CN110982178A - 一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用，所述功能母粒按照重量份包括如下组分：聚丙烯20～60重量份、改性聚醚胺10～50重量份以及极性增效剂10～40重量份。其中，改性聚醚胺和极性增效剂协同复配，使所述功能母粒与聚丙烯共混、形成均一稳定的分散体，并将极性增效剂中的极性官能团锚定于聚丙烯膜材料的表面，改善其表面极性。本发明所述功能母粒能够替代现有技术中的电晕处理步骤，持久、稳定地提高聚丙烯膜材料的表面极性，使其达因值达到38以上，且极性不会随着储存时间的延长而发生衰减，可以充分满足聚丙烯膜后期的储存、粘接、涂覆以及印刷需求。

Description

一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚合物材料技术领域，具体涉及一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种热塑性材料，其相对密度较小，具有良好的耐化学性、耐热性、电绝缘性、机械强度以及耐磨加工性能等，在包装、机械、汽车、电子电器和纺织等众多行业得到了广泛的开发应用，是世界五大通用塑料之一。目前聚丙烯的重要消费领域是包装袋和包装膜领域，聚丙烯薄膜因其力学性能优异、易于成型且来源广泛，在服装、化妆品、食品、书籍、纸巾等领域的包装中应用十分普遍。
聚丙烯作为一种半结晶非极性聚合物，其表面极性低，导致胶粘剂、涂料或油墨不容易粘结，剥离强度低，附着力不强，而且与极性聚合物的相容性差，在不进行表面处理的前提下无法印刷上色，也无法进行进一步的深加工。
为了解决聚丙烯膜的表面极性问题，聚丙烯包装薄膜生产过程通常需要增加电晕处理步骤。电晕处理的原理是利用高频率高电压在被处理的材料表面放电，产生低温等离子体，使聚丙烯表面的化学键断裂而产生游离基反应，使聚合物发生交联，表面变粗糙，从而增加其对极性溶剂的润湿性。在电晕处理过程中，这些离子体由电击和渗透进入材料的表面破坏其分子结构，进而将被处理的材料表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加聚丙烯表面的附着性。在电晕放电时，还会产生大量的臭氧，臭氧是一种强氧化剂，能够使聚丙烯分子氧化，产生羰基化合物、过氧化物等。经过上述电晕处理改性后，聚丙烯膜的表面极性增大，表面润湿性和附着性显著提升。
然而，电晕处理对聚丙烯薄膜的生产和应用会带来一定的负面影响，例如能耗增加、产生的臭氧引起空气污染以及造成操作人员身体不适等；此外，电晕产生的臭氧会造成聚丙烯的氧化，使聚丙烯薄膜的颜色变深、透明度下降，影响其在包装领域的应用。更为重要的是，电晕处理聚丙烯表面的分子链有较高的活动性，在储存过程中，分子链的活动性使其逐渐移入薄膜内部，使表面张力下降，具体表现为电晕处理效果衰退，电晕处理的时效性短，聚丙烯薄膜的附着力和可涂覆性下降，影响后续的印刷和加工。
因此，开发一种可以替代电晕处理步骤、并且能够长效提高聚丙烯薄膜的表面极性和表面附着力的材料，是本领域的研究重点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用，所述功能母粒通过聚合物组分的筛选和复配，能够显著提升聚丙烯膜的表面极性、附着力和可涂覆性，而且使聚丙烯膜的高表面极性具有更好的稳定性和更长的时效性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，所述功能母粒按照重量份包括如下组分：
聚丙烯 20～60重量份
改性聚醚胺 10～50重量份
极性增效剂 10～40重量份。
本发明提供的功能母粒中，聚丙烯为载体树脂，改性聚醚胺和极性增效剂协同复配，共同赋予了所述功能母粒提高聚丙烯表面极性的效果。其中，改性聚醚胺的溶解度参数与聚丙烯相近，能够与聚丙烯共混、形成均一稳定的分散体；同时，所述改性聚醚胺中的极性基团与极性增效剂中的极性官能团相互作用，增加了极性增效剂与非极性聚丙烯之间的相容性，使极性增效剂能够均匀分散于聚丙烯体系中，将极性增效剂的极性官能团锚定于聚丙烯材料的表面，避免了极性增效剂在聚丙烯体系中的迁移析出。本发明所述功能母粒能够替代现有技术中的电晕处理步骤，有效提高聚丙烯膜材料的表面极性，且使聚丙烯膜材料的表面极性具有稳定性和持久性。
本发明中，所述聚丙烯的含量可以为22重量份、25重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、5重量份、55重量份、57重量份或59重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述改性聚醚胺的含量可以为12重量份、15重量份、18重量份、20重量份、22重量份、25重量份、28重量份、30重量份、32重量份、35重量份、37重量份、40重量份、42重量份、45重量份、47重量份或49重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述极性增效剂的含量可以为12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、35重量份、37重量份或39重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚丙烯的熔融指数为2～30g/10min，例如3g/10min、5g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、13g/10min、15g/10min、18g/10min、20g/10min、22g/10min、25g/10min、27g/10min或29g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述改性聚醚胺为酸酐类化合物改性的聚醚胺。
