目的在于提供了一种植物油基树脂，通过上述植物油基树脂的制备方法所制备。

17、本发明的又一目的在于提供了一种超支化乳酸丙烯酸酯的制备方法，包括以下步骤：

18、s31，将增塑剂与丙烯酰基结构b进行偶联反应，得到目标产物，即超支化乳酸丙烯酸酯。

19、进一步地，所述增塑剂与丙烯酰基结构b的用量比按羟基与丙烯酰基结构b的摩尔比2.0-10.0:1添加；以及

20、所述丙烯酰基结构b中含有可与羟基结构进行反应的官能团。

21、本发明的又一目的在于提供了一种超支化乳酸丙烯酸酯，通过上述功能单体的制备方法所制备。

22、本发明的又一目的在于提供了一种功能单体的制备方法，包括以下步骤：

23、s41，将儿茶酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行开环反应，得到目标产物，即功能单体。

24、进一步地，所述儿茶酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量比按摩尔比1:1添加。

25、本发明的又一目的在于提供了一种功能单体，通过上述功能单体的制备方法所制备。

26、本发明的再一目的在于提供了一种pla基胶带，包括基材、离型层以及胶黏层；所述的基材两面分别涂布离型层、胶黏层；

27、所述基材，包括以下重量份的原料：

28、pla 60-80份；

29、pbat 20-40份；

30、相容剂0.5-1.0份；

31、增塑剂5.0-10.0份；

32、抗氧剂0.3-0.5份；

33、润滑剂0.5-1.0份；

34、其中，pla与pbat总质量为100份；

35、所述胶黏层，包括以下重量百分比的原料：

36、超支化乳酸丙烯酸酯35-45份；

37、植物油基树脂25-35份；

38、功能单体2.0-3.0份；

39、稀释剂5-10份；

40、光引发剂2.0-4.0份；

41、消泡剂0.1-0.2份；

42、流平剂0.1-0.3份；

43、溶剂余量。

44、本发明还提供了一种pla基胶带的制备方法，包括如下步骤：

45、s51，基材的制备，即

46、按配比将原料共混均匀、加至挤出机中，加热熔融共混，经模头挤出，熔体贴附至流延辊表面进行冷却，得到铸片；进行双向拉伸，再经热定型，制得双向取向薄膜；

47、s52，涂布离型层，即

48、采用两辊转移涂布方式，在基膜层上单面涂布有机硅，远红外辐射干燥方式干燥，干燥冷却后收卷；以及

49、s53，基材的另一面涂布胶黏层，即

50、按配比配制胶黏层溶液，调制上线粘度后，采用凹版涂布在基材上，进烘道，干燥温度控制在45-80℃，经uv固化，冷却，收卷，分切，得到所需宽幅的pla基胶带。

51、本发明的有益效果：

52、(1)本发明提供了一种pla基胶带，基材配方中含有自制的增塑剂，为以纳米硅为核心，乳酸低聚物为链结构且端基为羟基的超支化结构。首先、乳酸低聚物为pla优良的增塑剂，可有效提高加工性能和力学性能；第二、超支化结构具有良好的流动性，可进一步提升塑化效率，同时不易迁移析出。

53、(2)本发明提供了一种pla基胶带，胶黏层配方原料中含有自制的超支化乳酸丙烯酸酯，为丙烯酸酯封端乳酸低聚物的超支化纳米硅微球结构。首先、乳酸低聚物结构有利于提高胶黏层与基材的相容性；第二、超支化微球结构具有多官能度，具有各向同性，可提高胶黏层的内聚力、粘接力等；第三、微球结构中残留大量的端羟基，可进一步提升粘接性能。

54、(3)本发明提供了一种pla基胶带，胶黏层配方原料中含有自制的植物油基树脂，为植物油基丙烯酸酯结构。首先、丙烯酰氧基结构与超支化乳酸丙烯酸酯具有优异的相容性；第二、植物油结构为柔性链，具有释放内应力的作用，可提高粘接性等。

55、(4)本发明提供了一种pla基胶带，胶黏层配方原料中含有自制的功能单体，为儿茶酸丙烯酸酯结构。儿茶酸(儿茶酚)具有优异的粘接效果，尤其是潮湿环境中效果显著，同时可促进胶黏层对多种物体的有效粘接。

56、(5)本发明提供了一种pla基胶带，基材部分以pla为主体，pbat进行共混增韧改性，可提供较优的力学强度和韧性且pla与pbat均为可降解材料；胶黏层部分以乳酸丙烯酸酯、植物油基树脂为主体，可提高粘附性，且乳酸低聚物与植物油同为可降解材料，具有实际应用潜力。