CN108909137A - 一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，涉及一种薄膜，旨在解决现有技术中直接掺加无机填料、易引起二次凝集造成薄膜产品强度和韧性下降的问题，其技术方案要点是，包括热封层、电晕层以及位于热封层和电晕层之间的芯层；所述芯层选用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为原料，且芯层内均匀分散有内包无机纳米填料的微胶囊；所述流延聚丙烯薄膜的总厚度为50‑80μm，所述芯层占薄膜总质量的比≥60%。本发明具有韧性高、容易制备且良品率高的优势。本发明的另一目的是提供一种上述流延聚丙烯薄膜的应用方法。

Description

一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜及其应用
技术领域
本发明涉及一种薄膜，更具体地说，它涉及一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜及其应用。
背景技术
流延聚丙烯膜，即CPP是一种使用非常广泛的热封材料，通过熔体流延骤冷生产的一种无拉伸、无定向的平挤薄膜，与吹膜相比，其特点是生产速度快、产量高，薄膜透明性、光泽度、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，因而被广泛应用。
现有申请公布号为CN107698874A的中国专利，其原料中包含高含量的纳米二氧化钛、氢氧化镁、消光粉等无机组分。由于这些无机粉末状的物质直接掺加，给聚丙烯薄膜的制备增加了难度。在搅拌混合无机组分和树脂组分的过程中，无机组分粒子容易破碎，粒径变小易引起二次凝集造成，在产品中形成不均匀规则的硬块，使得产品的韧性下降、容易被刺破，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其具有韧性好、容易制备且良品率高的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，包括热封层、电晕层以及位于热封层和电晕层之间的芯层；所述芯层选用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为原料，且芯层内均匀分散有内包无机纳米填料的微胶囊；所述流延聚丙烯薄膜的总厚度为50-80μm，所述芯层占薄膜总质量的比≥60%。
通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：1、芯层为聚丙烯薄膜的主要强度和韧性结构层，保证了薄膜产品有一定的机械强度；热封层可以赋予产品良好的热封性能，其材料可以根据薄膜产品的应用领域进行选择；电晕层为经过电晕处理的树脂层，其表面形成有细微的纹路，使得薄膜表面的表面张力增加，增加了水对薄膜的润湿性能，使得薄膜薄膜表面不易聚集形成雾滴、容易印制图案和文字，同时具有一定的防静电效果；2、无机纳米填料以微胶囊的形式均匀分散在芯层内，采用常规的熔融分散法即可在树脂基层内达到纳米级的均匀分散，使得在加工制造薄膜时，不易出现无机填料的搅拌不均、产生白斑/硬块等问题；3、内包无机纳米填料的微胶囊在芯层内能起到异相成核作用，从而提高了芯层的结晶温度和结晶度，提高了薄膜产品的强度和韧性；4、厚度为50-80μm，芯层占薄膜总质量的比≥60%的薄膜产品强度高、韧性佳，不易被刺破或者撕裂，适于用作多种用途的包装膜。
进一步地，所述微胶囊包括壁材和被包覆在壁材内的芯材，所述壁材选用硬脂酸，所述芯材选用纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝或纳米氧化镁。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁作为无机纳米填料掺加到薄膜中，能赋予薄膜产品耐晒、阻燃等性能。硬脂酸化学稳定性高，制得的微胶囊的机械性能好、稳定性高。采用硬脂酸作为壁材的微胶囊能在薄膜的芯层测材料中均匀分散，且不易在流延加工过程中破裂。
进一步地，所述微胶囊的壁材和芯材的质量比为1:7。
通过采用上述技术方案，保证了微胶囊具有一定的机械强度和耐热性能，在制备薄膜产品的过程中微胶囊的结构不易被破坏。
进一步地，所述微胶囊的粒径≤10μm。
通过采用上述技术方案，粒径小于或等于10μm的微胶囊结构更稳定，制备薄膜过程中不易被破坏。
进一步地，所述芯层中微胶囊的掺量占芯层质量的百分比为1-3%
通过采用上述技术方案，微胶囊在芯层内的掺量过低对薄膜产品强度和韧性的改善不够明显，掺量过高容易造成薄膜产品的缺口冲击强度下降，因而以微胶囊的掺量占芯层质量的1-3%为宜。
进一步地，所述热封层、芯层和电晕层的质量比为热封层：芯层:电晕层=2:6:2。
通过采用上述技术方案，该种质量比的流延聚丙烯薄膜强度高、韧性佳。
进一步地，所述热封层选用线性低密聚乙烯或者二元共聚聚丙烯为原料。
通过采用上述技术方案，线性低密聚乙烯的热封温度低，适于制备低温热封薄膜产品；二元共聚聚丙烯的热封温度稍高，但抗冲击强度较均聚型聚丙烯高，利于提高薄膜产品的整体强度。
本发明的另一目的是提供一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜的应用方法。
一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜的应用方法，将上述任一项所述的流延聚丙烯薄膜用于纺织品、食品、鲜花和日用品的包装。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、芯层为聚丙烯薄膜的主要强度和韧性结构层，保证了薄膜产品有一定的机械强度；热封层可以赋予产品良好的热封性能，其材料可以根据薄膜产品的应用领域进行选择；电晕层为经过电晕处理的树脂层，其表面形成有细微的纹路，使得薄膜表面的表面张力增加，增加了水对薄膜的润湿性能，使得薄膜薄膜表面不易聚集形成雾滴、易于印制图案和文字，同时具有一定的防静电效果；
2、无机纳米填料以微胶囊的形式均匀分散在芯层内，采用常规的熔融分散法即可在树脂基层内达到纳米级的均匀分散，使得在加工制造薄膜时，不易出现无机填料的搅拌不均、产生白斑/硬块等问题；
3、内包无机纳米填料的微胶囊在芯层内能起到异相成核作用，从而提高了芯层的结晶温度和结晶度，提高了薄膜产品的强度和韧性；
4、厚度为50-80μm，芯层占总厚度的比≥60%的薄膜产品强度高、韧性佳，不易被刺破或者撕裂，适于用作多种用途的包装膜；
5、壁材和芯材的质量比为1:7，粒径≤10μm的微胶囊机械性能好、耐热性加，在制备薄膜产品的过程中不易被破坏。
附图说明
图1为实施例中流延聚丙烯薄膜的结构示意图；
图2为实施例中微胶囊的结构示意图。
图中：1、热封层；2、芯层；3、电晕层；4、微胶囊；41、壁材；42、芯材。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1-4
一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，参照图1，其包括热封层1、电晕层3以及夹嵌在热封层1和电晕层3之间的芯层2。芯层2内均匀分散有内包无机纳米填料的微胶囊4。各实施例热封层1、电晕层3和芯层2的原材料选择以及厚度如下表所示：
表1.
