摘要: 本發(fā)明涉及BOPP薄膜技術(shù)領域，特別是涉及一種耐擦刮無膠消光膜及其制備方法，耐擦刮無膠消光膜包括依次設置的消光層、芯層和熱復合層，消光層包括共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、2.0~2.5wt%馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮（重均分子量12~15萬，表面張力42~45mN/m）和2000~4000ppm球體聚甲基丙烯酸甲酯（粒徑D50為4.0~5.0μm）；芯層包括均聚聚丙烯；熱復合層包括乙烯?醋酸乙烯酯共聚物和2000~4000ppm球體抗粘連劑。本發(fā)明的耐擦刮無膠消光膜通過對消光層和熱復合層組分的協(xié)同設計，實現(xiàn)了消光層表面耐擦刮性、高表面張力（印刷適用性）與收解卷順暢性的平衡，為高端BOPP消光膜提供了其消光面耐擦刮共性問題解決方案。

消光膜是一種消光層表面對入射光因漫反射而呈現(xiàn)低光澤啞光外觀效果的包裝用膜，具有表面觸感舒適，觀感典雅，印刷時色彩能夠逼真再現(xiàn)等諸多優(yōu)點，普通包裝膜是無法達到的。現(xiàn)有的BOPP消光薄膜主要包括第一表層即消光層、芯層和第二表層，也有多于三層的共擠復合結(jié)構(gòu)，其實際應用時會在消光層表面進行印刷或涂覆等后加工，但傳統(tǒng)預涂型或即涂型消光膜產(chǎn)品由于采用傳統(tǒng)高耗能含VOCs的打底涂覆烘干或在線涂膠烘干紙塑覆膜工藝，正逐步被一步法可直接紙塑熱復合的消光膜產(chǎn)品替代，可直接紙塑熱復合（以下簡稱“熱復合”）的消光膜通常包括消光層、芯層和熱復合層三層結(jié)構(gòu)。

目前可直接熱復合的消光膜產(chǎn)品的消光層主要是高密度聚乙烯和共聚聚丙烯組成，在成膜拉伸過程中，共聚聚丙烯為“海相”，結(jié)晶的高密度聚乙烯成“島相”，在外力拉伸作用力下，消光層在拉伸過程中高密度聚乙烯就會相較于共聚聚丙烯的“海相”而凸出，微觀上呈現(xiàn)“海島”相疇結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)表面外觀的消光效果。然而目前可直接熱復合的BOPP消光膜產(chǎn)品的消光層表面耐擦刮性能較差，導致其在二次分切或覆膜過程中因常存在的“膜-輥速差”而被導輥擦刮，特別是經(jīng)物流運輸過程中包裝盒表面互相碰擦等的情形下消光層表面容易被擦刮留痕，尤其覆膜在深色背景材料時刮痕相對凸顯，成為制約了紙塑覆膜包裝外觀高端效果的典型技術(shù)瓶頸。

另外，現(xiàn)在常用的可直接熱復合的消光膜（以下簡稱“無膠消光膜”），其熱復合層通常選擇為較低熔點的熱熔膠層，主要由相對高VA含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（VA為醋酸乙烯酯）組成，而制膜工藝中往往經(jīng)電暈處理，以協(xié)同保證薄膜與印刷件之間的復合牢度。但是為了提高消光層（同樣須經(jīng)電暈處理）覆膜印后加工適用性（如UV上光油，以下簡稱“UV上光”）通常要提高消光層的表面張力，消光層表面張力的提高，使得收卷里外接觸并在包括夏季高溫環(huán)境存儲情形下再解卷使用時，消光層極性組分與熱復合層極性組分相互作用導致收解卷不順暢性，因此“保證收解卷順暢性以及消光層的印后加工適用性（如UV上光）提升之間平衡”是目前要解決的共性技術(shù)問題。

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種耐擦刮無膠消光膜及其制備方法，屬于雙向拉伸聚丙烯薄膜，無需二次加工，節(jié)能環(huán)保，通過對消光層組分的協(xié)同創(chuàng)新性設計，同時匹配熱復合層協(xié)同設計，實現(xiàn)了所述耐擦刮無膠消光膜的消光層表面在“耐擦刮性、高表面張力（與印后加工行業(yè)技術(shù)人員熟知的“印刷適用性”正相關(guān)）與收解卷順暢性”之間的平衡，在常溫和低溫環(huán)境下均具有良好的耐擦刮性能，利于滿足日益增長的智能電子產(chǎn)品印刷標識內(nèi)容的高清晰、持久可辨識等為代表的高性能包裝對高性能薄膜的需求，為高端BOPP消光膜提供了消光面耐擦刮共性問題解決方案。

