CN104893094A - 一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法，按照重量份数配比称取PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚、炭黑、油酸、抗氧剂、BPO、滑石粉、硬脂酸钙、紫外线吸收剂、乙烯、二氧化钛、丙烯和双邻苯二甲酸二辛酯，混合后挤出吹膜即可；产品拉伸强度35-55MPa，弯曲强度45-65MPa；热变形温度120-140℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率97-99%，邵氏硬度92-96，断裂伸长率500-540%。

Description

一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法
技术领域
本申请属于聚丙烯膜制备领域，尤其涉及一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotactic polyprolene）、无规聚丙烯（atactic polypropylene）和间规聚丙烯（syndiotactic polypropylene）三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率（MFR）通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6~2.0%。塑料制品中包装材料占有极其重要的位置，据统计，世界用于包装领域的塑料约占塑料总消费量的35%。我国包装用塑料发展迅速，产量从1980年的19万t迅速增至2003年的465万t，预计2005年将超过550万t，2010年超过600万t，2015年超过650万t，约占全国包装总产量的13%以上。从产品上看，包装用薄膜约占包装用塑料总量的50%以上。我国双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP树脂消费量最大的领域之一，2003年我国有BOPP生产企业86家（123条生产线），总生产能力约140万t/a，2004年达到200万t/a（138条生产线），产量将突破100万t。近年来，国内企业注重提升产品竞争力，先后引进了一批先进的BOPP生产设备，生产的薄膜宽度可达8.3m，线速度高达400~500m/min。按我国现有的BOPP薄膜生产能力换算，每年对PP树脂的需求量近200万t，因此应重视开发BOPP薄膜用高线速、延伸性、透明性好的PP专用料，包括配套用的乙、丙共聚物，以适应新引进的BOPP薄膜设备。
双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）一般为多层共济薄膜，是由聚丙烯颗粒经共挤形成片材后，再经纵横两个方向的拉伸而制得的。由于拉伸分子定向，所以这种薄膜的物理稳定性、机械强度、气密性较好，透明度和光泽度较高，坚韧耐磨，是目前应用最广泛的印刷薄膜，一般使用厚度为20～40 μ m ，应用最广泛的为20 μ m 。双向拉伸聚丙烯薄膜主要缺点是热封性差，所以一般用做复合薄膜的外层薄膜，如与聚乙烯薄膜复合后防潮性、透明性、强度、挺度和印刷性均较理想，适用于盛装干燥食品。由于双向拉伸聚丙烯薄膜的表面为非极性，结晶度高，表面自由能低，因此，其印刷性能较差，对油墨和胶黏剂的附着力差，在印刷和复合前需要进行表面处理。双向拉伸聚丙烯薄膜具有质轻、无毒、无臭、防潮、机械强度高，尺寸稳定性好、印刷性能良好、透明性好等优点。具有高透明度、光泽好、阻隔性好、抗冲强度高、耐低温等优点。其缺点是热合时易发生薄膜收缩(热收缩烟膜利用其热收缩性能除外)。它的综合性能优于防潮玻璃纸、聚乙烯( PE )薄膜、PET薄膜。BOPP薄膜还具有极佳的印刷效果。代表的物性数据为：浊度<1.5%；光泽度>85%；拉伸强度( 纵向/横向 )>120/200MPa；断裂伸长率( 纵向/横向 )<180%/65%；弹性模量为1700～2500Mpa；脆化温度为-50℃。广泛应用于食品、糖果、香烟、茶叶、果汁、牛奶、纺织品等的包装，有“包装皇后”的美称。BOPP薄膜应用之广、污染之低以及对森林自然资源的保护，使其成为比纸张和聚氯乙烯( PVC )更受人欢迎的包装材料;制造工艺简易可靠、价格合理又使它成为比双向拉伸聚酯( BOPET )薄膜和双向拉伸尼龙( BOPA )薄膜更为普遍使用的包装材料。BOPP膜可与其它物殊性能的材料复合以进一步提高或改善性能，常用的材料有PE膜，流涎聚丙烯( CPP )膜，聚偏氯乙烯( PVDC )、铝膜等。
