CN112724665A - 一种用于制造bopa薄膜的开口剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造BOPA薄膜的开口剂、以及采用该开口剂的BOPA薄膜原料，和BOPA薄膜的制造方法；本发明的开口剂包含尼龙6、纳米级硅粉和尼龙66；所述纳米级硅粉的平均粒径为2～4nm；以所述尼龙6的重量100份计，所述纳米级硅粉的重量为3～10份，所述尼龙66的重量为0.5～4份；采用本发明的开口剂和方法制备获得的BOPA薄膜，雾度更低，下游薄膜产品的透明度更高，具有更大的商业应用价值。

Description

一种用于制造BOPA薄膜的开口剂
技术领域
本发明涉及一种用于制造BOPA薄膜的开口剂，以及采用该开口剂的BOPA薄膜原料，和BOPA薄膜的制造方法，属于薄膜材料技术领域。
背景技术
BOPA薄膜，又称双向拉伸尼龙薄膜(Biaxially oriented polyamide(nylon)film)是生产各种复合包装材料的重要材料。它除了具备一般薄膜的共同特征外，还具有如下的优势：1)具有较宽的使用温度；2)对各种诸如O2、N2、CO2的常见气体，以及气味和油脂均具有高阻隔性；3)极优异的抗穿刺强度，优良的耐磨性等机械性能；4)耐酸、碱以及各种常见的有机溶剂；5)高透明性和光泽性等。由于BOPA薄膜具有上述的优良特性，从而被广泛的应用于工业、农业、食品保鲜、药品包装等领域。
随着人们生活水平的提高，市场需求对于包装材料的透明性要求也越来越高。评价薄膜材料的光学性能的指标一般是雾度指标。
雾度是指透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或浑浊的外观，透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示。
现有技术的BOPA薄膜通常在3～5％，因此，本领域希望能够改善BOPA薄膜的原料，从而降低BOPA薄膜的雾度，增加下游薄膜产品的透明度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种用于制造BOPA薄膜的开口剂，其中，
所述开口剂包含尼龙6、纳米级硅粉和尼龙66；
所述纳米级硅粉的平均粒径为2～4nm；
以所述尼龙6的重量100份计，所述纳米级硅粉的重量为3～10份，所述尼龙66的重量为0.5～4份。
优选的，所述纳米级硅粉的平均粒径为3nm。
优选的，以所述尼龙6的重量100份计，所述纳米级硅粉的重量为5份，所述尼龙66的重量为1份。
本发明另一方面提供了一种用于制造BOPA薄膜的原料，其中，
所述原料包括基础组分和添加组分，
以所述基础组分的重量100份计，其包括以下组分：
尼龙6 75～85重量份
特种尼龙PA-MXD6 15～25重量份；
所述添加组分采用如权利要求1至3中任意一项所述的应用于BOPA薄膜生产的开口剂；
以所述基础组分的重量100份计，所述开口剂的添加量为0.8～1.2重量份。
本发明再一方面提供了一种BOPA薄膜的制造方法，其中，
所述制造方法包括原料干燥、熔融挤出、纵向拉伸和横向拉伸四个步骤；其中，
原料干燥：采取蒸汽加热使得温度达到90℃，之后开启真空泵对原料进行干燥，30min后停止真空泵并充入氮气，直至干燥程度达到1000-1100ppm，干燥结束；否则重复原料干燥步骤；所述原料为权利要求4所述的BOPA薄膜的原料；
熔融挤出：将经过干燥后的原料送入挤出机，所述挤出机从加料口到挤出口的各段的温度依次为：第一进料段259-261℃，第二进料段269-271℃，第一熔融段274-276℃，第二熔融段279-281℃，第三熔融段279-281℃，第一挤出段274-276℃，第二挤出段269-271℃，第三挤出段269-271℃；所述原料通过挤出机熔化后，经管道输送至T型模头流出到冷却辊，形成厚片；所述冷却辊的温度为21-23℃，速度为60-61rpm/min；
纵向拉伸：将所述厚片经辊筒输送至纵向拉伸区域后依次进行预热、拉伸和定型，纵向拉伸比为3.1-3.4；所述纵向拉伸的预热分两段进行，第一预热段温度为49-51℃，第二预热段温度为57-59℃；所述纵向拉伸的拉伸分两段进行，第一拉伸段温度为51-53℃，第二拉伸段温度也为51-53℃；所述纵向拉伸的定型分两段进行，第一定型段温度为51-53℃，第二定型段温度为44-46℃；