一種耐擦刮無膠消光膜，包括依次設置的消光層、芯層和熱復合層，所述消光層包括共聚聚丙烯、45~55wt%高密度聚乙烯、2.0~2.5wt%馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮和2000~4000ppm球體聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），所述馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮的重均分子量Mw為12~15萬，所述馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮的表面張力為42~45mN/m；所述球體聚甲基丙烯酸甲酯的粒徑D50為4.0~5.0μm；所述芯層包括均聚聚丙烯；所述熱復合層包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和2000~4000ppm球體抗粘連劑；所述球體抗粘連劑的粒徑D50為熱復合層厚度+2μm。

本發(fā)明綜合考慮到可直接熱復合的BOPP消光膜消光層表面的耐擦刮性較差、消光層表面的印后加工適用性提升以及薄膜收解卷順暢性難以達到較好的平衡的問題，經(jīng)過深入研究，對薄膜的消光層組分進行功能性協(xié)同設計：第一方面，為改善耐擦刮性能，在消光層中加入馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮，具有優(yōu)異的潤滑性和抗粘附性，消光層表面在受到擦刮時，由于硅酮分子不容易與其他物質(zhì)形成強烈的吸引力，相當于在消光層表面形成一層潤滑隔離屏障，從而減少了消光層表面因擦刮留痕的可能性，提高了薄膜消光層表面在常溫和低溫環(huán)境下的耐擦刮性能；第二方面，本領域技術(shù)人員公知，硅酮本身表面張力較低，為改善硅酮較低的表面張力帶來的對消光層表面的印后加工適用性提升的不利影響，經(jīng)過研究與分析，選擇了氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮，并對其進行馬來酸酐改性，獲得的馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮，區(qū)別于一般硅酮低表面張力的特性，具備高表面張力，不存在一般硅酮加入所帶來的表面張力下降對印后加工適用性的不良影響的問題，提升了薄膜消光層的印后加工適用性，直鏈烷基也有利于硅酮在消光層中的均勻分散；第三方面，在消光層中加入球體聚甲基丙烯酸甲酯，既進一步保證消光層的印后加工適用性，同時又協(xié)同熱復合層的作用，有利于薄膜自身生產(chǎn)和應用時收解卷順暢。

本發(fā)明中的馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮分子主鏈中Si-O鍵的分子體積大且自由旋轉(zhuǎn)度高，且其具有較長的直鏈烷基，賦予硅酮分子鏈更優(yōu)異的柔順性，而氮雜環(huán)丙烷端基其具有獨特的反應特性，與馬來酸酐反應后，一方面具有更強的分子間相互作用能力，包括氫鍵和偶極相互作用，使極性基團更容易表面富集，有利于提高馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮的表面張力，從而提高消光層的印后加工適用性，另一方面，開環(huán)反應后形成了一個側(cè)基甲基，抑制自身低溫結(jié)晶，有利于改善其耐低溫性，從而使消光層獲得良好的低溫耐擦刮性能。選擇在消光層中加入2.0~2.5wt%馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮，既保證了消光層的耐擦刮性能（包括常溫和低溫環(huán)境），同時又避免了傳統(tǒng)硅酮（表面張力20~25mN/m）加入所帶來的表面張力下降對印后加工適用性的不良影響，且較長的直鏈烷基有利于其與消光層中高密度聚乙烯的相容性，保證在消光層中的均勻分散，從而使消光層的表面張力分布均勻，保證油墨在消光層表面附著均勻。若馬來酸酐改性氮雜環(huán)丙烷為端基的直鏈烷基硅酮加入量過低，則消光層表面的耐擦刮性能無法得到有效提升，若加入量過高，則可能由于極性的差異而無法在消光層中有效分散，不利于消光層表面張力的均勻性，且消光層極性過大，也不利于卷狀薄膜自身之間（消光層與熱復合層）的收解卷順暢性，且由于存在極性組分，可能會導致消光層與芯層的極性相差太大，從而影響層間結(jié)合力，導致雙向拉伸過程中出現(xiàn)層間剪切剝離現(xiàn)象。