一種可直接涂布的聚烯烴薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于高分子材料領域，具體地講，涉及一種可直接涂布的聚烯烴薄膜及其制備方法。所述的聚烯烴薄膜具有一定厚度的接枝層，接枝層中的極性元素含量為20～35wt％，并且該薄膜擁有良好的表面性能。本發明還提供了所述聚烯烴薄膜的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：將聚烯烴薄膜表面置于等離子體反應腔中，通入氣態極性分子并調整溫度和壓力，進行低溫等離子體處理完成氣相接枝反應。由上述方法制備成的可直接涂布的聚烯烴薄膜，具有良好的可印刷性和粘接牢度，且其表面極性可以得到有效保持。
【專利說明】
一種可直接涂布的聚烯烴薄膜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種聚烯烴薄膜的制備方法，更具體地，涉及一種利用低溫等離子體 引發極性小分子與聚烯烴薄膜表面發生氣相接枝聚合的薄膜制備方法，還涉及一種通過所 述制備方法制造的可直接涂布的聚烯烴薄膜。
【背景技術】
[0002] 聚烯烴薄膜是應用最廣泛的包裝塑料之一，其性能優良、質輕、價廉、氣密性好、有 韌性耐折、表面光滑、能保護商品并且能再現商品的造型、色彩。
[0003] 但是聚烯烴薄膜屬于非極性的高分子材料，它們對油墨的親和性都比較差，且在 成形過程中加入的增塑劑、引發劑及殘留單體和降解物等低分子物質會析出并匯集在材料 表面，形成無定形層使薄膜表面的潤濕性能變差。
[0004] 申請號為201310135952.X的發明專利公開了一種等離子體制備烯類單體一聚烯 烴接枝共聚物的方法，采用介質阻擋放電的方法使氣體電離成等離子體，同時利用等離子 體對聚合物表面進行處理使其生成過氧基等活性自由基，之后轉移聚合物至盛有接枝單體 的燒瓶中，在氮氣的保護下進行接枝反應。此方法使用了低溫等離子處理聚合物表面，但是 流程復雜，在聚合物轉移至接枝容器的過程中，可能會有雜質引入表面影響了接枝聚合的 效果。
[0005] 申請號為201110233950.5的發明專利公開了一種低溫等離子體引發聚乙烯薄膜 表面氣相接枝改性的方法，采用低溫等離子機對薄膜表面進行電暈處理，之后通入接枝單 體，在高壓汞燈產生的紫外線照射下完成接枝反應。此方法利用了低溫等離子體來引導完 成聚合物接枝反應，但是高壓汞燈啟動時間較長，并且使用之后需要冷卻燈體之后才能再 次啟動，不適合連續生產。
[0006] 申請號為200910176114.0的發明專利公開了一種納米改性聚丙烯軟包裝材料，該 聚丙烯采用的加工助劑混合物是納米二氧化硅一醋酸乙烯酯共聚物的混合物，所述的加工 助劑組合物占總質量的10~40%，所述的納米二氧化硅占加工助劑混合物質量的60~ 90%。此發明的對比例和實施例中通過使用納米材料改性的聚丙烯水接觸角從103.2°降至 95.3°，效果不是很明顯。
[0007] 為了使用流程快捷簡單的方法獲得表面能較高的聚烯烴薄膜，特提出本發明。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的在于提供一種表面能較高的可直接涂布的聚烯烴薄膜，還提供了一 種流程快捷工藝簡單的生產上述聚烯烴薄膜的制備方法。
[0009] 為實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案：
[0010] 本發明提供了一種可直接涂布的聚烯烴薄膜的制備方法，包括如下步驟：
[0011] (1)將待處理的聚烯烴薄膜表面進行清洗并晾干備用；
[0012] (2)將步驟(1)中的聚烯烴薄膜放入低溫等離子體反應腔中并抽真空；
[0013] (3)在步驟(2)結束后，在反應腔中通入極性分子并調整溫度和壓力，開始對聚烯 烴表面進行低溫等離子體氣相接枝處理。
[0014] 現有技術中，常使用氧氣、氬氣等氣體作為等離子化的工作氣體使材料表面活化， 再使用丙烯酸馬來酸酐、硅烷化試劑等物質進行氣相接枝，工藝流程較長，過程比較復雜。 本發明的研究人員在進行等離子體氣相接枝試驗的過程中驚奇地發現使用氣態極性小分 子作為工作氣體不但能起到活化表面的作用，同時還可使聚烯烴表面形成接枝層，使其表 面性能有了極大的提尚。
[0015] 上述制備方法中，所述聚烯烴薄膜的主要成分包括：低密度聚乙烯、高密度聚乙 烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯中的至少一種。
[0016] 上述制備方法中，步驟(3)所述低溫等離子體采用的是射頻低溫等離子體放電工 藝，選用電源的處理功率為100~600W，優選200~600W，更優選300~400W。等離子體的功率 越大，處理后的薄膜表面能越高，但同時接枝層的活性太高穩定性會降低，因此選擇合適的 功率會更好地改善薄膜表面的性能。
[0017] 步驟⑶所述氣相接枝反應的溫度為0~75°C，壓力為15~50Pa，時間為2~lOmin， 優選溫度為20~50 °C，壓力為35~50Pa，時間為2~5min。反應的溫度越低、時間越長、壓力 越小，聚烯烴薄膜的表面能就越大，但同時接枝層穩定性也會受到影響，因此反應的溫度、 時間、壓力選擇也是重要的影響因素。
[0018] 步驟(2)中所述真空的真空度為10~30Pa，優選15~30Pa，更優選15~20Pa。
[0019] 步驟(3)所述氣態極性分子為氣態極性分子和/或可汽化的極性分子，優選為:氯 氣、硫化氫、氨氣、氯化氫、丙烯酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙 基二乙氧基硅烷、環己胺基丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基 硅烷、3-巰丙基三丙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基 甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一種。采用小分子極性氣體可以 使薄膜表面更快地形成接枝層并且可以極大地提高表面能。采用可汽化的極性分子，在保 證其提高薄膜表面能能力的同時，更加易于接枝極性原料的貯存。