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
热封层 LLDPE LLDPE 二元共聚聚丙烯 二元共聚聚丙烯
芯层 均聚聚丙烯 均聚聚丙烯 共聚聚丙烯 共聚聚丙烯
电晕层 共聚聚丙烯 共聚聚丙烯 共聚聚丙烯 共聚聚丙烯
热封层：芯层：电晕层（质量比） 2:6.5:1.5 2:6:2 1.5:7:1.5 1.5:7.5:1
薄膜总厚度/μm 50 60 70 80
参照图2，微胶囊4由壁材41和芯材42组成，芯材42被包覆在壁材41内部。各实施例中微胶囊4的材料组成如下表所示：
表2.
微胶囊 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
壁材 硬脂酸 硬脂酸 硬脂酸 硬脂酸
芯材 纳米二氧化钛 纳米二氧化硅 纳米氧化铝 纳米氧化镁
壁材与芯材质量比 1:7 1:7 1:7 1:7
芯层中微胶囊的质量百分数掺量 3% 3% 2% 1%
上述各实施例中微胶囊的粒径均≤10μm。
制备工艺
上述各实施例的流延聚丙烯薄膜的制备工艺基本相同，其具体包括如下步骤：
步骤一、微胶囊4的制备,根据表2中各实施例微胶囊4的材料组成，参照现有技术中《环 氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊的制备及其对聚丙烯的阻燃效果》.刘成娟、陈葵等.复合材料 学报.2015年6月 记载的微胶囊制备方法进行微胶囊4的制备。
步骤二、根据表2所示的微胶囊4掺量，采用常规的熔融混合法将步骤一制备的微胶囊4与芯层2材料充分混合，使微胶囊4在芯层2材料中均匀分散。由于无机纳米填料是以微胶囊4的形式掺加到芯层2材料，避免了无机填料在混合过程中易出现二次凝集、容易形成硬块的问题，减少了无机填料凝集给产品强度和韧性带来的不利影响，提高了产品的良品率。
步骤三、根据表1选用薄膜各层原材料，将热封层1、芯层2和电晕层3各原料在230℃条件下通过挤出机塑化基础，然后经过220℃的T型模头流延，由30℃的流延辊骤冷成膜，再以60m/min的速度收卷。
实施例5
一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜的应用方法，选用实施例1-4任一流延聚丙烯薄膜作为包装袋或者包装膜的原料，并用于纺织品、食品、鲜花或者日用品的包装。
性能检测
选市售常规流延聚丙烯薄膜作为对照样。
依照GB9639.1-2008测定23℃环境及10℃环境下上述各实施例产品及对照样的下落镖冲击强度；依照对GB/T13022-1991上述各实施例产品及对照样的拉伸性能进行检测。试验结果如下表所示：
表3.
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对照样
23℃环境下落镖冲击强度/g 715 730 700 690 350
10℃环境下落镖冲击强度/g 400 523 510 495 80
拉伸强度/MPa 20.5 22 21.5 22.5 16
由上表数据可知，各实施例在23℃环境及10℃环境下的下落镖冲击强度均优于对照样，且较对比样有明显提高；各实施例的拉伸强度均优于对照样。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：包括热封层(1)、电晕层(3)以及位于热封层(1)和电晕层(3)之间的芯层(2)；所述芯层(2)选用均聚聚丙烯或共聚聚丙烯为原料，且芯层(2)内均匀分散有内包无机纳米填料的微胶囊(4)；所述流延聚丙烯薄膜的总厚度为50-80μm，所述芯层(2)占薄膜总质量的比≥60%。
2.根据权利要求1所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述微胶囊(4)包括壁材(41)和被包覆在壁材(41)内的芯材(42)，所述壁材(41)选用硬脂酸，所述芯材(42)选用纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝或纳米氧化镁。
3.根据权利要求2所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述微胶囊(4)的壁材(41)和芯材(42)的质量比为1:7。
4.根据权利要求3所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述微胶囊(4)的粒径≤10μm。
5.根据权利要求4所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述芯层(2)中微胶囊(4)的掺量占芯层(2)质量的百分比为1-3%。
6.根据权利要求1所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述热封层(1)、芯层(2)和电晕层(3)的质量比为热封层(1)：芯层(2):电晕层(3)=2:6:2。
7.根据权利要求1所述的一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜，其特征在于：所述热封层(1)选用线性低密聚乙烯或者二元共聚聚丙烯为原料。
8.一种无机填充增韧流延聚丙烯薄膜的应用，其特征在于：将权利要求1-7任一项所述的无机填充增韧流延聚丙烯薄膜用于纺织品、食品、鲜花和日用品的包装。
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