优选地，所述改性聚醚胺中酸酐类化合物的酸酐基与聚醚胺的氨基的摩尔比为1:(1～1.2)，例如1:1.02、1:1.04、1:1.06、1:1.08、1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8或1:1.9等。
优选地，所述聚醚胺的摩尔质量为200～20000g/mol，例如400g/mol、600g/mol、800g/mol、1000g/mol、1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol、4000g/mol、5000g/mol、6000g/mol、7000g/mol、8000g/mol、9000g/mol、10000g/mol、12000g/mol、14000g/mol、16000g/mol、18000g/mol或19000g/mol，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述酸酐类化合物为马来酸酐接枝非极性聚合物。
优选地，所述马来酸酐接枝非极性聚合物中马来酸酐的接枝率为1～8％，例如1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.3％、6.5％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.7％或7.9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述马来酸酐接枝非极性聚合物选自马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚乙烯蜡中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为马来酸酐接枝聚丙烯和/或马来酸酐接枝聚丙烯蜡。
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯在230℃、2.16kg载荷条件下的熔融指数10～200g/10min，例如12g/10min、15g/10min、18g/10min、20g/10min、22g/10min、25g/10min、28g/10min、30g/10min、33g/10min、35g/10min、38g/10min、40g/10min、42g/10min、45g/10min、50g/10min、60g/10min、70g/10min、80g/10min、90g/10min、100g/10min、120g/10min、140g/10min、160g/10min、180g/10min或190g/10min等。
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯蜡在230℃、2.16kg载荷条件下的的熔融指数50～200g/10min，例如55g/10min、60g/10min、70g/10min、80g/10min、90g/10min、100g/10min、105g/10min、110g/10min、120g/10min、130g/10min、140g/10min、150g/10min、160g/10min、170g/10min、180g/10min、190g/10min或195g/10min等。
优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯在190℃、2.16kg载荷条件下的的熔融指数1～20g/10min，例如1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min、12g/10min、13g/10min、15g/10min、17g/10min或19g/10min等。
作为本发明的优选技术方案，所述改性聚醚胺为马来酸酐接枝非极性聚合物改性的聚醚胺，其中聚醚胺的摩尔质量为200～20000g/mol，马来酸酐接枝非极性聚合物中马来酸酐的接枝率为1～8％。满足上述范围的改性聚醚胺具有与聚丙烯相近的溶解度参数，能够与聚丙烯良好互溶、形成均一稳定的共混分散体，避免出现迁移或析出的情况。所述马来酸酐接枝非极性聚合物改性的聚醚胺在功能母粒中具有增容剂的作用，其非极性聚合物片段与聚丙烯体系的相容性良好，而酸酐基团和聚醚胺中的极性基团与功能母粒中极性增效剂的官能团通过极性作用进行连接，实现了极性增效剂在聚丙烯中的增容和分散，并且将极性增效剂锚定于聚丙烯膜材料的表面，从而有效提高了聚丙烯膜的表面极性。
