摘要: 本发明涉及BOPP薄膜技术领域，特别是涉及一种耐擦刮无胶消光膜及其制备方法，耐擦刮无胶消光膜包括依次设置的消光层、芯层和热复合层，消光层包括共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、2.0~2.5wt%马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮（重均分子量12~15万，表面张力42~45mN/m）和2000~4000ppm球体聚甲基丙烯酸甲酯（粒径D50为4.0~5.0μm）；芯层包括均聚聚丙烯；热复合层包括乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和2000~4000ppm球体抗粘连剂。本发明的耐擦刮无胶消光膜通过对消光层和热复合层组分的协同设计，实现了消光层表面耐擦刮性、高表面张力（印刷适用性）与收解卷顺畅性的平衡，为高端BOPP消光膜提供了其消光面耐擦刮共性问题解决方案。

消光膜是一种消光层表面对入射光因漫反射而呈现低光泽哑光外观效果的包装用膜，具有表面触感舒适，观感典雅，印刷时色彩能够逼真再现等诸多优点，普通包装膜是无法达到的。现有的BOPP消光薄膜主要包括第一表层即消光层、芯层和第二表层，也有多于三层的共挤复合结构，其实际应用时会在消光层表面进行印刷或涂覆等后加工，但传统预涂型或即涂型消光膜产品由于采用传统高耗能含VOCs的打底涂覆烘干或在线涂胶烘干纸塑覆膜工艺，正逐步被一步法可直接纸塑热复合的消光膜产品替代，可直接纸塑热复合（以下简称“热复合”）的消光膜通常包括消光层、芯层和热复合层三层结构。

目前可直接热复合的消光膜产品的消光层主要是高密度聚乙烯和共聚聚丙烯组成，在成膜拉伸过程中，共聚聚丙烯为“海相”，结晶的高密度聚乙烯成“岛相”，在外力拉伸作用力下，消光层在拉伸过程中高密度聚乙烯就会相较于共聚聚丙烯的“海相”而凸出，微观上呈现“海岛”相畴结构，从而实现表面外观的消光效果。然而目前可直接热复合的BOPP消光膜产品的消光层表面耐擦刮性能较差，导致其在二次分切或覆膜过程中因常存在的“膜-辊速差”而被导辊擦刮，特别是经物流运输过程中包装盒表面互相碰擦等的情形下消光层表面容易被擦刮留痕，尤其覆膜在深色背景材料时刮痕相对凸显，成为制约了纸塑覆膜包装外观高端效果的典型技术瓶颈。

另外，现在常用的可直接热复合的消光膜（以下简称“无胶消光膜”），其热复合层通常选择为较低熔点的热熔胶层，主要由相对高VA含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（VA为醋酸乙烯酯）组成，而制膜工艺中往往经电晕处理，以协同保证薄膜与印刷件之间的复合牢度。但是为了提高消光层（同样须经电晕处理）覆膜印后加工适用性（如UV上光油，以下简称“UV上光”）通常要提高消光层的表面张力，消光层表面张力的提高，使得收卷里外接触并在包括夏季高温环境存储情形下再解卷使用时，消光层极性组分与热复合层极性组分相互作用导致收解卷不顺畅性，因此“保证收解卷顺畅性以及消光层的印后加工适用性（如UV上光）提升之间平衡”是目前要解决的共性技术问题。

基于此，本发明的目的在于，提供一种耐擦刮无胶消光膜及其制备方法，属于双向拉伸聚丙烯薄膜，无需二次加工，节能环保，通过对消光层组分的协同创新性设计，同时匹配热复合层协同设计，实现了所述耐擦刮无胶消光膜的消光层表面在“耐擦刮性、高表面张力（与印后加工行业技术人员熟知的“印刷适用性”正相关）与收解卷顺畅性”之间的平衡，在常温和低温环境下均具有良好的耐擦刮性能，利于满足日益增长的智能电子产品印刷标识内容的高清晰、持久可辨识等为代表的高性能包装对高性能薄膜的需求，为高端BOPP消光膜提供了消光面耐擦刮共性问题解决方案。