[0020] 本發明還提供了一種由上述制備方法制成的可直接涂布的聚烯烴薄膜，所述的聚 稀經薄膜表面的接枝層厚度為5~80nm。
[0021] 根據本發明，所述聚烯烴薄膜表面接枝層中含有的極性元素包括氮元素、氧元素、 氯元素、硅元素、硫元素中的至少一種，接枝層中含有的極性元素占接枝層總元素的比例為 20 ~35wt%。
[0022] 根據本發明，所述聚稀經薄膜的臨界表面張力為45~55dyne/cm，水接觸角為30~ 60。。
[0023] 由于聚烯烴屬于非極性高分子材料，因此在其薄膜表面進行油墨印刷的效果較 差。聚烯烴薄膜廣泛應用于日常生活中，我們常用的"塑料袋"就是其中最常見的例子，其基 本組成物質是聚乙烯和聚丙烯，其表面多是C-C鍵相連，因此對水的極性較差，導致聚烯烴 表面極性較低，油墨不易附著，影響了印刷工藝。
[0024] 本發明針對聚烯烴材料表面能低下的技術難點，以等離子處理工藝為出發點，選 擇極性較強的分子以氣相接枝的方式使其鍵接在聚烯烴表面，以提高薄膜的可印刷性和粘 接牢度。
[0025] 本發明提出的低溫等離子體引發氣相接枝反應制備聚烯烴薄膜的方法，與現有技 術相比，簡化了常見等離子處理中使用非聚合性氣體使材料表面富集活性自由基的步驟， 使極性較強的氣態化分子等離子化并在材料表面形成接枝層。該工藝的簡潔且便于操作， 可以根據表面涂層組成來選擇特定的極性分子，并且使改性的材料表面極性得到有效的保 持。
【具體實施方式】
[0026] 本發明的【具體實施方式】僅限于進一步解釋和說明本發明，并不對本發明的內容構 成限制。
[0027] 實施例1
[0028] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0029] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0030] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0031] (3)在步驟（2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氨 氣，調整反應腔溫度為30°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。
[0032] 實施例2
[0033] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0034] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0035] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0036] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的丙烯酸分子，調整反應腔溫度為60°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。
[0037] 實施例3
[0038] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0039] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0040] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至10Pa;
[0041] (3)在步驟（2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氯 氣，調整反應腔溫度為20°C，壓力為35Pa，反應時間為5min。
[0042] 實施例4
[0043] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0044] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0045] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至30Pa;
[0046] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的3-氨丙基三乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為50°C，壓力為35Pa，反應時間為5min。
[0047] 實施例5
[0048] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0049] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0050] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至20Pa;
[00511 (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為300W，同時通入汽化 的3-氯丙基三乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為50°C，壓力為50Pa，反應時間為5min。
[0052] 實施例6
[0053]根據以下步驟對低密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0054] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0055] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0056] (3)在步驟（2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氨 氣，調整反應腔溫度為30°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。
[0057] 實施例7