本发明中，所述马来酸酐接枝非极性聚合物改性的聚醚胺中，聚醚胺的摩尔质量过低或马来酸酐的接枝率过低，都会导致改性聚醚胺本身极性太弱，无法有效实现极性增效剂在聚丙烯体系中的增容，也无法使极性增效剂在聚丙烯膜材料的表面锚定；聚醚胺的摩尔质量大于20000g/mol会使改性聚醚胺的极性链段比例增大，影响改性聚醚胺与聚丙烯的相容性。
优选地，所述极性增效剂包括聚乙二醇和/或醛酮树脂。
优选地，所述极性增效剂的数均分子量为1000～10000g/mol，例如1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol、3500g/mol、4000g/mol、4500g/mol、5000g/mol、5500g/mol、6000g/mol、6500g/mol、7000g/mol、7500g/mol、8000g/mol、8500g/mol、9000g/mol、9500g/mol或9800g/mol，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述极性增效剂为带有极性官能团(例如羟基、醛基、酮基、酯基或卤素等)的聚合物，其数均分子量为1000～10000g/mol时，能够和改性聚醚胺协同复配，与聚丙烯良好互溶并有效降低聚丙烯膜材料的表面极性。如果极性增效剂的数均分子量过小，则其在材料中的迁移性较强，无法长时间在聚丙烯膜材料的表面富集和锚定，导致聚丙烯膜的表面极性时效性差；如果极性增效剂的数均分子量过大，则其与聚丙烯的相容性欠佳，无法在聚丙烯体系中均匀分散，进而影响聚丙烯膜的机械性能和透明度。
优选地，所述改性聚醚胺与极性增效剂的质量比为1:(0.5～1.5)，例如1:0.55、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.45等，进一步优选为1:(0.8～1.2)。
作为本发明的优选技术方案，所述改性聚醚胺与极性增效剂的质量比为1:(0.5～1.5)，二者相互协同，可以与聚丙烯材料形成均匀稳定的分散体，显著提高材料的表面极性，增强其粘结性和可涂覆性。如果二者的配比超出上述范围，改性聚醚胺的含量过高则无法有效提高聚丙烯膜材料的表面极性，极性增效剂的含量过高则难以与聚丙烯体系良好互溶，导致聚丙烯膜的力学性能和透明度降低，影响其使用性和外观。
优选地，所述功能母粒中聚丙烯的质量百分含量为20～60％，例如22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％或59％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
另一方面，本发明提供一种如上所述的功能母粒的制备方法，所述制备方法为：将聚丙烯、改性聚醚胺和极性增效剂混合、挤出造粒，得到所述功能母粒。
优选地，所述改性聚醚胺为酸酐类化合物改性的聚醚胺。
优选地，所述改性聚醚胺的制备方法为：将酸酐类化合物与聚醚胺混合、反应，得到所述改性聚醚胺。
优选地，所述酸酐类化合物的酸酐基与聚醚胺的氨基的摩尔比为1:(1～1.2)，例如1:1.02、1:1.04、1:1.06、1:1.08、1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8或1:1.9等。
优选地，所述反应的温度为60～120℃，例如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃、100℃、103℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、117℃或119℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述反应的时间为30～150min，例如35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min、85min、90min、95min、100min、105min、110min、115min、120min、125min、130min、135min、140min或145min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述改进聚醚胺为酸酐类化合物改性的聚醚胺，可通过酸酐类化合物与聚醚胺之间的酰胺反应制备得到。
优选地，所述混合的温度为常温。
优选地，所述混合在混料机中进行。
优选地，所述混合的时间为1～5min，例如1.2min、1.5min、1.8min、2min、2.3min、2.5min、2.8min、3min、3.2min、3.5min、3.8min、4min、4.2min、4.5min、4.7min或4.9min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述挤出造粒在螺杆挤出机中进行。
优选地，所述挤出造粒的温度为160～230℃，例如165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃或229℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