流延聚丙烯薄膜是采用流延工艺生产的聚丙烯薄膜。可分为通用CPP（General CPP，简称GCPP）薄膜、镀铝级CPP（Metalize CPP，简称MCPP）薄膜和蒸煮级CPP（Retort CPP，简称RCPP）薄膜，透明度极好，厚度均匀，且纵横向的性能均匀，一般用做复合薄膜的内层材料。普通CPP 薄膜的厚度一般在25～50μm 之间，与OPP复合后透明度较好，表面光亮，手感坚挺，一般的礼品包装袋都采用此种材料。这种薄膜还具有良好的热封性。蒸煮级CPP 薄膜的厚度一般在60～80 μ m 之间，能耐121℃、30 min的高温蒸煮，耐油性、气密性较好，且热封强度较高，一般的肉类包装内层均采用蒸煮级的CPP薄膜。聚丙烯流延薄膜（CPP）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、厚度均匀性良好，各向性能平衡性优异。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。CPP生产规模和挤出设备的发展，使得原材料的使用量和可选择的范围日益加大，这使得流延用聚丙烯专用料朝着更为精细化、专用化和更高性能的方向发展。分工更为精细的各种专用料不断涌现，每一种材料在不同的层面发挥各自的作用，赋予薄膜新的性能，来适应不同的市场需求。同时，针对用户特殊要求而专门生产高性能原材料的情况也在出现，这样做将给树脂生产者带来更大的利润。目前专用料开发热点在低温热封材料，工业化生产的丁烯/丙烯无规共聚物是市场新近推出的产品。该产品与常规乙/丙无规共聚物相比，在热封温度同为 100～112℃时，其热封强度高得多，并较少出现起霜和发雾的现象。现在，CPP已成为包装行业不可或缺的产品，生产厂家采用新设备和新材料不断地扩大生产规模，提升生产效率，增加产品种类，扩展新的应用领域。可以预料，随着我国经济水平和消费水平的提高，其生产发展必将进一步扩大。同时，也应该看到流延膜还存在部分或全部依赖进口的局面，如何加快其国产化也是塑料加工和树脂生产行业需尽快解决的一大问题。
聚丙烯膜(PPM)为疏水性滤膜,柔韧耐用且不易破损,无毒性,强度均一,即使戴着手套或使用镊子等工具去夹膜也不会导致破损、撕裂或弯曲。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种透光率、拉伸强度和弯曲强度高且冲击强度高的聚丙烯抗老化膜及其制备方法是非常必要的。
发明内容
解决的技术问题：
本申请针对上述技术问题，提供一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法，解决现有PP不耐老化，透光率、拉伸强度和弯曲度低等技术问题。
技术方案：
一种聚丙烯抗老化膜，所述聚丙烯抗老化膜的原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土60-80份；碳酸钙20-40份；2,6-二叔丁基对甲酚0.2-0.8份；炭黑0.5-2.5份；油酸0.1-0.5份；抗氧剂0.1-0.5份；BPO0.01-0.1份；滑石粉25-45份；硬脂酸钙为0.2-1.2份；紫外线吸收剂0.1-0.5份；乙烯为15-35份；二氧化钛1.5-5.5份；丙烯10-30份；双邻苯二甲酸二辛酯为30-50份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述聚丙烯抗老化膜的原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土65-75份；碳酸钙25-35份；2,6-二叔丁基对甲酚0.3-0.7份；炭黑1-2份；油酸0.2-0.4份；抗氧剂0.2-0.4份；BPO0.04-0.08份；滑石粉30-40份；硬脂酸钙为0.6-0.8份；紫外线吸收剂0.2-0.4份；乙烯为20-30份；二氧化钛2.5-4.5份；丙烯15-25份；双邻苯二甲酸二辛酯为35-45份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述聚丙烯抗老化膜的原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土70份；碳酸钙30份；2,6-二叔丁基对甲酚0.5份；炭黑1.5份；油酸0.3份；抗氧剂0.3份；BPO0.05份；滑石粉35份；硬脂酸钙为0.7份；紫外线吸收剂0.3份；乙烯为25份；二氧化钛3.5份；丙烯20份；双邻苯二甲酸二辛酯为40份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述抗氧剂采用抗氧剂1010或抗氧剂DLTP。
作为本发明的一种优选技术方案：所述紫外线吸收剂采用UV-9或UV-327。
作为本发明的一种优选技术方案：所述聚丙烯抗老化膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚、炭黑、油酸、抗氧剂、BPO、滑石粉、硬脂酸钙、紫外线吸收剂、乙烯、二氧化钛、丙烯和双邻苯二甲酸二辛酯；
第二步：将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至50-70℃，搅拌15-35min；