[0058]根據以下步驟對低密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0059] (1)將待處理的低密度聚乙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0060] (2)將步驟（1)中的低密度聚乙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至 10Pa；
[00611 (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為600W，同時通入硫化 氫，調整反應腔溫度為30°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。
[0062] 實施例8
[0063]根據以下步驟對高密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0064] (1)將待處理的高密度聚乙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0065] (2)將步驟（1)中的高密度聚乙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至 15Pa；
[0066] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的氯化氫，調整反應腔溫度為20°C，壓力為35Pa，反應時間為5min。
[0067] 實施例9
[0068]根據以下步驟對高密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0069] (1)將待處理的高密度聚乙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0070] (2)將步驟（1)中的高密度聚乙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至 30Pa;
[0071] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的3-氨丙基三甲氧基硅烷，調整反應腔溫度為0°C，壓力為35Pa，反應時間為5min。
[0072] 實施例10
[0073]根據以下步驟對線性低密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0074] (1)將待處理的線性低密度聚乙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0075] (2)將步驟（1)中的線性低密度聚乙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空 至 10Pa;
[0076] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為200W，同時通入汽化 的3-氨丙基二乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為70°C，壓力為15Pa，反應時間為5min。
[0077] 實施例11
[0078]根據以下步驟對線性低密度聚乙烯薄膜表面進行處理：
[0079] (1)將待處理的線性低密度聚乙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0080] (2)將步驟（1)中的線性低密度聚乙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空 至 10Pa;
[0081 ] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為200W，同時通入汽化 的環己胺基丙基三甲氧基硅烷，調整反應腔溫度為20°C，壓力為15Pa，反應時間為5min。 [0082] 實施例12
[0083] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0084] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0085] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至10Pa;
[0086] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為100W，同時通入汽化 的3-脲丙基三甲氧基硅烷，調整反應腔溫度為30°C，壓力為15Pa，反應時間為2min。
[0087] 實施例13
[0088] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0089] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0090] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至10Pa;
[0091] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氨氣 與汽化的3-巰丙基三乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為30°C，壓力為15Pa，反應時間為2min。
[0092] 實施例14
[0093] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0094] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0095] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0096] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氨氣 與汽化的3-巰丙基三丙氧基硅烷，調整反應腔溫度為30°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。
