CN112029196B - 一种bopp薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料薄膜领域，具体公开了一种BOPP薄膜及其制备方法，薄膜包括表层、芯层和底层，所述芯层由包含以下重量份的原料制成：聚丙烯50‑60份；纳米二氧化钛2‑3份；抗菌剂0.2‑0.4份；爽滑剂0.1‑0.2份；抗静电剂0.5‑1份；珠光剂5‑6份；所述抗菌剂采用聚六亚甲基胍盐酸盐。聚六亚甲基胍盐酸盐是具有一定聚合度的有机抗菌剂，不含杂环结构，安全性较高，并且其熔点远低于聚丙烯的加工温度，加工时可在聚丙烯中充分熔解，不易对抗菌BOPP薄膜的雾度和透光率造成影响，且为BOPP薄膜提供了良好的抗菌性能。

Description

一种BOPP薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料薄膜领域，更具体地说，它涉及一种BOPP薄膜及其制备方法。
背景技术
双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜具有高强度、高透明度、高光泽度、高挺括度、热稳定性好、无毒等优点，优质而价格适中，广泛用于食品、饮料、香烟、服装等行业的包装，迅速占领塑料包装市场。
但是，由于BOPP膜本身存在这有微量透气性和透水性，对保质期较长的产品进行包装时，容易使之受到霉菌和微生物的侵蚀，从而影响产品的实际保质期，给消费者带来了隐患，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的抗菌、抑菌性能不足的问题，本发明的第一个目的在于提供一种BOPP薄膜，所述薄膜具有抗菌性能优良的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种BOPP薄膜的制备方法，所述制备方法具有制得的产品拥有良好抗菌性能和韧性的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，所述芯层由包含以下重量份的原料制成：
Figure BDA0002678976150000011
所述抗菌剂采用聚六亚甲基胍盐酸盐。
通过采用上述技术方案，聚六亚甲基胍盐酸盐是一种阳离子杀菌聚合物，具有光谱、高效、无毒、无刺激、稳定性好、热分解温度较高等优点，在280℃的温度条件下，对多种细菌和真菌仍具有很好的杀菌效果。
BOPP薄膜中添加一般的无机抗菌剂容易形成晶点，影响雾度和透光率，甚至使薄膜不透明；另外，在BOPP薄膜中添加一般的小分子有机抗菌剂，虽然对雾度和透光率影响较小，但是容易从薄膜中析出，并且很多小分子有机抗菌剂是杂环化合物，安全性不高。
聚六亚甲基胍盐酸盐是具有一定聚合度的有机抗菌剂，不含杂环结构，安全性较高，并且其熔点远低于聚丙烯的加工温度，加工时可在聚丙烯中充分熔解，不易对抗菌BOPP薄膜的雾度和透光率造成影响，且为BOPP薄膜提供了良好的抗菌性能。
进一步地，所述爽滑剂采用硅酮。
通过采用上述技术方案，添加硅酮能够显著降低BOPP薄膜的摩擦系数，改变BOPP薄膜滑动性和抗粘性之间的平衡，使得BOPP薄膜具有良好的爽滑效果，确保其在使用设备上的滑动性能。
进一步地，所述抗静电剂采用月桂酰肌氨酸钠。
通过采用上述技术方案，通过添加月桂酰基氨酸钠，能够在薄膜表面形成具有取向特征的抗静电分子层，其中亲油基植于薄膜内部，亲水基向外一侧，吸附空气中的水分，形成一层非常薄的泄电通道。此外，月桂酰基氨酸钠在原料混合阶段，能够提供良好的分散作用，保证了BOPP薄膜体系的均匀性。
进一步地，所述珠光剂采用纳米碳酸钙。
通过采用上述技术方案，纳米碳酸钙在PP中经拉伸使薄膜中产生微孔，在光的干涉下形成亮丽的珠光色，提高了薄膜的包装档次。其次，纳米碳酸钙还能够提高薄膜的弹性模量，改善薄膜的热收缩性、透明性和光泽度等。
进一步地，所述纳米二氧化钛采用纳米二氧化钛纤维。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛纤维能够进一步改善BOPP薄膜的弹性模量和热收缩性，提高了BOPP薄膜的机械性能。
进一步地，按重量份计，所述芯层还包含硫酸锌8-12份，所述硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维。
通过采用上述技术方案，硫酸锌具有一定的抗菌性能，能够进一步改善BOPP薄膜的抗菌性能。此外，硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维后，能够改善BOPP薄膜的拉伸强度，提高包装袋的质量。
进一步地，按重量份计，所述硫酸锌和纳米二氧化钛的用量比为4：1。
通过采用上述技术方案，上述用量能够在改善BOPP拉伸强度时提供最佳性能。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种BOPP薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料，将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、爽滑剂、抗静电剂以及珠光剂，于200-220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于220-240℃通过流涎机、于15-25℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于100-120℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为4-6倍，于160-180℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为9-11倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