一种耐擦刮无胶消光膜，包括依次设置的消光层、芯层和热复合层，所述消光层包括共聚聚丙烯、45~55wt%高密度聚乙烯、2.0~2.5wt%马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮和2000~4000ppm球体聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），所述马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮的重均分子量Mw为12~15万，所述马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮的表面张力为42~45mN/m；所述球体聚甲基丙烯酸甲酯的粒径D50为4.0~5.0μm；所述芯层包括均聚聚丙烯；所述热复合层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和2000~4000ppm球体抗粘连剂；所述球体抗粘连剂的粒径D50为热复合层厚度+2μm。

本发明综合考虑到可直接热复合的BOPP消光膜消光层表面的耐擦刮性较差、消光层表面的印后加工适用性提升以及薄膜收解卷顺畅性难以达到较好的平衡的问题，经过深入研究，对薄膜的消光层组分进行功能性协同设计：第一方面，为改善耐擦刮性能，在消光层中加入马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮，具有优异的润滑性和抗粘附性，消光层表面在受到擦刮时，由于硅酮分子不容易与其他物质形成强烈的吸引力，相当于在消光层表面形成一层润滑隔离屏障，从而减少了消光层表面因擦刮留痕的可能性，提高了薄膜消光层表面在常温和低温环境下的耐擦刮性能；第二方面，本领域技术人员公知，硅酮本身表面张力较低，为改善硅酮较低的表面张力带来的对消光层表面的印后加工适用性提升的不利影响，经过研究与分析，选择了氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮，并对其进行马来酸酐改性，获得的马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮，区别于一般硅酮低表面张力的特性，具备高表面张力，不存在一般硅酮加入所带来的表面张力下降对印后加工适用性的不良影响的问题，提升了薄膜消光层的印后加工适用性，直链烷基也有利于硅酮在消光层中的均匀分散；第三方面，在消光层中加入球体聚甲基丙烯酸甲酯，既进一步保证消光层的印后加工适用性，同时又协同热复合层的作用，有利于薄膜自身生产和应用时收解卷顺畅。

本发明中的马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮分子主链中Si-O键的分子体积大且自由旋转度高，且其具有较长的直链烷基，赋予硅酮分子链更优异的柔顺性，而氮杂环丙烷端基其具有独特的反应特性，与马来酸酐反应后，一方面具有更强的分子间相互作用能力，包括氢键和偶极相互作用，使极性基团更容易表面富集，有利于提高马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮的表面张力，从而提高消光层的印后加工适用性，另一方面，开环反应后形成了一个侧基甲基，抑制自身低温结晶，有利于改善其耐低温性，从而使消光层获得良好的低温耐擦刮性能。选择在消光层中加入2.0~2.5wt%马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮，既保证了消光层的耐擦刮性能（包括常温和低温环境），同时又避免了传统硅酮（表面张力20~25mN/m）加入所带来的表面张力下降对印后加工适用性的不良影响，且较长的直链烷基有利于其与消光层中高密度聚乙烯的相容性，保证在消光层中的均匀分散，从而使消光层的表面张力分布均匀，保证油墨在消光层表面附着均匀。若马来酸酐改性氮杂环丙烷为端基的直链烷基硅酮加入量过低，则消光层表面的耐擦刮性能无法得到有效提升，若加入量过高，则可能由于极性的差异而无法在消光层中有效分散，不利于消光层表面张力的均匀性，且消光层极性过大，也不利于卷状薄膜自身之间（消光层与热复合层）的收解卷顺畅性，且由于存在极性组分，可能会导致消光层与芯层的极性相差太大，从而影响层间结合力，导致双向拉伸过程中出现层间剪切剥离现象。