[0097] 實施例15
[0098] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0099] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0100] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0101] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入氨氣 與汽化的3-氯丙基三甲氧基硅烷，調整反應腔溫度為30°C，壓力為50Pa，反應時間為2min。
[0102] 實施例16
[0103] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0104] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0105] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0106] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的3-氯丙基三乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為20°C，壓力為35Pa，反應時間為lOmin。
[0107] 實施例17
[0108] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0109] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0110] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0111] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷，調整反應腔溫度為20°C，壓力為35Pa，反應時間為2min。 [0 112] 實施例18
[0113] 根據以下步驟對聚丙烯薄膜表面進行處理：
[0114] (1)將待處理的聚丙烯薄膜用丙酮清洗干凈并晾干；
[0115] (2)將步驟(1)中的聚丙烯薄膜放入射頻低溫等離子反應腔中抽真空至15Pa;
[0116] (3)在步驟(2)結束后，調整射頻低溫等離子參數，處理功率為400W，同時通入汽化 的3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷，調整反應腔溫度為20°C，壓力為35Pa，反應時間為5min。
[0117] 對比例1
[0118] 根據實施例1的步驟對聚丙烯薄膜進行處理，不同點在于步驟(3)中通入的氣體為 氧氣和氬氣的混合氣體。
[0119] 對比例2
[0120]根據實施例6的步驟對低密度聚乙烯薄膜進行處理，不同點在于步驟(3)中通入的 氣體為氧氣和氬氣的混合氣體。
[0121] 對比例3
[0122] 根據實施例1的步驟對聚丙烯薄膜進行處理，不同點在于步驟(3)中通入氧氣和氬 氣作為工作氣體進行等離子體，之后通入丙烯酸馬來酸酐進行氣相接枝。
[0123] 試驗例1臨界表面張力與水接觸角的測試
[0124] 選取未經處理的聚丙烯和聚乙烯薄膜、按照實施例1~18處理的薄膜以及按照對 比例1~3處理的薄膜，測試臨界表面張力與水接觸角，并在11天之后對接觸角進行再次測 量以確定接枝層的穩定性，所得到結果如表1所示。
[0125]表1聚烯烴薄膜表面水接觸角與臨界表面張力

[0128] 由表1可知，對比例1~3中，對比例3采用的方案為等離子體領域常用技術手段，經 其處理的聚丙烯薄膜相比對比例1、2性能上有所提高，但仍然不如實施例的效果優越。使用 氣態極性小分子作為接枝原料的實施例1~3中實施例1和實施例3的表面能較高，同時實施 例3的反應溫度較低、反應時間較長，得到的接觸角較小，但相比實施例1其接觸角的穩定性 較弱，而在反應溫度較高的情況下實施例2制成的薄膜表面能較低接觸角較大。
[0129] 因此，對實施例6~18進行了分組比較。
[0130] 對于實施例6和實施例7,使用了低密度聚乙烯作為原材料，在其他條件相同的前 提下分別選用了不同的射頻功率，其中實施例6的功率選擇為400W，實施例7的功率選擇為 600W，分析其結果可知，功率較高的實施例7處理的薄膜表面性能更好，但是接觸角在11天 后上升過快。
[0131] 對于實施例8和實施例9,使用了高密度聚乙烯作為原材料，在其他條件相同的前 提下分別選用了不同的反應溫度，其中實施例8的溫度選擇為20°C，實施例9的溫度選擇為0 °C，分析其結果可知，溫度較低的實施例9處理的薄膜表面能有了極大的提高，但是接觸角 在11天后上升過快，穩定性不如實施例8。
[0132] 對于實施例10和實施例11，使用了高密度聚乙烯作為原材料，在其他條件相同的 前提下分別選用了不同的反應溫度，其中實施例10的溫度選擇為70°C，實施例11的溫度選 擇為20°C，分析其結果可知，溫度較高的實施例10處理的薄膜表面能比較低，且接觸角在11 天后上升過快，穩定性較弱。
[0133] 對于實施例12~15,使用了聚丙烯作為原材料，其中實施例12選擇了與實施例13 ~15不同的反應功率，而實施例13~15在其他條件相同的前提下選擇了不同的反應壓力， 其中，實施例12與實施例13具有相同的反應壓力，分析上述實施例的結果可知，隨著壓力的 上升實施例13~15的表面能隨之降低，而實施例12由于功率較低表面能最低。
[0134] 對于實施例16~18,使用了聚丙烯作為原材料，在其他條件相同的前提下選擇了 不同的反應時間，分析上述實施例的結果可知，隨著時間的延長實施例16~18的表面能隨 之提高，并且在實施例16中有了極大的提升，但其接觸角在11天后上升較快。
[0135] 綜上所述，本發明對薄膜聚烯烴等離子體氣相接枝反應的條件進行了大量的分 析，可知較低的反應溫度、較小的反應壓力、較長的反應時間和較大的功率可以提高聚烯烴 薄膜的表面能，并且通過工藝條件的選擇可以使接觸角的穩定性提高，使其更易于進行涂 布加工。