进一步地，在步骤S1中，抗菌聚丙烯粒料的制备方法包括以下步骤：
S1，将聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐放入高速混合机充分搅拌均匀；
S2，将混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，造粒温度为200-240℃，转速为300-350rpm；
S3，将挤出的料粒于80-100℃恒温烘箱中烘干3-4h。
进一步地，在步骤S1中，负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维的制备方法包括以下步骤：
S1，将硫酸锌溶液、纳米二氧化钛纤维放入反应釜中，于280-300℃条件下加热10-12h；
S2，冷却至室温，用蒸馏水洗涤；
S3，放入烘箱内，于70-90℃条件下干燥8-9h。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、聚六亚甲基胍盐酸盐是具有一定聚合度的有机抗菌剂，不含杂环结构，安全性较高，并且其熔点远低于聚丙烯的加工温度，加工时可在聚丙烯中充分熔解，不易对抗菌BOPP薄膜的雾度和透光率造成影响，且为BOPP薄膜提供了良好的抗菌性能。
2、添加硅酮能够显著降低BOPP薄膜的摩擦系数，改变BOPP薄膜滑动性和抗粘性之间的平衡，使得BOPP薄膜具有良好的爽滑效果，确保其在使用设备上的滑动性能。
3、通过添加月桂酰基氨酸钠，能够在薄膜表面形成具有取向特征的抗静电分子层，其中亲油基植于薄膜内部，亲水基向外一侧，吸附空气中的水分，形成一层非常薄的泄电通道。此外，月桂酰基氨酸钠在原料混合阶段，能够提供良好的分散作用，保证了BOPP薄膜体系的均匀性。
4、纳米碳酸钙在PP中经拉伸使薄膜中产生微孔，在光的干涉下形成亮丽的珠光色，提高了薄膜的包装档次。其次，纳米碳酸钙还能够提高薄膜的弹性模量，改善薄膜的热收缩性、透明性和光泽度等。
5、纳米二氧化钛纤维能够进一步改善BOPP薄膜的弹性模量和热收缩性，提高了BOPP薄膜的机械性能。
6、硫酸锌具有一定的抗菌性能，能够进一步改善BOPP薄膜的抗菌性能。此外，硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维后，能够改善BOPP薄膜的拉伸强度，提高包装袋的质量。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
原料制备例
制备例1
制备抗菌聚丙烯粒料，其包括以下步骤：
S1，将聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐放入高速混合机充分搅拌均匀；
S2，将混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，造粒温度为220℃，转速为350rpm；
S3，将挤出的料粒于90℃恒温烘箱中烘干3h，获得抗菌聚丙烯粒料。
制备例2
制备负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维，其包括以下步骤：
S1，将硫酸锌饱和溶液、纳米二氧化钛纤维放入反应釜中，于300℃条件下加热10h；
S2，冷却至室温，用蒸馏水洗涤3次；
S3，放入烘箱内，于80℃条件下干燥8h。
实施例
实施例1
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
实施例2
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、硫酸锌、纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
实施例3
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
如图1所示，BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料，将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
实施例4
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料，将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
实施例5
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料，将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
对比例
对比例1
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
对比例2
一种BOPP薄膜，包括表层、芯层和底层，按重量份计，芯层的原料组分如表1所示。
