CN112724507B - 一种流延聚丙烯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流延聚丙烯组合物及其制备方法和应用。所述流延聚丙烯组合物包括如下按重量份计算的组分：聚丙烯树脂70～90份，氢化石油树脂10～30份，爽滑剂0.1～0.4份，其他加工助剂0.1～0.3份。本发明所述流延聚丙烯组合物通过在CPP配方中加入石油树脂，使得得到的流延聚丙烯组合物制成的膜兼具透明和易撕的特点，并且能满足高耐热的需求，其在各方向上具有不错的易撕性能，可以应用于食品包装材料领域。

Description

一种流延聚丙烯组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地涉及一种流延聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
上世纪90年代初，随着快餐和方便食品的发展，以塑料容器为托底上封软包装盖材的包装形式在欧美等发达国家得到了广泛的应用。但是普通塑料包装在使用过程中，消费者剥离和撕开密封口的过程中需要大量力气，容易使包装当中的物体或液体溢出和抛洒造成不必要的浪费。因此推出了易撕包装，这种包装方便开启、易于携带、安全卫生，推出后便受到了人们的广泛欢迎，并慢慢应用于医药和食品等领域。发展至今，这类的易撕膜不仅用于医药机食品领域，还延伸至其他的例如宠物包装、化妆品包装等。其中聚烯烃的易撕膜是其中的一大类，特别是PE类的，对于一些特殊的食品包装，包括可加热等的包装，须满足121℃、30分钟的蒸煮要求。而传统的食品包装，一般采用PE作为热封材料与PP杯材封合，但是这类材料在121℃的蒸煮条件下，将会产生变形、破裂以及分层等现象。因此，对聚丙烯的蒸煮性能有一定的要求。常用的聚丙烯薄膜有流延聚丙烯薄膜(CPP薄膜)和双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP薄膜)两类。CPP膜的生产设备体积更小，更适合用于食品包装领域。但是一般的CPP薄膜，其撕裂强度很大，也难以撕裂，因此需要开发更容易撕开的流延聚丙烯薄膜材料。另外，因为当薄膜材料具有足够的透明度时，可以更方便地看到包装内物品的情况，因此更希望CPP膜兼具透明和易撕的性能。
CN101175796A揭示了一种有聚丙烯基质为主，添加乙丙橡胶及成核剂的一种组合材料，得到了撕裂性良好的透明流延聚丙烯薄膜，其易撕的原理主要通过聚丙烯的高结晶结构来达到，CN103154100A揭示了以高结晶聚丙烯与高熔体强度的聚丙烯为基体，添加成核剂得到了撕裂性良好的透明流延聚丙烯薄膜，但是纯粹的高结晶聚丙烯和高熔体强度的为基体的材料，其撕裂力相对较大，无法适用于一些食品包装的应用场景。在实际的应用场景中，纯粹利用聚丙烯的高结晶结构性能来达到易撕的效果，效果并不太理想。因此许多人也利用的聚丙烯的不相容的原理，设计多层共挤的薄膜，来达到易撕的效果，类似的专利有不少，但是一般这些不相容体系的透明性并不佳。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种流延聚丙烯材料，所述流延聚丙烯材料兼具良好透明性和易撕的效果。
本发明的另一个目的在于提供所述流延聚丙烯材料的制备方法。
本发明上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种流延聚丙烯组合物，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002828687240000021
在BOPP的产品中，有采用加入石油树脂配合双向拉伸来提高挺度，但CPP产品一般不存在拉伸，另外相较而言，其相较BOPP来说，CPP流延膜具有韧性较好的优点，而对挺度没有高的需求，因此未有在CPP中加入石油树脂的报道。而发明人意外发现，在聚丙烯树脂中，加入氢化石油树脂，可以起到易撕的效果，并且使制成的薄膜在不同方向均具有易撕的性能。
石油树脂是石油裂解所副产的C5、C9馏份，经前处理、聚合、蒸馏等工艺生产的一种热塑性树脂，它不是高聚物，而是分子量介于300～3000的低聚物。而氢化石油树脂是石油树脂经氢化反应后，把石油树脂中的不饱和烃基转变为饱和烃，改善了石油树脂的色相、气味和耐候性的产品。
优选地，所述氢化石油树脂的软化点为125℃～145℃。选择软化点在125℃以上的树脂，还可以使材料具有好的耐温性能。
优选地，所述氢化石油树脂为C5加氢树脂和/或C9加氢树脂。
优选地，所述聚丙烯树脂的熔融指数在230℃/2.16kg下，为3～50g/10min。优选地，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂。
优选地，所述爽滑剂为脂肪酰胺。
优选地，所述脂肪酰胺为油酸酰胺和/或芥酸酰胺，最优选为芥酸酰胺。
优选地，所述其他加工助剂为抗氧剂或抗老化剂。
所述流延聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：将所述组分用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出并造粒得到。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比在40：1～52：1。在此螺杆长径比下，能更有利于组分均匀分布。
优选地，熔融挤出的温度在180～220℃。
所述流延聚丙烯组合物在制备食品包装材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