另一方面，本发明提供一种聚丙烯膜，所述聚丙烯膜的制备原料包括如上所述的功能母粒。
优选地，所述聚丙烯膜中所述功能母粒的质量百分含量为3.0～8.0％，例如3.3％、3.5％、3.8％、4.0％、4.2％、4.5％、4.8％、5.0％、5.3％、5.5％、5.8％、6.0％、6.2％、6.5％、6.8％、7.0％、7.2％、7.5％、7.7％或7.9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚丙烯膜包括双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、单向拉伸聚丙烯薄膜(MOPP)、聚丙烯吹塑薄膜或聚丙烯流延膜。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒以聚丙烯为载体树脂，通过改性聚醚胺和极性增效剂协同复配，共同赋予了所述功能母粒提高聚丙烯表面极性的效果。其中，改性聚醚胺与聚丙烯共混、形成均一稳定的分散体，并通过其中的极性基团与极性增效剂中的官能团相互作用，增加了极性增效剂与非极性聚丙烯之间的相容性，使极性增效剂能够均匀分散于聚丙烯体系中，并将极性官能团锚定于聚丙烯材料的表面。本发明所述功能母粒能够替代现有技术中的电晕处理步骤，有效提高聚丙烯膜材料的表面极性，且使聚丙烯膜材料的表面极性具有稳定性和持久性。所述功能母粒用于制备聚丙烯膜时，其掺入比例为3.0～8.0％，能够显著提升聚丙烯膜的表面极性，使其达因值达到38以上，而且所述聚丙烯膜的表面极性具有较高的稳定性和持久性，可以稳定存储3个月以上而不发生极性衰减，可以充分满足聚丙烯膜后期的储存、粘接、涂覆以及印刷需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明以下实施例及对比例中用到的实验材料包括：
(1)聚丙烯：均聚聚丙烯，牌号为PPH T03，熔融指数为3.0g/10min。
(2)极性增效剂：聚乙二醇(PEG)，韩国乐天公司的PEG 2000，数均分子量为2000g/mol；醛酮树脂，数均分子量为8000g/mol。
合成例1
一种改性聚醚胺I，为马来酸酐接枝聚丙烯改性聚醚胺，制备方法如下：
按照氨基与酸酐基摩尔比为1:1分别称取聚醚胺(亨斯曼公司的D2000，摩尔质量为2000g/mol)和马来酸酐接枝聚丙烯(韩国SK公司的JT-530，接枝率为1.0％，熔融指数为70g/10min)；先将聚醚胺置于反应釜中，设定温度为70℃，搅拌条件下将马来酸酐接枝聚丙烯逐步投入反应釜中，在100℃搅拌反应120min，得到所述改性聚醚胺I。
合成例2
一种改性聚醚胺II，为马来酸酐接枝聚丙烯蜡改性聚醚胺，制备方法如下：
按照氨基与酸酐基摩尔比为1:1分别称取聚醚胺(亨斯曼公司的D4000，摩尔质量为4000g/mol)和马来酸酐接枝聚丙烯蜡(牌号为BOUNI-PPMA，接枝率为3.2％，熔融指数为95g/10min)；先将聚醚胺置于反应釜中，设定温度为90℃，搅拌条件下将马来酸酐接枝聚丙烯蜡逐步投入反应釜中，在110℃搅拌反应90min，得到所述改性聚醚胺II。
实施例1
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 25重量份
PEG 25重量份。
制备方法如下：
将均聚聚丙烯、改性聚醚胺I和PEG加入混料机中，常温混合3min，然后将螺杆温度设定为200℃进行挤出造粒，烘干打包，得到所述功能母粒。
实施例2
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 60重量份
改性聚醚胺I 20重量份
PEG 20重量份。
制备方法如下：
将均聚聚丙烯、改性聚醚胺I和PEG加入混料机中，常温混合1min，然后将螺杆温度设定为160℃进行挤出造粒，烘干打包，得到所述功能母粒。
实施例3
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 30重量份
改性聚醚胺I 35重量份
PEG 35重量份。
制备方法如下：
将均聚聚丙烯、改性聚醚胺I和PEG加入混料机中，常温混合5min，然后将螺杆温度设定为230℃进行挤出造粒，烘干打包，得到所述功能母粒。
实施例4
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺II 25重量份
醛酮树脂 25重量份。
制备方法如下：
将均聚聚丙烯、改性聚醚胺II和醛酮树脂加入混料机中，常温混合4min，然后将螺杆温度设定为210℃进行挤出造粒，烘干打包，得到所述功能母粒。
实施例5
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 32重量份
PEG 18重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例6
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 27重量份
PEG 23重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例7
