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CN109438834A - 一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法 Download PDF

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CN109438834A CN201811174483.1A CN201811174483A CN109438834A CN 109438834 A CN109438834 A CN 109438834A CN 201811174483 A CN201811174483 A CN 201811174483A CN 109438834 A CN109438834 A CN 109438834A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法，该材料具有高熔体流动速率，且能有效提高流延膜的挺度、拉伸强度及耐热性，适合多种性能需求的流延膜的应用需求。本发明公开一种聚丙烯流延膜材料，包含以下组分：聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份。

Description

一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化合物制备领域，特别涉及一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯薄膜按制法、性能和不同用途可分为聚丙烯流延膜、聚丙烯吹胀膜和双向拉伸聚丙烯薄膜三种。聚丙烯流延膜（CPP薄膜）是通过熔体流延骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜。与吹塑薄膜相比，其特点是生产速度快、产量高，薄膜透明性、光泽性、厚度均匀性优越，还具有良好的热封性、耐油性、耐蒸煮性，抗刮性和包装机械适用性好，同时由于是平挤薄膜，后续工序如印刷、复合等极为方便，因而广泛应用于纺织品、鲜花、食品、日用品的包装，同时也可用作高温蒸煮膜、复合膜内层热封材料和金属化基膜等。
CPP的生产有单层流延和多层共挤流延两种方式。单层流延薄膜主要要求材料低温热封性能和挺度好。多层共挤流延膜可分为热封层、支撑层、电晕层三层，在材料的选择上较单层膜宽，可单独选择满足各个层面要求的物料，赋予薄膜不同的功能和用途。
目前，国产CPP专用料的产量虽然高，但品种相对单一，主要用于复合膜热封层，而半蒸煮膜、镀铝膜、高温蒸煮膜的CPP牌号较为缺乏，主要依赖于进口料。
现在国内市面上的CPP专用料一般采用共聚聚丙烯作为基料，熔体流动速率一般为6.5～7.5g/10min，流延性受到限制。如果通过一般的手段提高基料的熔体流动速率或选择熔体流动速率更高的聚丙烯作为基料，则聚合物的强度就会受到影响。一般情况而言，随着熔体流动速率的提高，聚合物的拉伸强度、撕裂强度、耐应力开裂性、耐热性、耐候性、冲击强度和收缩率都会随之下降，从而存在导致无法符合CPP薄膜性能要求的可能。
因此，需要研发一种CPP专用料，在拥有高熔体流动速率的同时，力学性能需要满足各种CPP薄膜的使用要求。
发明内容
基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种聚丙烯流延膜材料及其制备方法，该材料具有高熔体流动速率，且能有效提高流延膜的挺度、拉伸强度及耐热性，适合多种性能需求的流延膜的应用需求。
本发明通过以下技术方案实现：
一种聚丙烯流延膜材料，包含以下组分：
聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份。
所述聚丙烯树脂粉料为均聚聚丙烯，熔体流动速率为5～10g/10min。
所述聚丙烯流延膜材料的熔体流动速率为10～15g/10min，拉伸屈服强度为34～40MPa。高熔体流动速率可以保证制作膜层时的流延性，提高生产效率和成膜的品质。
所述抗氧剂1010为3-（3,5-双特丁基-4-羟基环己烷）丙酸酯；所述辅助抗氧剂U626为双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯。
优选地，所述卤素吸收剂为硬脂酸钙。
优选地，所述爽滑剂A为芥酸酰胺，所述爽滑剂B为油酸酰胺。
优选地，所述开口剂为二氧化硅。
优选地，所述降解剂为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷。过氧化物分子中的过氧键受热极易分解为活泼自由基和氧，有助于聚合物的改性。
一种聚丙烯流延膜材料的制备方法，包含以下步骤：
（1）丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，采用氢气作为分子量调节剂，控制进入反应器的氢气浓度为500～2000ppm，制备得到熔体流动速率为5～10g/10min的聚丙烯树脂粉料；
（2）将步骤（1）制得的聚丙烯树脂粉料按以下配方均匀混合：
聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份；
（3）将步骤（2）均匀混合后的混合物经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为10～15g/10min聚丙烯流延膜材料。
优选地，所述步骤（1）中控制进入反应器的氢气浓度为500～1300ppm。经该氢气浓度下调节分子量制得的聚丙烯树脂粉体具有更优良的溶体流动速率和规整度。