第三步：加入剩余原料，升温至70-90℃，搅拌30-50min；
第四步：将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速70-90r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速30-40r/min，牵引速度6-8m/min。
 有益效果：
本发明所述一种聚丙烯抗老化膜及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品拉伸强度35-55MPa，弯曲强度45-65MPa；2、热变形温度120-140℃，500h光老化冲击强度保持率100%；3、透光率97-99%，邵氏硬度92-96；4、断裂伸长率500-540%，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
实施例1:
按照重量份数配比称取PP100份；高岭土60份；碳酸钙20份；2,6-二叔丁基对甲酚0.2份；炭黑0.5份；油酸0.1份；抗氧剂DLTP0.1份；BPO0.01份；滑石粉25份；硬脂酸钙为0.2份；紫外线吸收剂UV-9为0.1份；乙烯为15份；二氧化钛1.5份；丙烯10份；双邻苯二甲酸二辛酯为30份。
将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至50℃，搅拌15min，加入剩余原料，升温至70℃，搅拌30min。
将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速70r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速30r/min，牵引速度6m/min。
产品拉伸强度35MPa，弯曲强度45MPa；热变形温度120℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率97%，邵氏硬度92，断裂伸长率500%。
 实施例2:
按照重量份数配比称取PP100份；高岭土80份；碳酸钙40份；2,6-二叔丁基对甲酚0.8份；炭黑2.5份；油酸0.5份；抗氧剂DLTP0.5份；BPO0.1份；滑石粉45份；硬脂酸钙为1.2份；紫外线吸收剂UV-9为0.5份；乙烯为35份；二氧化钛5.5份；丙烯30份；双邻苯二甲酸二辛酯为50份。
将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至70℃，搅拌35min，加入剩余原料，升温至90℃，搅拌50min。
将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速90r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速40r/min，牵引速度8m/min。
产品拉伸强度40MPa，弯曲强度50MPa；热变形温度125℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率97%，邵氏硬度93，断裂伸长率510%。
 实施例3:
按照重量份数配比称取PP100份；高岭土65份；碳酸钙25份；2,6-二叔丁基对甲酚0.3份；炭黑1份；油酸0.2份；抗氧剂1010为0.2份；BPO0.04份；滑石粉30份；硬脂酸钙为0.6份；紫外线吸收剂UV-9为0.2份；乙烯为20份；二氧化钛2.5份；丙烯15份；双邻苯二甲酸二辛酯为35份。
将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至50℃，搅拌15min，加入剩余原料，升温至70℃，搅拌30min。
将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速70r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速30r/min，牵引速度6m/min。
产品拉伸强度45MPa，弯曲强度55MPa；热变形温度130℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率98%，邵氏硬度94，断裂伸长率520%。
 实施例4:
按照重量份数配比称取PP100份；高岭土75份；碳酸钙35份；2,6-二叔丁基对甲酚0.7份；炭黑2份；油酸0.4份；抗氧剂1010为0.4份；BPO0.08份；滑石粉40份；硬脂酸钙为0.8份；紫外线吸收剂UV-327为0.4份；乙烯为30份；二氧化钛4.5份；丙烯25份；双邻苯二甲酸二辛酯为45份。
将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至70℃，搅拌35min，加入剩余原料，升温至90℃，搅拌50min。