BOPP薄膜的制备方法包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、硅酮、月桂酰基氨酸钠以及纳米碳酸钙，于220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于230℃通过流涎机、于20℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于110℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为6.5倍，于170℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为10.5倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
其中，表层和底层的原料为聚丙烯和纳米碳酸钙，按重量份数计，其用量比为9：1。
性能检测试验抗菌测试：参照抗菌测试标准QB/T 2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能测试方法和抗菌效果》，选用大肠杆菌和金黄葡萄球菌对各实施例的芯层样品进行抗菌测试，测试结果如表2所示。
拉伸性能测试：参照GB/T 10003-2008《普通用途双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜》对各实施例的芯层样品进行拉伸性能测试，测试结果如表2所示。
表1、配方表
Figure BDA0002678976150000081
表2、性能测试表
Figure BDA0002678976150000082
结合实施例1-3并结合表1、表2可以看出，硫酸锌在一定程度上能够提升体系的抗菌效果，而硫酸锌在不进行负载单独添加时对体系的拉伸强度并没有带来改善，而硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维上则能够显著改善体系的拉伸强度。
结合实施例3、实施例4、5并结合表1、表2可以看出，硫酸锌和纳米二氧化钛纤维的添加量为4：1时对体系的拉伸强度改善最佳。
结合实施例3、对比例1并结合表1、表2可以看出，添加聚六亚甲基胍盐酸盐能够显著提高体系的抗菌性能。
本具体实施方式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方式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 (7)

1.一种BOPP薄膜，其特征在于，包括表层、芯层和底层，所述芯层由包含以下重量份的原料制成：
聚丙烯 50-60份；
纳米二氧化钛 2-3份；
抗菌剂 0.2-0.4份；
爽滑剂 0.1-0.2份；
抗静电剂 0.5-1份；
珠光剂 5-6份；
硫酸锌 8-12份；
所述抗菌剂采用聚六亚甲基胍盐酸盐；
所述纳米二氧化钛采用纳米二氧化钛纤维，所述硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维，所述硫酸锌和纳米二氧化钛的用量比为4：1。
2.根据权利要求1所述的BOPP薄膜，其特征在于，所述爽滑剂采用硅酮。
3.根据权利要求1所述的BOPP薄膜，其特征在于，所述抗静电剂采用月桂酰肌氨酸钠。
4.根据权利要求1所述的BOPP薄膜，其特征在于，所述珠光剂采用纳米碳酸钙。
5.权利要求1-4任一所述的BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，原料准备：将聚丙烯和聚六亚甲基胍盐酸盐混合制备获得抗菌聚丙烯粒料，将硫酸锌负载于纳米二氧化钛纤维获得负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维；
S2，挤出：取抗菌聚丙烯料粒、负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维、爽滑剂、抗静电剂以及珠光剂，于200-220℃在挤出机上挤出制得芯层，同时制备表层和底层；
S3，成型：将表层、芯层和底层通过三层共挤膜头，于220-240℃通过流涎机、于15-25℃通过冷却系统冷却成型；
S4，拉伸：于100-120℃条件下对膜进行纵向拉伸，拉伸比例为4-6倍，于160-180℃条件下对膜进行横向拉伸，拉伸比例为9-11倍；
S5，后处理：进行切边、测厚以及电晕处理；
S6，收卷：将薄膜收卷为筒状膜卷，包装。
6.根据权利要求5所述的BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，抗菌聚丙烯粒料的制备方法包括以下步骤：
S1，将聚丙烯、聚六亚甲基胍盐酸盐放入高速混合机充分搅拌均匀；
S2，将混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，造粒温度为200-240℃，转速为300-350rpm；
S3，将挤出的料粒于80-100℃恒温烘箱中烘干3-4h 。
7.根据权利要求6所述的BOPP薄膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，负载硫酸锌纳米二氧化钛纤维的制备方法包括以下步骤：
S1，将硫酸锌溶液、纳米二氧化钛纤维放入反应釜中，于280-300℃条件下加热10-12h；
S2，冷却至室温，用蒸馏水洗涤；
S3，放入烘箱内，于70-90℃条件下干燥8-9h。
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