CN103625079A

CN103625079A - 一种防静电bopp薄膜及其复合结构法制备工艺

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Publication number: CN103625079A
Application number: CN201310012096.9A
Authority: CN
Inventors: 王晓; 陈来甲
Original assignee: SHANTOU GUANHUA FILM INDUSTRY CO LTD
Current assignee: SHANTOU GUANHUA FILM INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-01-14
Also published as: CN103625079B

Abstract

本发明提出一种防静电BOPP薄膜及其复合结构法制备工艺。这种BOPP薄膜的上表层采用自极化聚丙烯与普通聚丙烯构成共混型树脂基体，再进而与防静电剂构成聚丙烯复合基体，形成亚微观共混复合体系，以提高薄膜的防静电功能；芯层和热封下表层采用普通聚丙烯材料制备，以保留薄膜原来各项性能，并与上表层起协同效应，获得增强作用，也可节省成本。具有特种构造的防静电上表层与普通芯层以及热封下表层一起构成了具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。用这种复合结构法制备的BOPP薄膜既具有与普通BOPP薄膜相同的各项性能，包括力学机械性能等，又具有优异的防静电功能，可达到电子线路板等配件或电子元件等包装的防静电要求。

Description

一种防静电BOPP薄膜及其复合结构法制备工艺

技术领域

本发明属于塑料薄膜领域，具体涉及一种复合结构法防静电BOPP薄膜及其制备工艺。

背景技术

高分子合成材料目前被广泛用作包装材料。然而，塑料等高分子材料的高绝缘性，使其容易产生静电危害。静电在日常生活中普遍存在，它对流通中的电子商品的危害，越来越得到人们的充分认识和重视。静电在包装储运过程中的产生是不可避免的，而电子产品的日趋小型化、集成电路的高密度化，使其变得越来越敏感。例如，如果电子线路板的包装材料没有防静电功能，则摩擦产生的静电不容易失散，积累到一定的程度之后，静电放电可能会导致线路板功能损坏。随着电子工业的迅猛发展，电子线路板集成度越来越高，电子线路板和各种电子元件等更容易造成静电损伤，引起产品失效。

此外，随着各种高技术弹药装备的不断发展，军工产品对静电的敏感度也越来越高，其储存、运输的安全性问题也越来越突出。静电放电容易导致武器系统失去战斗力，甚至燃烧爆炸。

防静电包装主要用于静电敏感产品的包装，它在电子工业、航空航天、化学工业、兵器工业，以及纺织、食品、包装等工业部门得到了广泛的应用。目前，电子工业急需具有防静电功能的包装材料。防静电包装在军用产品，尤其是弹药装备的包装上的应用，也越来越引起重视。

目前，国产产品以抗静电包装薄膜为主。抗静电包装薄膜虽然有一定的消除静电的作用，但是，不能使静电完全消除，因此，抗静电薄膜还不能作为电子线路板等电子配件和电子元件等防静电要求高的产品的包装薄膜。抗静电薄膜的功能主要还是起着防薄膜粘连的作用。

防静电包装薄膜的表面电阻率要比抗静电包装薄膜低，因此，可以有效地达到静电耗散甚至静电屏蔽的效果。BOPP薄膜是目前国内外大量使用的包装薄膜。研发防静电BOPP薄膜，可以获得一种价廉物美、可用于电子线路板等静电敏感产品的包装薄膜，并且，可以提高BOPP薄膜的产品附加值，开辟新用途。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种防静电BOPP薄膜及其复合结构法制备工艺。该制备工艺能够显著降低BOPP薄膜的表面电阻率，使其达到防静电的效果；同时，薄膜的其它各项性能指标又能够符合通用BOPP薄膜的水平，从而实现BOPP薄膜的防静电化，使其能够达到电子线路板或电子元件等包装的防静电要求。

技术方案：本发明所述的复合结构法防静电BOPP薄膜，具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。这种BOPP薄膜由防静电上表层、芯层和热封下表层经共挤出构成。防静电上表层采用防静电工艺制备；利用自极化聚丙烯的极化特性，使得防静电剂在上表层膜基体中得到充分分散结合，提高其向表面迁移的能力，而自极化聚丙烯的极化特性又进一步降低防静电上表层的表面电阻率，从而显著提高薄膜的防静电功能。芯层和热封下表层则采用普通的聚丙烯材料制备，以保留薄膜原来的各项性能，包括力学机械性能，也可节省成本，并与上表层起协同效应，获得增强作用。防静电上表层先以自极化聚丙烯/通用聚丙烯构成共混型树脂基体，再以这种共混型聚丙烯树脂与防静电剂构成聚丙烯复合基体，形成亚微观共混复合体系。特种构造的防静电上表层与普通芯层以及热封下表层共三层在一起，构成了薄膜层间的宏观复合结构。上表层的亚微观复合结构和薄膜层间的宏观复合结构一起构成了具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。