横向拉伸：将经纵向拉伸后的厚片进入横向拉伸区域后依次进行预热、拉伸、定型和冷却，横向拉伸比为3.8-4.2；所述横向拉伸的预热分三段进行，第一预热段温度为79-81℃，风速为17-19m/s，第二预热段温度为84-86℃，风速为17-19m/s，第三预热段温度为89-91℃，风速为17-19m/s；所述横向拉伸的拉伸分三段进行，第一拉伸段的温度为91-93℃，风速为17-19m/s，第二拉伸段的温度为99-101℃，风速为17-19m/s，第三拉伸段的温度为104-106℃，风速为17-19m/s；所述横向拉伸的定型分七段进行，第一定型段的温度为169-171℃，风速为12-14m/s，第二至第六定型段的温度均为199-201℃，第二至第五段定型的风速均为12-14m/s，第七定型段的温度为179-181℃，第六和第七定型段的风速均为13-15m/s，所述冷却段的温度为39-41℃，风速为13-15m/s。
优选的，所述纵向拉伸步骤中，压辊压力为0.5MPa。
优选的，所述横向拉伸步骤中，高热收缩膜的定型区域给气为10HZ,风量1100m3/h，而排气为12HZ,风量1300m3/h。
优选的，所述原料干燥步骤中，开启真空泵对原料进行干燥的阶段，真空度维持在-80kPa。
采用本发明的开口剂和方法制备获得的BOPA薄膜，雾度更低(能够控制在2％～3％)，下游薄膜产品的透明度更高，具有更大的商业应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种应用于BOPA薄膜生产的开口剂
实施例1的开口剂包含尼龙6、纳米级硅粉和尼龙66；
其中，尼龙6为100重量份，纳米级硅粉为5重量份，尼龙66为1重量份。
尼龙6为购自DSM公司的F-9182型号的产品；
纳米级硅粉的平均粒径为3nm左右，为购自富士公司的SY530型号的产品；
尼龙66为购自DSM公司的S223-E型号的产品。
实施例2
用于制造BOPA薄膜的原料
原料包括基础组分和添加组分，
以所述基础组分的重量100份计，其包括以下组分：
尼龙6 80重量份
特种尼龙PA-MXD6 20重量份；
所述添加组分为实施例1的开口剂，以所述基础组分的重量100份计，开口剂的添加量为1重量份；
尼龙6为购自DSM公司的F-X9182型号的产品；
特种尼龙PA-MXD6为购自三菱瓦斯公司的#6000型号的产品。
实施例3
BOPA薄膜的制造
实施例3的制造方法包括原料干燥、熔融挤出、纵向拉伸和横向拉伸四个步骤；其中，
原料干燥：采取蒸汽加热使得温度达到90℃，之后开启真空泵对原料进行干燥(真空度稳定在-80kPa)，30min后停止真空泵并充入氮气，直至干燥程度达到1000-1100ppm，干燥结束；否则重复原料干燥步骤；所述原料为实施例2的BOPA薄膜的原料；
熔融挤出：将经过干燥后的原料送入挤出机，所述挤出机从加料口到挤出口的各段的温度如下表1所示：
表1
Figure BDA0002896292530000041
原料通过挤出机熔化后，经管道输送至T型模头流出到冷却辊(冷却辊温度为22℃，冷却辊速度为60.5rpm/min)，形成厚片；为保证冷却均匀，采用静电针贴附在冷却辊表面。
纵向拉伸：将所述厚片经辊筒输送至纵向拉伸区域后依次进行预热、拉伸和定型，纵向拉伸比为3.1-3.4；为保证拉伸比不变，拉伸前后均有压辊压住厚片，压辊压力均为0.5MPa；纵向拉伸的预热分两段进行，第一预热段和第二预热段；纵向拉伸的拉伸分两段进行，第一拉伸段和第二拉伸段；纵向拉伸的定型分两段进行，第一定型段和第二定型段；各段的温度情况如下表2所示：
表2
Figure BDA0002896292530000051
横向拉伸：经纵向拉伸后的厚片进入横向拉伸，依靠链夹夹住边部，链夹运行轨道越来越宽完成拉伸；经纵向拉伸后的厚片进入横向拉伸区域后依次进行预热、拉伸、定型和冷却，横向拉伸比为3.8-4.2；横向拉伸的预热分三段进行，第一预热段、第二预热段和第三预热段；横向拉伸的拉伸分三段进行，第一拉伸段、第二拉伸段和第三拉伸段；横向拉伸的定型分七段进行，第一至第七定型段；横向拉伸的冷却为冷却段；各段的参数如下表3所示：
表3
Figure BDA0002896292530000052
Figure BDA0002896292530000061
并且高热收缩膜的定型区域给气为10HZ,风量1100m3/h，而排气为12HZ,风量1300m3/h。
效果数据
实验组：实施例3制造获得的BOPA薄膜；
对比组1：市售的多富龙的BOPA薄膜；
对比组2：采用市售的DIC的开口剂(替换掉实施例1中的开口剂)，按照实施例2的步骤来配制BOPA薄膜的原料，再按照实施例3的步骤制造BOPA薄膜；
采用雾度仪(购自TOYOSEIKI公司103875型号)对实验组、对比组1和对比组2的BOPA薄膜进行雾度检测，测试10次，结果如下表4：
表4
NO 实验组 对比组1 对比组2
1 2.2 3.1 3.6
