CN109705446A - 一种改性聚烯烃母料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改性聚烯烃母料及其制备方法和应用，涉及薄膜功能母料技术领域。该改性聚烯烃母料，包括以下重量份的原料：LLDPE树脂60～80份，塑料0～35份，填料10～40份，所述LLDPE树脂的熔融流动指数为4.8～5.2g/10min；所述塑料选自：PP、HDPE、LDPE中的至少一种；所述填料选自：POE、增挺剂、碳酸钙中的至少一种；所述碳酸钙的粒径为2～4μm；所述增挺剂为石油树脂。本发明的改性聚烯烃母料，制作成薄膜后，其分子链条平行排列，且分子方向相同，在受到外力作用时，很容易沿直线被撕裂。

Description

一种改性聚烯烃母料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及线型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜功能母料技术领域，特别是涉及一种改性聚烯烃母料及其制备方法和应用。

背景技术

目前塑料薄膜都是通过聚合物粒子加热塑化，经过双向拉伸、吹塑、流延等方法成型，广泛应用于食品、日用品、电子产品包装等领域。随着市场不断发展变化，使用者逐渐要求由薄膜所制成的包装袋在拆包时达到容易直线撕开、不粘连、无残留的效果。随着国内聚烯烃需求的日益增长，改性聚烯烃种类和性能日渐增多，特别是在易撕和增韧方面。

直线撕开性能，即分子链条平行排列，且分子的方向是相同的，具备这种结构的薄膜，在受到外力作用时，很容易沿直线被撕裂。然而，市场上的薄膜产品大多不具备直线撕开性能。流延薄膜，具有透明度好、可热封、收缩小等优点，但由于其耐撕裂性能过高，对实现直线撕开功能最为不利；另外，薄膜即使经过双向拉伸也只能以斜线形式撕开，使用时的便捷性没有得到明显改善。以单向拉伸方法制成的薄膜虽然能实现易直线撕开性能，但因工序较流延膜复杂，薄膜在高温下容易收缩，热封强度下降等缺陷，应用受到一定的限制。

发明内容

基于此，有必要针对现有的薄膜产品大多不具备直线撕开性能，而具有直线撕开性能的薄膜制备工序复杂的技术问题，提供一种改性聚烯烃母料及其制备方法。

一种改性聚烯烃母料，包括以下重量份的原料：LLDPE树脂65～80份，塑料20～35份，填料10～40份；所述LLDPE树脂的熔融流动指数(MFI)为4.8～5.2g/10min；所述塑料选自：PP(聚丙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)中的至少一种；所述填料选自：POE(聚烯烃弹性体)、增挺剂、碳酸钙中的至少一种；所述碳酸钙的粒径为2～4μm；所述增挺剂为石油树脂。

上述改性聚烯烃母料，制作成薄膜后，其分子链条平行排列，且分子方向相同，在受到外力作用时，很容易沿直线被撕裂。

其中，PP，抗张强度大(30MPa)，且其中含有少量的聚乙烯单体，与LLDPE相容性好，易分散，可以提高LLDPE的加工性能；HDPE，刚性、韧性和机械强度比一般的PE树脂要好；LDPE，分子链上有长短支链，结晶度较低，分子量一般为5～50万，软化点较低，成型加工性能很好，柔软性良好，加入到LLDPE中可以提高薄膜的柔软性。

其中，碳酸钙的粒径为2～4μm，优选粒径为2.5μm。

其中，增挺剂为石油树脂，包含九个碳原子的烯烃或环烯烃进行聚合，或与醛类、芳烃、萜烯类化合物等共聚而成的树脂。石油树脂与LLDPE树脂结合，可以提高产品的光泽，硬度，稳定性等性能，还可以起到提供粘接性的作用，从而改善这些聚合物的粘接稳定性、抗蠕变性、耐热性等性质。

其中，POE，为乙烯和辛烯的高聚物，分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能，片段辛烯的柔软链卷曲结构，部分结晶的乙烯链，可以作为物理交联点，使它既有优异的韧性，又有良好的加工性，同时POE分子量分布窄，流动性好，与聚烯烃相容性好，可改善填料的分散效果，达到增韧的效果。碳酸钙，少量易分散在树脂里面，既可以降低薄膜的成本，又有利于改变塑料薄膜的流变性能和加工性能。