[0136] 試驗例2接枝層元素分析
[0137] 使用X射線光電子能譜(XPS)對未處理的聚丙烯薄膜、按照對比例1所述方法制得 的聚丙烯薄膜以及按照實施例1、2所述方法制得的聚丙烯薄膜表面接枝層進行表征，結果 如表2所示。
[0138]表2聚丙烯薄膜表面接枝層XPS元素分析
[0140] 由表2可知，經過對不同聚丙烯薄膜表面進行X射線光電子能譜(XPS)表征，實施例 1、2以及對比例1制得的薄膜的接枝層中極性元素氮、氧的含量均數倍于未作處理的聚丙烯 薄膜表面，說明等離子體氣相接枝反應對提高聚丙烯薄膜表面的極性起到了很大的作用。 進一步分析，實施例1使用氨氣進行接枝反應，實施例2使用汽化丙烯酸進行接枝反應，結果 實施例1、2的薄膜表面中氧元素與氮元素總量遠高于使用氧氣和氬氣進行接枝反應的對比 例1，由此可知相比現有技術中常用的氧氣氬氣，使用極性物質氨氣、丙烯酸進行等離子體 接枝反應可以極大提高聚丙烯薄膜的表面極性。此外，對比例1和實施例2中的氮元素來源 為殘留空氣中的氮元素。
[0141] 試驗例3聚烯烴薄膜表面性能分析
[0142] 對未處理的聚丙烯薄膜、按照對比例1、3所述方法制得的聚丙烯薄膜以及按照實 施例1、2所述方法制得的聚丙烯薄膜表面涂布聚氨酯涂層，并進行附著牢度和耐溶劑擦拭 性的測定。其中，附著牢度按GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》測試，耐溶劑擦 拭性按GB/T 23989-2009《涂料耐溶劑擦拭性測定法》測試。結果如表3所示。
[0143] 表3聚丙烯薄膜表面附著牢度和耐溶劑擦拭性的測定
[0145] 由表3可知，經過對不同聚丙烯薄膜表面進行附著牢度和耐溶劑擦拭性的測試，實 施例1、2以及對比例1、3制得的薄膜的上述性能均優于未作處理的聚丙烯薄膜表面，說明等 離子體氣相接枝反應對提高聚丙烯薄膜表面的性能起到了很大的作用。進一步分析，使用 極性分子進行接枝反應的實施例1、2薄膜的性能等級遠高于使用氧氣和氬氣進行接枝反應 的對比例1，同時也高于使用氧氣和氬氣作為工作氣體后使用氨氣進行接枝的對比例3,由 此可知相比現有技術中的常用技術手段，使用極性物質氨氣、丙烯酸進行等離子體接枝反 應可以極大提高聚丙烯薄膜的表面性能。
[0146] 對本發明其它實施例所制備的聚烯烴薄膜也進行了上述試驗，其獲得的結果相 似。
[0147] 以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉本領域的技術人員能夠了解本 發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明的精神實質所 做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種可直接涂布的聚烯烴薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步 驟： (1) 將待處理的聚烯烴薄膜表面進行清洗并晾干備用； (2) 將步驟(1)中的聚烯烴薄膜放入低溫等離子體反應腔中并抽真空； (3) 在步驟(2)結束后，在反應腔中通入極性分子并調整溫度和壓力，開始進行低溫等 離子體處理，對聚烯烴表面進行氣相接枝反應。2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚烯烴薄膜包括:低密度聚乙烯、 高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯中的一種。3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述低溫等離子體采用的 是射頻低溫等離子體放電工藝，選用電源的處理功率為100~600W，優選200~600W，更優選 300~400W。4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述氣相接枝反應的溫度 為0~75°C，壓力為15~50Pa，時間為2~lOmin，優選溫度為20~50°C，壓力為35~50Pa，時 間為2~5min。5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述真空的真空度為10~ 30卩&，優選15~3(^3，更優選15~20?&。6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述極性分子為氣態極性 分子和/或可汽化的極性分子，優選為:氯氣、硫化氫、氨氣、氯化氫、丙烯酸、3-氨丙基三乙 氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基二乙氧基硅烷、環己胺基丙基三甲氧基硅烷、 3_脲丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基三丙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧 基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷 中的至少一種。7. -種權利要求1~6任意一項所述制備方法制成的可直接涂布的聚稀經薄膜，其特征 在于，所述的聚烯烴薄膜表面的接枝層厚度為5~80nm。8. 根據權利要求7所述的可直接涂布的聚烯烴薄膜，其特征在于，所述聚烯烴薄膜表面 的接枝層中含有的極性元素包括氮元素、氧元素、氯元素、硅元素、硫元素中的至少一種。9. 根據權利要求8所述的可直接涂布的聚烯烴薄膜，其特征在于，所述接枝層中含有的 極性元素占接枝層總元素的比例為20~35wt%。10. 根據權利要求7所述的可直接涂布的聚烯烴薄膜，其特征在于，所述的聚烯烴薄膜 的臨界表面張力為45~55dyne/Cm，水接觸角為30~60°。
【文檔編號】C08L23/06GK105820365SQ201610262624
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】王峰, 陽明書, 董俠, 王篤金, 張建偉, 趙瑩, 周勇, 張德清
【申請人】中國科學院化學研究所