将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速90r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速40r/min，牵引速度8m/min。
产品拉伸强度50MPa，弯曲强度60MPa；热变形温度135℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率98%，邵氏硬度95，断裂伸长率530%。
 实施例5:
按照重量份数配比称取PP100份；高岭土70份；碳酸钙30份；2,6-二叔丁基对甲酚0.5份；炭黑1.5份；油酸0.3份；抗氧剂1010为0.3份；BPO0.05份；滑石粉35份；硬脂酸钙为0.7份；紫外线吸收剂UV-327为0.3份；乙烯为25份；二氧化钛3.5份；丙烯20份；双邻苯二甲酸二辛酯为40份。
将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至60℃，搅拌25min，加入剩余原料，升温至80℃，搅拌40min。
将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速80r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速35r/min，牵引速度7m/min。
产品拉伸强度55MPa，弯曲强度65MPa；热变形温度140℃，500h光老化冲击强度保持率100%；透光率99%，邵氏硬度96，断裂伸长率540%。
 以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种聚丙烯抗老化膜，其特征在于所述聚丙烯抗老化膜的原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土60-80份；碳酸钙20-40份；2,6-二叔丁基对甲酚0.2-0.8份；炭黑0.5-2.5份；油酸0.1-0.5份；抗氧剂0.1-0.5份；BPO0.01-0.1份；滑石粉25-45份；硬脂酸钙为0.2-1.2份；紫外线吸收剂0.1-0.5份；乙烯为15-35份；二氧化钛1.5-5.5份；丙烯10-30份；双邻苯二甲酸二辛酯为30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯抗老化膜，其特征在于所述聚丙烯抗老化膜原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土65-75份；碳酸钙25-35份；2,6-二叔丁基对甲酚0.3-0.7份；炭黑1-2份；油酸0.2-0.4份；抗氧剂0.2-0.4份；BPO0.04-0.08份；滑石粉30-40份；硬脂酸钙为0.6-0.8份；紫外线吸收剂0.2-0.4份；乙烯为20-30份；二氧化钛2.5-4.5份；丙烯15-25份；双邻苯二甲酸二辛酯为35-45份。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯抗老化膜，其特征在于所述聚丙烯抗老化膜的原料按重量份数配比如下：PP100份；高岭土70份；碳酸钙30份；2,6-二叔丁基对甲酚0.5份；炭黑1.5份；油酸0.3份；抗氧剂0.3份；BPO0.05份；滑石粉35份；硬脂酸钙为0.7份；紫外线吸收剂0.3份；乙烯为25份；二氧化钛3.5份；丙烯20份；双邻苯二甲酸二辛酯为40份。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯抗老化膜，其特征在于：所述抗氧剂采用抗氧剂1010或抗氧剂DLTP。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯抗老化膜，其特征在于：所述紫外线吸收剂采用UV-9或UV-327。
6.一种权利要求1所述聚丙烯抗老化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚、炭黑、油酸、抗氧剂、BPO、滑石粉、硬脂酸钙、紫外线吸收剂、乙烯、二氧化钛、丙烯和双邻苯二甲酸二辛酯；
第二步：将PP、高岭土、碳酸钙、2,6-二叔丁基对甲酚和炭黑投入反应釜中加热至50-70℃，搅拌15-35min；
第三步：加入剩余原料，升温至70-90℃，搅拌30-50min；
第四步：将混合后的物料投入双螺杆挤出机中挤出，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃和185℃，螺杆转速70-90r/min，吹膜条件，温度170℃、200℃、225℃、230℃，螺杆转速30-40r/min，牵引速度6-8m/min。
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