本发明所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，包括如下步骤：

（1）防静电母料的制备：将一定比例的自极化聚丙烯、通用聚丙烯与防静电剂在双螺杆挤出机上进行共混挤出，制得防静电母料。自极化聚丙烯的质量分数在5%～50%之间，通用聚丙烯的质量分数在10%～90%之间，防静电剂的质量分数在1%～35%之间。加工温度为180～250℃。

（2）防静电上表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将防静电母料与通用聚丙烯和其它助剂在制备上表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成防静电上表层材料，熔融物料其后将进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层物料和下表层物料一起进行共挤出。防静电母料的质量分数为1%～50%。加工温度为180～250℃。

（3）芯层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将通用聚丙烯与BOPP薄膜芯层的各种常用助剂在主挤出机进行共混复合，形成芯层材料，熔融物料其后将进入共挤出模头与从其它挤出机出来的防静电上表物料和下表层物料一起进行共挤出。芯层材料的加工温度为180～250℃。

（4）热封下表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将通用聚丙烯与BOPP薄膜热封下表层的各种常用助剂在制备下表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成热封下表层材料，熔融物料其后将进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层和防静电上表层物料一起进行共挤出。热封下表层材料的加工温度为180～250℃。

（5）将步骤（2）的防静电上表层材料、步骤（3）的芯层材料和步骤（4）的热封下表层材料进行共挤出，熔融物料经过激冷形成膜片，再将膜片进行双轴双向拉伸，即得到复合结构法防静电BOPP薄膜。

本发明所采用的设备均来自市购。如BOPP薄膜生产设备采用日本三菱8.2米高速整线或JSW（日本制钢所）8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。

有益效果：本发明所述的复合结构法制备的防静电BOPP薄膜，其防静电功能首先来自防静电上表层的亚微观共混复合体系。上表层材料中的自极化聚丙烯能使防静电剂与树脂基体具有更好的亲和力，从而得到充分的分散，同时，其向薄膜表面迁移的能力也显著提高，从而更有效地发挥了防静电剂的防静电作用。自极化聚丙烯本身的极化特性会提高材料的电导性能，从而进一步降低上表层的表面电阻率，防静电剂和自极化聚丙烯的协同作用，使得防静电上表层的表面电阻率大大下降。

复合结构法防静电BOPP薄膜防静电功能的第二个原因来自BOPP薄膜的膜层间宏观复合结构。由于具有防静电功能的防静电上表层的表面电阻率得到显著降低，其电导性就显著增加，因此，防静电上表层不仅本身具有优异的防静电功能，而且还可以通过这个表层的作用，分散BOPP薄膜芯层的静电电荷，使得芯层的防静电性能也大大改善。防静电上表层的亚微观共混复合体系和膜层间宏观复合结构的协同效应，使得BOPP薄膜总的防静电性能大大增强。

膜层间宏观复合结构还有利于使防静电BOPP薄膜的各项性能得到综合平衡，在增强防静电性的同时，保证BOPP薄膜的力学机械性能等其它性能指标不下降。由于芯层和热封下表层采用的是通用BOPP薄膜的配方，这就使得BOPP薄膜本身的力学机械性能等相关技术指标水平得到保留，表层和芯层的复合还可以使得相关指标性能得到增强作用。各膜层的层间协同作用，使得用这种复合结构法制备的BOPP薄膜既具有普通BOPP薄膜相同的各项物理性能，包括力学机械性能等，又具有优异的防静电功能。

本发明的复合结构法防静电BOPP薄膜经过检测，其各项通用的BOPP薄膜的物理性能，包括力学机械性能、光学性能、摩擦性能和热性能等，都符合普通BOPP薄膜的要求，而其表面电阻率则大大降低，防静电性能大大提高，符合集成电路板、其它电子元件等的包装薄膜的性能指标要求。

