CN101798420A - 一种易模切聚丙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种易模切聚丙烯薄膜及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种易模切聚丙烯薄膜及其制备方法。由如下组分和重量百分数组成：50～95％聚丙烯、1～40％的低分子量聚乙烯、1～30％的甲基丙烯酸聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物、1～10的增容剂。该材料采用吹塑或流延成型的方法制备易模切薄膜，厚度60～80μm就可以达到较好的模切效果，挺度优于100μm厚的PE易模切膜，单位面积薄膜材料消耗减少20～30％。本发明制备的易模切薄膜主要应用在标签和包装材料等领域，具有广阔的市场和良好的应用前景。

Description

一种易模切聚丙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料改性和薄膜加工领域，具体地说，涉及一种容易模切的聚丙烯薄膜改性材料的制备，及采用该材料生产易模切薄膜的方法。
背景技术
塑料薄膜具有透明性好、强度高、韧性好、防水、防霉、耐久等优点，现已广泛应用于包装、农业、工业保护等诸多领域，并成为日常生活中不可缺少的重要材料之一。然而在一些场合如自动分切标签、即食食品包装、动物食品包装等希望薄膜容易模切或容易撕开，即希望保持薄膜强度的基础上降低其韧性和断裂伸长率，才能在模切时保持切口平整光滑、没有毛边，撕开包装袋时所需的力量小，而且容易控制。因此，开发一种易模切或易撕裂的薄膜材料具有较好的市场和应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种外观良好、容易模切的聚丙烯薄膜材料。
为了实现上述目的，本发明的易模切聚丙烯薄膜由如下组分和重量百分数组成：50～95％聚丙烯、1～40％的低分子量聚乙烯、1～30％的甲基丙烯酸聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物、1～10的增容剂。
本发明还包含有0.1～2重量％的热稳定剂、0～10重量％的加工助剂、0～10重量％的颜料和0～50重量％的填料。
所述聚丙烯为熔体流动指数为1～30的聚丙烯(熔体流动指数按GB3682测试，温度230℃，载荷2.16KG)，其为均聚物或共聚单体含量少于3％的共聚物，或为上述的组合物；优选熔体流动指数为2～12的聚丙烯，优选均聚物。当组合物中含共聚物时，共聚单体含量少于3wt％时，组合物中共聚物含量优选低于15wt％。
上述低分子量聚乙烯是指分子量为1500～20000的乙烯聚合物，优选分子量2000～12000的乙烯聚合物，优选的添加量为5～20wt％。
上述甲基丙烯酸聚合物是以丙烯酸为单体的聚合物，所述甲基丙烯酸酯聚合物是以丙烯酸酯为单体的聚合物。
上述增容剂是指聚丙烯、聚乙烯、EVA、乙烯丙烯酸酯共聚物接枝马来酸酐或缩水甘油酯的接枝物，或含有乙烯、丙烯酸酯、马来酸酐或缩水甘油酯的共聚物。典型的如乙烯-甲基丙烯酸酯的二元共聚物(EBA、EAA、EMA等)、或乙烯-甲基丙烯酸酯-MAH三元共聚物、或乙烯-甲基丙烯酸酯-GMA三元共聚物。
上述的热稳定剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂或其混合物。酚类抗氧剂，如四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、2，6-二(1-苯基)乙基-4-壬基苯酚(1076)、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(264、BHT)；亚磷酸酯类抗氧剂如三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、四(2，4-二叔丁基苯基-4，4′-联苯基)双亚磷酸酯(PEPQ)、三(壬基苯基)亚磷酸酯(TNPP)、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯(PEP8)或季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(626)等。热稳定剂的加入可以避免加工过程中载体树脂发生降解。
上述加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油、含氟聚合物(PPA)、或聚硅酮中的一种或几种的混合物。加工助剂的加入可以降低物料与机筒、模具表面的摩擦力，解决了料粒表面光泽度不佳、口模析出物偏多等问题。