在其中一个实施例中，所述填料由增挺剂与POE和/或碳酸钙组成，其中增挺剂的重量份数为20～30份，POE的重量份数为0～10份，碳酸钙放入重量份数0～15份。

在其中一个实施例中，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，碳酸钙10～15份。

在其中一个实施例中，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，增挺剂25～30份。

在其中一个实施例中，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，POE 5～15份，碳酸钙5～10份，增挺剂10～20份。

在其中一个实施例中，所述改性聚烯烃母料，熔融指数为4～6g/10min，水分含量为1000～2800ppm，灰分含量为30000～50000ppm。

本发明还包括上述改性聚烯烃母料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将LLDPE树脂、塑料、填料混合均匀，得到混合物料；

步骤二：将上述混合物料进行混合熔融、挤出。

上述制备方法得到的改性聚烯烃母料，制作成薄膜后，其分子链条平行排列，且分子方向相同，在受到外力作用时，很容易沿直线被撕裂；该制备方法采用共混复配技术，将原料混合，流延成型薄膜，制备工序简单，降低了生产成本。

在其中一个实施例中，所述步骤一中：将LLDPE树脂、塑料、填料投入到搅拌机中，搅拌混合均匀，搅拌速度为80～200r/min，搅拌时间为1～15min，得到混合物料；

所述步骤二中：将上述混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为40～70mm，长径比为30～40，设置双螺杆挤出机内温度为180～250℃、模头温度为210～250℃；启动所述双螺杆挤出机，开始喂料，喂料速度为10～50r/min，螺杆转速50～150r/min，将融合物挤出成条；将成条产品过水冷却；

所述步骤二后还设有步骤三，所述步骤三为：将步骤二得到的产品引入切粒机中进行切粒，切粒机转速80～200r/min，切粒后的产品干燥、封装。

本发明还包括：上述改性聚烯烃母料在单向易撕薄膜制备中的应用。

以该改性聚烯烃母料作为原料制备得到的薄膜具有单向易撕的性能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的改性聚烯烃母料，以LLDPE树脂为基体，添加塑料和填料等辅助材料，按一定比例份数熔融共混，流延成膜，得到的薄膜分子链条平行排列，且分子方向相同，在受到外力作用时，很容易沿直线被撕裂。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合较佳的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例所用的碳酸钙的粒径为2.5μm，增挺剂为石油树脂。

实施例1

一种改性聚烯烃母料，通过以下方法制备得到：

步骤一：将LLDPE树脂70份、PP 30份、碳酸钙15份投入到搅拌机中，搅拌混合均匀，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为10min，得到混合物料；

步骤二：将上述混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，机螺杆直径60mm，长径比45，设置挤出机温度为180～250℃，挤出机的模头温度为210～250℃，启动所述双螺杆挤出机，开始喂料，喂料速度为30r/min，螺杆转速120r/min，将融合物挤出成条，将成条产品过水冷却，过冷却水长度0.4m；

步骤三：冷却后的长料条立即引入到切粒机中，通过切粒、干燥，即得。

经检测，产品熔融指数为5.58g/10min，水分含量为2800ppm，灰分含量为50000ppm。

实施例2

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂70份、PP30份、增挺剂30份。

经检测，产品熔融指数为5.12g/10min，水分含量为1200ppm，灰分含量为40000ppm。

实施例3

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂70份、PP30份、POE10份，碳酸钙10份，增挺剂20份。

经检测，产品熔融指数为4.87g/10min，水分含量为1100ppm，灰分含量为30000ppm。

实施例4

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂65份、HDPE35份、POE10份，碳酸钙10份，增挺剂20份。

经测试，产品在相同工艺的不同批次中，其参数(熔融指数、水分含量、灰分含量)测试结果不稳定；其平均熔融指数为6.78g/10min，平均水分含量为1200ppm，平均灰分含量为35000ppm。

实施例5

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂80份、LDPE20份、POE10份，碳酸钙10份，增挺剂20份。

经测试，产品在相同工艺的不同批次中，其参数(熔融指数、水分含量、灰分含量)测试结果不稳定；其平均熔融指数为5.94g/10min，平均水分含量为1000ppm，平均灰分含量为40000ppm。