本发明所述流延聚丙烯组合物通过在CPP配方中加入石油树脂，使得得到的流延聚丙烯组合物制成的膜兼具透明和易撕的特点，并且能满足高耐热的需求，其在各方向上具有不错的易撕性能，可以应用于食品包装材料领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细说明，但本发明并不限于下述实施例。如无特殊说明，本发明所用原料、试剂及溶剂，均为商业购买未经任何处理。下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“质量份”、“质量％”。
均聚聚丙烯树脂A，购自中海壳牌石油化工有限公司，熔融指数(230℃/2.16kg)为12g/10min；
均聚聚丙烯树脂B，购自中海壳牌石油化工有限公司，熔融指数(230℃/2.16kg)为45g/10min；
均聚聚丙烯树脂C，购自茂名石化，熔融指数(230℃/2.16kg)为3g/10min；
C5氢化石油树脂A，购自濮阳市中科信源石化有限公司，软化点125℃；
C5氢化石油树脂B，购自濮阳市中科信源石化有限公司，软化点115℃；
C9氢化石油树脂，购自濮阳市恒泰石油化工有限公司，软化点125℃；
芥酸酰胺，购自禾大油脂化学品公司；
油酸酰胺，购自禾大油脂化学品公司；
抗氧剂及抗老化剂等均为市售。
实施例及对比例
按照表1配方将各组分投到高速混合机混合，并通过长径比为40:1的双螺杆挤出机熔融共混挤出，熔融段温度180～220℃，得到流延聚丙烯组合物。
表1
Figure BDA0002828687240000041
Figure BDA0002828687240000051
测试例：力学性能与光学性能及耐温性能测试
流延聚丙烯组合物根据需求注塑成相关的样条，拉伸性能按照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测试》中规定的方法进行测定，弯曲性能根据GB/T 9341-2008《塑料弯曲性能的测定》中规定的方法进行测试。
使用流延聚丙烯组合物在流延机中进行流延，流延温度在200～220℃，调节相关的转速(20～120rpm)和流延线速度(2m/min～50m/min)，控制薄膜厚度在50um左右。耐撕裂性能根据GB/T 16578.1-2008/ISO 6383-1:1983《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定第1部分：裤形撕裂法》中规定的方法进行测定，透光率根据GB/T 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》中规定的方法进行测试。另外，因为本发明制备的是CPP膜，工艺为流延且无拉伸，根据耐撕裂性能测定即可推断各向的撕裂力差异不会太大。
耐温性能主要根据材料维卡软化点进行评估，维卡软化点温度测试根据GB/T1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》中规定的方法进行测试。
相关结果见表2
表2
Figure BDA0002828687240000052
Figure BDA0002828687240000061
从实施例1～7可以看出，本发明得到的流延聚丙烯组合物流延制成的薄膜兼具透明和易撕的效果。使用C5的石油树脂添加到材料中可以看到，随着添加量的增高，一方面材料的透明性轻微降低，影响较小，另外一方面撕裂力可以显著下降，说明添加这个材料有利于得到透明易撕的材料，实际使用中可根据对撕裂力的需求添加不同含量的C5树脂。相较而言，C9树脂对透明性影响会大一些，但是同时其对易撕效果提升也会更大。另外可以看到，加入石油树脂会对材料的维卡软化点会有一点影响，随着添加比例增加，维卡软化点会一定程度的降低。爽滑剂使用芥酸酰胺或油酸酰胺对材料性能影响不太大。
从对比例1可以看出，当氢化石油树脂的软化点较低，会大大影响复合材料的维卡软化点，这对复合材料的耐温性能有较大影响，导致材料的维卡软化点在135℃以下，一般认为维卡软化点作为高温蒸煮的参考值，但要求软化点要高于135℃以上才能保证满足高温蒸煮的要求。因此，当氢化石油树脂的软化点较低时，复合材料无法在高温蒸煮的食物包装中无法使用。
从对比例2可以看出，当氢化石油树脂比例过高，产品的拉伸性能明显下降，下降太高会导致食品包装过程中包装太过容易破坏。
从对比例3可以看出，如果氢化石油树脂的含量不足，尽管较未添加氢化树脂的撕裂性能有一定的提升，但仍然在8N左右的较高水平，不能满足实际使用撕裂性能小于6.5N更优小于6N的需求。

Claims (7)

1.一种食品包装膜，其特征在于，采用流延工艺制备，构成所述食品包装膜的流延聚丙烯组合物，包括如下按重量份计算的组分：
聚丙烯树脂 70~90份
氢化石油树脂 10~30份
爽滑剂 0.1~0.4份
其他加工助剂 0.1~0.3份；
所述氢化石油树脂的软化点为125℃~145℃。
2.根据权利要求1所述食品包装膜，其特征在于，所述氢化石油树脂为C5加氢树脂和/或C9加氢树脂。
3.根据权利要求1所述食品包装膜，其特征在于，所述聚丙烯树脂的熔融指数在230℃/2.16kg下，为3~50g/10min。
4.根据权利要求1所述食品包装膜，其特征在于，所述爽滑剂为脂肪酰胺。
5.根据权利要求4所述食品包装膜，其特征在于，所述脂肪酰胺为油酸酰胺和/或芥酸酰胺。
6.根据权利要求1所述食品包装膜，其特征在于，所述其他加工助剂为 抗老化剂。
7.根据权利要求6所述食品包装膜，其特征在于，所述其他加工助剂为抗氧剂。
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