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 20重量份
PEG 30重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例8
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 40重量份
PEG 10重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例9
本实施例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
改性聚醚胺I 10重量份
PEG 40重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，不含有极性增效剂PEG。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，不含有极性增效剂PEG，改性聚醚胺I的含量为50重量份。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，不含有改性聚醚胺I。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，将改性聚醚胺I用等质量的聚醚胺替代。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，将改性聚醚胺I用等质量的马来酸酐接枝聚醚胺替代；其中，马来酸酐接枝聚醚胺的制备方法为：按照氨基与酸酐基摩尔比为1:1分别称取聚醚胺(亨斯曼公司的D2000，摩尔质量为2000g/mol)和马来酸酐(青岛万青)；先将聚醚胺置于反应釜中，设定温度为70℃，搅拌条件下将马来酸酐逐步投入反应釜中，在100℃搅拌反应120min，冷却出料，得到所述马来酸酐接枝聚醚胺。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于，将改性聚醚胺I用等质量的马来酸酐接枝聚丙烯替代。
对比例7
本对比例与实施例1的区别在于，将改性聚醚胺I用等质量的马来酸酐替代。
对比例8
本对比例提供一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，具体组分如下：
均聚聚丙烯 50重量份
马来酸酐接枝聚丙烯 50重量份。
制备方法与实施例1中的制备方法相同。
应用例
一种免电晕双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)，组分如下：
芯层：90重量份聚丙烯PPH T03；
表层：9.5重量份聚丙烯PP 800E，0.5重量份功能母粒；使功能母粒在表层中的质量百分含量为5％。
具体制备方法如下：
(1)预混及投料：将主辅表层、芯层的各组分按上述要求所述的重量百分比分别投入到搅拌机，预混30分钟；将已预混好的主辅表层、芯层投料至挤出机料筒内；
(2)挤出塑化：将各组分在螺杆挤出机中，在235℃条件下熔融挤出；
(3)纵拉预热及纵向拉伸：预热温度控制在120℃，进行双级拉伸，总拉伸倍率为5.0；
(4)横拉预热及横向拉伸：预热温度控制在170℃，横向拉伸倍率为10.0；冷却定型；生产过程中控制生产线速度为500m/min。
其中功能母粒分别为实施例1～9、对比例1～8提供的用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，以不添加功能母粒的BOPP作为空白对照。
对比例9
一种双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)，将不添加功能母粒的空白对照BOPP进行电晕处理，使其初始达因值为38。
性能测试：
(1)达因值：使用达因笔测试BOPP的表面极性，达因值越高，代表材料表面的极性越高。
(2)极性稳定性：将BOPP在25℃、湿度60％条件下储存3个月后，用达因笔测试其表面的达因值。
按照上述方法测试应用例中得到的包含实施例1～9、对比例1～8提供的功能母粒的BOPP，以及不包含功能母粒、以传统电晕法处理的BOPP，测试数据如表1所示。
表1
Figure BDA0002337809530000151
Figure BDA0002337809530000161
根据表1的数据可知，与不添加任何功能母粒的空白对照组相比，添加本发明实施例1～7提供的功能母粒的BOPP具有更高的表面极性，其达因值可达到38～40，而且其表面极性的稳定性和持久性高，储存3个月后表面极性并未发生衰减；对比例9中采用现有技术中电晕处理的方法提高BOPP的表面极性，虽然其初始达因值可以达到38，但是储存3个月后极性衰减至未经处理的状态，时效性极差。证明本发明提供的功能母粒能够替代现有技术中的电晕处理步骤，有效提高聚丙烯膜材料的表面极性，且使聚丙烯膜材料的表面极性具有稳定性和持久性。