上述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡或硅灰石中的一种或几种的混合物。
上述颜料可以是无机颜料、有机颜料或染料中的一种或几种的混合物。所述无机颜料为钛白粉(二氧化钛)、碳黑或立德粉等；所述有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料等。
上述易模切聚丙烯薄膜可以是单层或多层结构，优选三层结构：上表层、中间层和下表层。厚度控制为40～100μm，单层结构直接添加0～5％的抗粘连母料和(或)0～5％的爽滑母料，多层结构薄膜在表层添加0～5％的抗粘连母料、中间层添加0～5％的爽滑母料。
上述易模切聚丙烯薄膜的制备方法包括如下步骤：将各组分按比例配料，然后在高速混合机中混合1～10分钟，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，温度控制在150～250℃，螺杆转速为50～600r/min，通过螺杆或转子的剪切、混炼使各组分混合均匀，然后进行造粒、干燥制得易模切聚丙烯薄膜。
上述易模切聚丙烯薄膜的成型方法，采用吹塑成型机吹塑薄膜，吹塑机的挤出温度控制在150～220℃，优选下吹式吹塑机，薄膜的厚度控制在40～100μm，优选50～80μm。或采用流延成型机流延薄膜，流延机的挤出温度控制在160～260℃，薄膜的厚度控制在40～100μm，优选50～80μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明制备的聚丙烯薄膜厚度60～80μm就可以达到较好的模切效果，挺度优于100μm厚的PE易模切膜，单位面积薄膜材料消耗减少20～30％。本发明制备的易模切薄膜主要应用在标签和包装材料等领域，具有广阔的市场和良好的应用前景。
具体实施方式
实施例1
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：聚丙烯74.2％、丙烯酸酯共聚物15％、聚乙烯蜡5％、乙烯-甲基丙烯酸酯-MAH三元共聚物5％、1010抗氧剂0.1％、168抗氧剂0.2％、硬脂酸钙0.5％，在高速混合机中混合2~3分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在180~240℃，螺杆转速为300r/min，通过螺杆的剪切、混炼使各组分混合均匀，然后切粒、干燥、包装，制得本发明的易模切聚丙烯薄膜。
将上述改性聚丙烯材料在流延成型机上流延薄膜，三层结构：上表层、芯层和下表层。表层添加2重量％的抗粘连母料，芯层添加3重量％的爽滑母料。流延机的挤出温度控制在160～260℃，制备厚度为60μm的薄膜。
采用上述材料制备的薄膜性能如下：拉伸强度(横向)36.8MPa、拉伸强度(纵向)82.3MPa、伸长率(横向)112％、伸长率(纵向)145％，模切性能良好。
实施例2
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：聚丙烯79.2％，丙烯酸酯共聚物5％，聚乙烯蜡10％，乙烯-甲基丙烯酸酯-MAH三元共聚物5％，1010抗氧剂0.1％，168抗氧剂0.2％，硬脂酸钙0.5％，在高速混合机中混合2~3分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在180~240℃，螺杆转速为300r/min，通过螺杆的剪切、混炼使各组分混合均匀，然后切粒、干燥、包装，制得本发明的改性聚丙烯材料。
将上述改性聚丙烯材料在吹塑成型机上吹塑薄膜，薄膜为单层结，添加3.5重量％的抗粘连母料和2重量％爽滑母料。吹塑机的挤出温度控制在140～220℃，制备厚度为60μm的薄膜。
采用上述材料制备的薄膜性能如下：拉伸强度(横向)37.2MPa、拉伸强度(纵向)85.7MPa、伸长率(横向)118％、伸长率(纵向)152％，模切性能良好。
实施例3～6见表1，具体工艺过程同实施例1，薄膜厚度为60±3μm。
表1实施例3～6的配方与性能
  编号   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  PP   77   64.6   54.6   49.7
  丙烯酸酯聚合物   10   20   25   30
  聚乙烯蜡   8   12   17   15
  增容剂   5   3   3   5
  1010   0.1   0.1   0.1
  168   0.2   0.2   0.1
  硬脂酸钙   0.1   0.1   0.1
  拉伸强度(横/纵)(MPa)   37.1/81.5   36.4/79.3   33.9/75.2   31.6/68.3
  伸长率(横/纵)(％)   92/132   79/118   68/95   65/81