附图说明

图1为复合结构法防静电BOPP薄膜的层间复合结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

一种复合结构法防静电BOPP薄膜，具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。这种BOPP薄膜由防静电上表层、芯层和热封下表层经共挤出构成。防静电上表层采用防静电工艺制备；利用自极化聚丙烯的极化特性，使得防静电剂在上表层膜基体中得到充分分散结合，提高其向表面迁移的能力，而自极化聚丙烯的极化特性又进一步降低防静电上表层的表面电阻率，从而显著提高薄膜的防静电功能。芯层和热封下表层则采用普通的聚丙烯材料制备，以保留薄膜原来的各项性能，包括力学机械性能，也可节省成本，并与上表层起协同效应，获得增强作用。防静电上表层先以自极化聚丙烯/通用聚丙烯构成共混型树脂基体，再以这种共混型聚丙烯树脂与防静电剂构成聚丙烯复合基体，形成亚微观共混复合体系。特种构造的防静电上表层与普通芯层以及热封下表层共三层在一起，构成了薄膜层间的宏观复合结构。上表层的亚微观复合结构和薄膜层间的宏观复合结构一起构成了具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。

制备方法如下：

（1）防静电母料的制备：将质量分数为30%的自极化聚丙烯、质量分数为40%的通用聚丙烯和质量分数为30%的防静电剂在双螺杆挤出机上进行共混挤出，制得防静电母料。加工温度为180～250℃。

（2）防静电上表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将质量分数为5%的防静电母料与通用聚丙烯和其它助剂在制备上表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成防静电上表层材料，熔融物料其后进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层物料和下表层物料一起进行共挤出。加工温度为180～250℃。

（3）芯层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将通用聚丙烯与BOPP薄膜芯层的各种常用助剂在主挤出机进行共混复合，形成芯层材料，熔融物料其后进入共挤出模头与从其它挤出机出来的防静电上表物料和下表层物料一起进行共挤出。芯层材料的加工温度为180～250℃。

（4）热封下表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将通用聚丙烯与BOPP薄膜热封下表层的各种常用助剂在制备下表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成热封下表层材料，熔融物料其后进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层和防静电上表层物料一起进行共挤出。热封下表层材料的加工温度为180～250℃。

所采用的BOPP薄膜生产设备采用日本三菱8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。

将上述制得的BOPP薄膜进行防静电性能和各项性能测试，其测试结果如表1所示。

由表1可见，这种BOPP薄膜的表面电阻率大大下降，防静电性能大大提高。通常的没有抗静电功能的BOPP薄膜的表面电阻率为10¹³Ω或以上，具有抗静电功能的BOPP薄膜的表面电阻率可降到10⁹～10¹²Ω之间，但还是不能符合电子线路板和其它电子元件的防静电要求。通常用于做电子线路板和其它电子元件包装材料的薄膜，其表面电阻率必须在10⁹Ω或以下。本发明所制得的BOPP薄膜的表面电阻率则可以显著降低到10⁷Ω，达到了电子线路板和其它电子元件的包装薄膜的防静电要求。另一方面，这种BOPP薄膜的力学机械性能、摩擦性能、热性能、光学性能等，都与普通的BOPP薄膜的相应性能相同。因而，这种BOPP薄膜的综合性能好，既保留了通常BOPP薄膜的各项性能，包括力学机械性能等，又具有优异的防静电性能。

实施例2

一种复合结构法防静电BOPP薄膜，具有与实施例1相同的多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。

其制备方法如下：

（1）防静电母料的制备：将质量分数为15%的自极化聚丙烯、质量分数为70%的通用聚丙烯和质量分数为15%的防静电剂在双螺杆挤出机上进行共混挤出，制得防静电母料。加工温度为180～250℃。

（2）防静电上表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将质量分数为10%的防静电母料与通用聚丙烯和其它助剂在制备上表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成防静电上表层材料，熔融物料其后进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层物料和下表层物料一起进行共挤出。加工温度为180～250℃。

（3）芯层材料的制备：与实施例1相同。

（4）热封下表层材料的制备：与实施例1相同。

所采用的BOPP薄膜生产设备采用JSW（日本制钢所）8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。