本发明提供的功能母粒中，改性聚醚胺(马来酸酐接枝非极性聚合物改性的聚醚胺)与极性增效剂的质量比为1:(0.5～1.5)，二者相互协同复配，能够与聚丙烯良好互溶，显著提高BOPP的表面极性；且二者的配比接近1:1时，其提高极性的效果最优。如果超出上述配比范围，改性聚醚胺过多(实施例8)会使功能母粒对聚丙烯的极性调节功能下降，极性增效剂过多(实施例9)时，极性增效剂具有迁移性，导致BOPP的表面极性会随时存储时间的延长而逐渐衰减，极性时效性短。
如果功能母粒中缺少极性增效剂和改性聚醚胺中的任意一种(对比例1～3)、都无法实现BOPP表面极性的改善。此外，所述改性聚醚胺的链段结构对功能母粒的极性调节性能具有明显影响，其分子中的聚醚胺链段、非极性聚合物链段和强极性基团(例如酸酐基团)三者具有不可替代性，用普通的聚醚胺、小分子马来酸酐、马来酸酐接枝聚醚胺或马来酸酐接枝聚丙烯替换本发明所述的改性聚醚胺(对比例4～8)，都会导致功能母粒的性能下降，无法达到达因值≥38的要求，也无法持久地改善聚丙烯膜的表面极性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于免电晕聚丙烯膜的功能母粒，其特征在于，所述功能母粒按照重量份包括如下组分：
聚丙烯 20～60重量份
改性聚醚胺 10～50重量份
极性增效剂 10～40重量份。
2.根据权利要求1所述的功能母粒，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为2～30g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的功能母粒，其特征在于，所述改性聚醚胺为酸酐类化合物改性的聚醚胺；
优选地，所述改性聚醚胺中酸酐类化合物的酸酐基与聚醚胺的氨基的摩尔比为1:(1～1.2)；
优选地，所述聚醚胺的摩尔质量为200～20000g/mol；
优选地，所述酸酐类化合物为马来酸酐接枝非极性聚合物；
优选地，所述马来酸酐接枝非极性聚合物中马来酸酐的接枝率为1～8％；
优选地，所述马来酸酐接枝非极性聚合物选自马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯蜡、马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚乙烯蜡中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为马来酸酐接枝聚丙烯和/或马来酸酐接枝聚丙烯蜡；
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯在230℃、2.16kg载荷条件下的熔融指数10～200g/10min；
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯蜡在230℃、2.16kg载荷条件下的的熔融指数50～200g/10min；
优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯在190℃、2.16kg载荷条件下的的熔融指数1～20g/10min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的功能母粒，其特征在于，所述极性增效剂包括聚乙二醇和/或醛酮树脂；
优选地，所述极性增效剂的数均分子量为1000～10000g/mol。
5.根据权利要求1～4任一项所述的功能母粒，其特征在于，所述改性聚醚胺与极性增效剂的质量比为1:(0.5～1.5)，优选为1:(0.8～1.2)；
优选地，所述功能母粒中聚丙烯的质量百分含量为20～60％。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的功能母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将聚丙烯、改性聚醚胺和极性增效剂混合、挤出造粒，得到所述功能母粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚醚胺为酸酐类化合物改性的聚醚胺；
优选地，所述改性聚醚胺的制备方法为：将酸酐类化合物与聚醚胺混合、反应，得到所述改性聚醚胺；
优选地，所述酸酐类化合物的酸酐基与聚醚胺的氨基的摩尔比为1:(1～1.2)；
优选地，所述反应的温度为60～120℃；
优选地，所述反应的时间为30～150min。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为常温；
优选地，所述混合在混料机中进行；
优选地，所述混合的时间为1～5min；
优选地，所述挤出造粒在螺杆挤出机中进行；
优选地，所述挤出造粒的温度为160～230℃。
9.一种聚丙烯膜，其特征在于，所述聚丙烯膜的制备原料包括如权利要求1～5任一项所述的功能母粒。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯膜，其特征在于，所述聚丙烯膜中所述功能母粒的质量百分含量为3.0～8.0％；
优选地，所述聚丙烯膜包括双向拉伸聚丙烯薄膜、单向拉伸聚丙烯薄膜、聚丙烯吹塑薄膜或聚丙烯流延膜。
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