  模切性能   良   优   优   优
实施例7～10见表2，具体工艺过程同实施例2，薄膜厚度为60±5μm。对比例1为厚度100μm的PE流延易模切膜。
表2实施例7～10的配方与性能
  编号   实施例7   实施例8   实施例9   实施例10   对比例1
  PP   72.6   64.6   64.6   60
  丙烯酸酯聚合物   10   20   15   20
  聚乙烯蜡   10   5   10   7
  增容剂   5   5   5   5
  1010   0.1   0.1   0.1
  168   0.2   0.2   0.2
  硬脂酸钙   0.1   0.1   0.1
  钛白粉   2   0   0   2
  滑石粉   0   5   0   3
  碳酸钙   0   0   5   3
  拉伸强度(横/纵)(MPa)   47.4/61.5   45.4/66.7   44.3/63.7   40.8/57.5   37.1/48.3
  伸长率(横/纵)(％)   88/105   80/96   75/87   63/75   467/232
  模切性能   优   优   优   优   良
从上述对比看，本发明制备的易模切薄膜厚度60～80μm就可以达到较好的模切效果、伸长率相对较低，薄膜挺度优于厚度为100μm的PE易模切膜，单位面积薄膜材料消耗降低20～30％。

Claims (10)

1.一种易模切聚丙烯薄膜，其特征在于由如下组分和重量百分数组成：50～95％聚丙烯、1～40％的低分子量聚乙烯、1～30％的甲基丙烯酸聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物、1～10的增容剂。
2.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于还添加有0.1～2重量％的热稳定剂、0～10重量％的加工助剂、0～10重量％的颜料和0～50重量％的填料。
3.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于所述聚丙烯的熔体流动指数为1～30。
4.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于低分子量聚乙烯是指数均分子量为1500～20000的乙烯聚合物。
5.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于所述甲基丙烯酸聚合物是以丙烯酸为单体的聚合物，所述甲基丙烯酸酯聚合物是以丙烯酸酯为单体的聚合物。
6.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于所述增容剂是指聚丙烯、聚乙烯、EVA、乙烯丙烯酸酯共聚物接枝马来酸酐或缩水甘油酯的接枝物，或含有乙烯、丙烯酸酯、马来酸酐或缩水甘油酯的共聚物。
7.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于所述热稳定剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯中的一种或多种的混合物；所述加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油、含氟聚合物(PPA)或聚硅酮中的一种或多种的复合物；所述的颜料为无机、有机或其它颜料；所述填料为碳酸钙、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
8.如权利要求1所述的易模切聚丙烯薄膜，其特征在于薄膜为单层或多层结构，厚度为40～100μm，单层结构直接添加0～5％的抗粘连母料或0～5％的爽滑母料或两者同时添加，多层结构薄膜在表层添加0～5％的抗粘连母料、中间层添加0～5％的爽滑母料。
9.权利要求1所述易模切聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将各组分按比例配料，然后在高速混合机中混合1～10分钟，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，温度控制在150～250℃，螺杆转速为50～600r/min，通过螺杆或转子的剪切、混炼使各组分混合均匀，然后进行造粒、干燥制得易模切聚丙烯薄膜。
10.权利要求1所述易模切聚丙烯薄膜的成型方法，其特征在于采用吹塑成型机吹塑薄膜，吹塑机的挤出温度控制在150～220℃；或采用流延成型机流延薄膜，流延机挤出温度控制在160～260℃。
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