2 2.6 3.5 2.7
3 2.3 3.6 3.1
4 2.5 3.2 2.9
5 2.7 3.8 3.2
6 2.4 3.1 3.6
7 2.5 2.7 3.1
8 2.2 2.6 3.5
9 2.1 3.3 3.9
10 2.4 3.7 2.8
参见上表4，可以看出，采用本申请实施例1的开口剂制备的BOPA薄膜的雾度能够控制在2％～3％，明显优于市售的多富龙的BOPA薄膜产品(对比组1)，也明显优于采用市售的DIC开口剂制备获得的BOPA薄膜产品(对比组2)。采用本发明的开口剂和方法制备获得的BOPA薄膜，雾度更低(能够控制在2％～3％)，下游薄膜产品的透明度更高，具有更大的商业应用价值。
应理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于制造BOPA薄膜的开口剂，其特征在于：
所述开口剂包含尼龙6、纳米级硅粉和尼龙66；
所述纳米级硅粉的平均粒径为2～4nm；
以所述尼龙6的重量100份计，所述纳米级硅粉的重量为3～10份，所述尼龙66的重量为0.5～4份。
2.如权利要求1所述的开口剂，其特征在于：
所述纳米级硅粉的平均粒径为3nm。
3.如权利要求2所述的开口剂，其特征在于：
以所述尼龙6的重量100份计，所述纳米级硅粉的重量为5份，所述尼龙66的重量为1份。
4.一种用于制造BOPA薄膜的原料，其特征在于：
所述原料包括基础组分和添加组分，
以所述基础组分的重量100份计，其包括以下组分：
尼龙6 75～85重量份
特种尼龙PA-MXD6 15～25重量份；
所述添加组分采用如权利要求1至3中任意一项所述的应用于BOPA薄膜生产的开口剂；
以所述基础组分的重量100份计，所述开口剂的添加量为0.8～1.2重量份。
5.一种BOPA薄膜的制造方法，其特征在于：
所述制造方法包括原料干燥、熔融挤出、纵向拉伸和横向拉伸四个步骤；其中，
原料干燥：采取蒸汽加热使得温度达到90℃，之后开启真空泵对原料进行干燥，30min后停止真空泵并充入氮气，直至干燥程度达到1000-1100ppm，干燥结束；否则重复原料干燥步骤；所述原料为权利要求4所述的BOPA薄膜的原料；
熔融挤出：将经过干燥后的原料送入挤出机，所述挤出机从加料口到挤出口的各段的温度依次为：第一进料段259-261℃，第二进料段269-271℃，第一熔融段274-276℃，第二熔融段279-281℃，第三熔融段279-281℃，第一挤出段274-276℃，第二挤出段269-271℃，第三挤出段269-271℃；所述原料通过挤出机熔化后，经管道输送至T型模头流出到冷却辊，形成厚片；所述冷却辊的温度为21-23℃，速度为60-61rpm/min；
纵向拉伸：将所述厚片经辊筒输送至纵向拉伸区域后依次进行预热、拉伸和定型，纵向拉伸比为3.1-3.4；所述纵向拉伸的预热分两段进行，第一预热段温度为49-51℃，第二预热段温度为57-59℃；所述纵向拉伸的拉伸分两段进行，第一拉伸段温度为51-53℃，第二拉伸段温度也为51-53℃；所述纵向拉伸的定型分两段进行，第一定型段温度为51-53℃，第二定型段温度为44-46℃；
横向拉伸：将经纵向拉伸后的厚片进入横向拉伸区域后依次进行预热、拉伸、定型和冷却，横向拉伸比为3.8-4.2；所述横向拉伸的预热分三段进行，第一预热段温度为79-81℃，风速为17-19m/s，第二预热段温度为84-86℃，风速为17-19m/s，第三预热段温度为89-91℃，风速为17-19m/s；所述横向拉伸的拉伸分三段进行，第一拉伸段的温度为91-93℃，风速为17-19m/s，第二拉伸段的温度为99-101℃，风速为17-19m/s，第三拉伸段的温度为104-106℃，风速为17-19m/s；所述横向拉伸的定型分七段进行，第一定型段的温度为169-171℃，风速为12-14m/s，第二至第六定型段的温度均为199-201℃，第二至第五段定型的风速均为12-14m/s，第七定型段的温度为179-181℃，第六和第七定型段的风速均为13-15m/s，所述冷却段的温度为39-41℃，风速为13-15m/s。
6.如权利要求5的制造方法，其特征在于：
所述纵向拉伸步骤中，压辊压力为0.5MPa。
7.如权利要求5的制造方法，其特征在于：
所述横向拉伸步骤中，高热收缩膜的定型区域给气为10HZ,风量1100m3/h，而排气为12HZ,风量1300m3/h。
8.如权利要求5的制造方法，其特征在于：
所述原料干燥步骤中，开启真空泵对原料进行干燥的阶段，真空度维持在-80kPa。
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