为与上述实施例形成对比，设置以下对比例。

对比例1

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂70份、PP30份。

经检测，产品熔融指数为8.15g/10min，水分含量为900ppm，灰分含量为1100ppm。

对比例2

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂65份、HDPE35份。

经测试，产品在相同工艺的不同批次中，其参数(熔融指数、水分含量、灰分含量)测试结果不稳定；其平均熔融指数为10.7g/10min，平均水分含量为1000ppm，平均灰分含量为1400ppm。

对比例3

一种改性聚烯烃母料，与实施例1的区别在于：步骤一中原料为LLDPE树脂80份、LDPE20份。

经测试，产品在相同工艺的不同批次中，其参数(熔融指数、水分含量、灰分含量)测试结果不稳定；其平均熔融指数为12.1g/10min，平均水分含量为1100ppm，平均灰分含量为1200ppm。

采用以上实施例和对比例的母料，流延成单层50μm LLDPE薄膜，对其进行性能测试。

实验例

各测试项目按照以下方式进行测试：

密度测定：按照GB/T 1033.1-2008塑料非泡沫塑料密度的测定，第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法；

熔融指数测定：按照GB/T 3682.1-2018塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定，第1部分：标准方法；

雾度测定：按照GB/T 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定；

拉伸强度和断裂伸长率测定：按照GB/T 1040.1-2006塑料拉伸性能的测定；

摩擦系数测定：按照GB/T 10006-1988塑料和薄片摩擦系数测定方法。

上述测试结果如下表所示：

从上表可知，在LLDPE树脂和塑料中添加填料，随着填料含量的增加，薄膜的拉伸强度先增大后减小；断裂伸长率不断降低，薄膜易撕裂程度上升；本发明的断裂伸长率均小于20％，表明其直线易撕效果好，不容易粘连。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种改性聚烯烃母料，其特征在于，包括以下重量份的原料：LLDPE树脂65～80份，塑料20～35份，填料10～40份；

所述LLDPE树脂的熔融流动指数为4.8～5.2g/10min；

所述塑料选自：PP、HDPE、LDPE中的至少一种；

所述填料选自：POE、增挺剂、碳酸钙中的至少一种；

所述碳酸钙的粒径为2～4μm；所述增挺剂为石油树脂。

2.根据权利要求1所述的改性聚烯烃母料，其特征在于，所述填料由增挺剂与POE和/或碳酸钙组成，其中增挺剂的重量份数为20～30份，POE的重量份数为0～10份，碳酸钙放入重量份数0～15份。

3.根据权利要求1所述的改性聚烯烃母料，其特征在于，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，碳酸钙10～15份。

4.根据权利要求1或2所述的改性聚烯烃母料，其特征在于，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，增挺剂25～30份。

5.根据权利要求1或2所述的改性聚烯烃母料，其特征在于，所述原料按重量份选取为：LLDPE树脂65～70份，PP 25～30份，POE 5～15份，碳酸钙5～10份，增挺剂10～20份。

6.根据权利要求1～3任一项所述的改性聚烯烃母料，其特征在于，所述改性聚烯烃母料，熔融指数为4～6g/10min，水分含量为1000～2800ppm，灰分含量为30000～50000ppm。

7.一种权利要求1～6任一项所述的改性聚烯烃母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将LLDPE树脂、塑料、填料混合均匀，得到混合物料；

步骤二：将上述混合物料进行混合熔融、挤出。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述步骤一中：将LLDPE树脂、塑料、填料投入到搅拌机中，搅拌混合均匀，搅拌速度为80～200r/min，搅拌时间为1～15min，得到混合物料；

所述步骤二中：将上述混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为40～70mm，长径比为30～40，设置双螺杆挤出机内温度为180～250℃、挤出机的模头温度为210～250℃；启动所述双螺杆挤出机，开始喂料，喂料速度为10～50r/min，螺杆转速50～150r/min，将融合物挤出成条，将成条产品过水冷却；

所述步骤二后还设有步骤三，所述步骤三为：将步骤二得到的产品引入切粒机中进行切粒，切粒机转速80～200r/min，切粒后的产品干燥、封装。

9.一种权利要求1～6任一项所述的改性聚烯烃母料在单向易撕薄膜制备中的应用。