本发明采用Sphripol聚合工艺，通过在聚合过程中调整氢气的加入量至一个理想的数值，控制材料的熔体流动速率制备得到熔体流动速率为5～10g/10min的聚丙烯树脂粉料。聚丙烯树脂粉料与降解剂及其他助剂混合，经挤压机挤出后进一步得到熔体流动速率为10～15g/10min的聚丙烯流延膜材料。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1.本发明所述聚丙烯流延膜材料的基料为，通过在现有技术中常用的Sphripol聚合工艺的基础上，调整氢气的加入量得到具有高熔体流动速率的均聚聚丙烯树脂粉料，均聚聚丙烯有助于改善膜的挺度和耐高温性能；
2.本发明将聚丙烯树脂粉料与降解剂及其他助剂混合后，经挤出机挤出，得到熔体流动速率为10～15g/10min、拉伸屈服强度为34～40MPa的聚丙烯流延膜材料，具有高熔体流动速率改善流延成膜性的同时，具有高的拉伸屈服强度，保证了成膜后的强度；
3.现有技术中，具有与本发明相当熔体流动速率的聚丙烯流延膜材料，拉伸屈服强度一般只有25～32MPa，而拉伸屈服强度能达到34～40MPa的聚丙烯流延膜材料，熔体流动速率一般在8～9g/10min之间，本发明在熔体流动速率和拉伸屈服强度方面均具有优异的性能，适应各种不同应用的流延膜的性能要求。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明进行进一步的阐述：
本发明实施例及对比例中所述的卤素吸收剂为硬脂酸钙，所述的爽滑剂A为芥酸酰胺，所述的爽滑剂B为油酸酰胺，所述的开口剂为二氧化硅，所述的降解剂为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷。
本发明实施例所述的聚丙烯流延膜材料均通过以下制备方法进行制备：
（1）丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，采用氢气作为分子量调节剂，控制进入反应器的氢气浓度为500～2000ppm，制备得到熔体流动速率为5～10g/10min的聚丙烯树脂粉料；
（2）将步骤（1）制得的聚丙烯树脂粉料按以下配方均匀混合：
聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份；
（3）将步骤（2）均匀混合后的混合物经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为10～15g/10min聚丙烯流延膜材料。
实施例1
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为800ppm，制得熔体流动速率为5.5g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：99.38份、抗氧剂1010：0.1份、辅助抗氧剂U626：0.06份、卤素吸收剂：0.04份、爽滑剂A：0.15份、爽滑剂B：0.06份、开口剂：0.2份、降解剂：0.01份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为12.5g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例2
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为1000ppm，制得熔体流动速率为6.7g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：99.26份、抗氧剂1010：0.1份、辅助抗氧剂U626：0.08份、卤素吸收剂：0.05份、爽滑剂A：0.12份、爽滑剂B：0.1份、开口剂：0.2份、降解剂：0.009份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为13.2g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例3
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为1300ppm，制得熔体流动速率为8.2g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：99.27份、抗氧剂1010：0.1份、辅助抗氧剂U626：0.08份、卤素吸收剂：0.05份、爽滑剂A：0.12份、爽滑剂B：0.12份、开口剂：0.18份、降解剂：0.008份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为13.4g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例4
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为500ppm，制得熔体流动速率为5g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：93.73份、抗氧剂1010：0.2份、辅助抗氧剂U626：0.04份、卤素吸收剂：0.07份、爽滑剂A：0.08份、爽滑剂B：0.16份、开口剂：0.25份、降解剂：0.005份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为10.1g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例5
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为1800ppm，制得熔体流动速率为9.3g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：95.81份、抗氧剂1010：0.05份、辅助抗氧剂U626：0.03份、卤素吸收剂：0.08份、爽滑剂A：0.05份、爽滑剂B：0.05份、开口剂：0.08份、降解剂：0.07份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为14.1g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例6