将上述制得的BOPP薄膜进行防静电性能和各项性能测试，其测试结果如表2所示。

由表2可见，这种BOPP薄膜与实施例1的BOPP薄膜一样，具有相同的、优异的防静电性能，其表面电阻率也为10⁷Ω。这种BOPP薄膜的各项其它性能，也都与实施例1的BOPP薄膜基本相同，因而，这种BOPP薄膜也是综合性能好，既保留了通常BOPP薄膜的各项性能，包括力学机械性能等，又具有优异的防静电性能。也可用于做电子线路板和其它电子元件的包装材料。

Claims

1.一种复合结构法防静电BOPP薄膜，其特征在于：这种BOPP薄膜是具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系。这种BOPP薄膜由防静电上表层、芯层和热封下表层经共挤出构成。防静电上表层采用防静电工艺制备，以显著提高薄膜的防静电功能；芯层和热封下表层则采用普通的聚丙烯材料制备，以保留薄膜原来的各项性能，包括力学机械性能，也可节省成本，并与上表层起协同效应，获得增强作用。

2.如权利要求1所述的复合结构法防静电BOPP薄膜，其特征在于：特种构造的防静电上表层与普通芯层以及热封下表层共三层在一起，构成了薄膜层间的宏观复合结构。

3.如权利要求2所述的复合结构法防静电BOPP薄膜，其特征在于：防静电上表层先以自极化聚丙烯/通用聚丙烯共混料构成共混型树脂基体，再以这种共混型聚丙烯树脂与防静电剂构成聚丙烯复合基体，形成亚微观共混复合体系。

4.如权利要求1或2或3所述的复合结构法防静电BOPP薄膜，其特征在于：防静电上表层的亚微观复合结构和薄膜层间的宏观复合结构一起构成了具有多层次、多尺度、多相的拓扑复合结构体系，防静电上表层的表面电阻率得到显著降低，而其电导性则显著增加，因此，防静电上表层本身既具有优异的防静电功能，又可以通过这个表层的作用，分散BOPP薄膜芯层的静电电荷，使得芯层的防静电性能也大大改善，芯层和热封下表层所采用的通用BOPP薄膜的配方，则使得BOPP薄膜本身的力学机械性能等相关技术指标得到保留，表层和芯层的复合使得相关性能得到增强作用。这就使得用这种复合结构法制备的BOPP薄膜既具有普通BOPP薄膜相同的各项性能，包括力学机械性能等，又具有优异的防静电功能。

5.如权利要求1或2或3所述的复合结构法防静电BOPP薄膜，其特征在于：利用自极化聚丙烯的极化特性，使得防静电剂在上表层膜基体中得到充分分散结合，提高其向表面迁移的能力。并且，自极化聚丙烯的极化特性可进一步降低防静电上表层的表面电阻率。

6. 一种制备如权利要求1所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：

（2）防静电上表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将防静电母料与通用聚丙烯和其它助剂在制备上表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成防静电上表层材料，熔融物料其后进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层物料和下表层物料一起进行共挤出。防静电母料的质量分数为1%～50%。加工温度为180～250℃。

（4）热封下表层材料的制备：共挤出制备薄膜时，将通用聚丙烯与BOPP薄膜热封下表层的各种常用助剂在制备下表层的辅助挤出机上进行共混复合，形成热封下表层材料，熔融物料其后将进入共挤出模头与从其它挤出机出来的芯层和上表层物料一起进行共挤出。热封下表层材料的加工温度为180～250℃。

7.一种制备如权利要求6所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：BOPP薄膜生产设备优选为日本三菱8.2米高速整线或JSW（日本制钢所）8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。

8.一种制备如权利要求6所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：

（1）防静电母料的制备：自极化聚丙烯优选的质量分数为30%、通用聚丙烯优选质量分数为40%、防静电剂优选的质量分数为30%;

（2）防静电上表层材料的制备：防静电母料的优选质量分数为5%。

9.一种制备如权利要求8所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：所采用的BOPP薄膜生产设备优选为日本三菱8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。

10.一种制备如权利要求6所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：

（1）防静电母料的制备：自极化聚丙烯优选的质量分数为15%、通用聚丙烯优选质量分数为70%、防静电剂优选的质量分数为15%;

（2）防静电上表层材料的制备：防静电母料的优选质量分数为10%。

11.一种制备如权利要求10所述的防静电BOPP薄膜的复合结构法制备工艺，其特征在于：所采用的BOPP薄膜生产设备优选为JSW（日本制钢所）8.2米高速整线。并采用日本NMB的CSD-902-EX精密称重仪表等组成的高精度配料系统完成自动配料、混料及送料全过程。