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为2000ppm，制得熔体流动速率为10g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：99.76份、抗氧剂1010：0.15份、辅助抗氧剂U626：0.1份、卤素吸收剂：0.1份、爽滑剂A：0.2份、爽滑剂B：0.2份、开口剂：0.3份、降解剂：0.2份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为15g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
实施例7
在Sphripol聚合工艺过程中，控制进入反应器的氢气浓度为1500ppm，制得熔体流动速率为8.9g/10min的聚丙烯树脂粉料。
步骤（2）中的具体配方如下：聚丙烯树脂粉料：89.9份、抗氧剂1010：0.08份、辅助抗氧剂U626：0.05份、卤素吸收剂：0.01份、爽滑剂A：0.1份、爽滑剂B：0.07份、开口剂：0.05份、降解剂：0.1份；
步骤（3）经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为13.6g/10min聚丙烯流延膜材料，其性能测试见表-2。
对比例1
对比例1为市场上常见的流延膜基础树脂F800ET，聚合物类型为无规共聚聚合物，熔体流动速率为8.0g/10min，其性能测试结果见表-2。
对比例2
对比例2为市场上常见的流延膜基础树脂F850EA，聚合物类型为均聚聚合物，熔体流动速率为8.5g/10min，其性能测试结果见表-2。
上述各实施例及对比例的配方在表-1中表示。
表-1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
聚合物类型 均聚 均聚 均聚 均聚 均聚 均聚 均聚
粉料熔体流动速率g/10min 5.5 6.7 8.2 5 9.3 10 8.9
聚丙烯树脂粉料/份 99.38 99.26 99.27 93.73 95.81 99.76 89.9
抗氧剂1010/份 0.1 0.1 0.1 0.2 0.05 0.15 0.08
辅助抗氧剂U626/份 0.06 0.08 0.08 0.04 0.03 0.1 0.05
卤素吸收剂/份 0.04 0.05 0.05 0.07 0.08 0.1 0.01
爽滑剂A/份 0.15 0.12 0.12 0.08 0.05 0.2 0.1
爽滑剂B/份 0.06 0.1 0.12 0.16 0.05 0.2 0.07
开口剂/份 0.2 0.2 0.18 0.25 0.08 0.3 0.05
降解剂/份 12.5 13.2 13.4 10.1 14.1 15 13.6
上述各实施例及对比例所制备得到的材料性能测试结果如下表-2所示：
表-2
从表-2的测试结果可以看出，本发明所述的聚丙烯流延膜材料的熔体流动速率远大于市场上常见的聚丙烯流延膜树脂，且具有优异的熔体流动速率，改善了现有技术中聚丙烯流延膜材料在这两项性能上无法兼得的缺陷。需要指出的是，本发明上述具体实施方式仅是对本发明的进一步说明而不是限制。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚丙烯流延膜材料，包含以下组分：
聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份；
所述聚丙烯树脂粉料为均聚聚丙烯，熔体流动速率为5～10g/10min；
所述聚丙烯流延膜材料的熔体流动速率为10～15g/10min，拉伸屈服强度为34～40MPa。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯流延膜材料，其特征在于，所述卤素吸收剂为硬脂酸钙。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯流延膜材料，其特征在于，所述爽滑剂A为芥酸酰胺，所述爽滑剂B为油酸酰胺。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯流延膜材料，其特征在于，所述开口剂为二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯流延膜材料，其特征在于，所述降解剂为3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷。
6.一种聚丙烯流延膜材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）丙烯在主催化剂、助催化剂和外给电子体的共同作用下，采用氢气作为分子量调节剂，控制进入反应器的氢气浓度为500～2000ppm，制备得到熔体流动速率为5～10g/10min的聚丙烯树脂粉料；
（2）将步骤（1）制得的聚丙烯树脂粉料按以下配方均匀混合：
聚丙烯树脂粉料：89.9～99.76份、抗氧剂1010：0.05～0.2份、辅助抗氧剂U626：0.03～0.1份、卤素吸收剂：0.01～0.1份、爽滑剂A：0.05～0.2份、爽滑剂B：0.05～0.2份、开口剂：0.05～0.3份、降解剂：0.005～0.2份；
（3）将步骤（2）均匀混合后的混合物经挤出机挤出制备得到溶体流动速率为10～15g/10min聚丙烯流延膜材料。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯流延膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中控制进入反应器的氢气浓度为500～1300ppm。
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