CN113201186A - 一种bopp消光膜用交联树脂改性型消光料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料及其制备方法，涉及塑料薄膜技术领域，所述消光料的原料按质量百分比计，包括：聚丙烯42‑55％、高密度聚乙烯15‑36％、交联高密度聚乙烯粉末5‑30％、增容剂3‑12％、抗氧剂0.1‑0.5％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的原料按质量百分比计，包括：高密度聚乙烯97.5‑99.7％、辐照交联敏化剂0.3‑2.5％。本发明首先制备出交联高密度聚乙烯粉末，并将其引入常规的聚丙烯/高密度聚乙烯消光料体系中，制备出一种交联树脂改性型消光料。本发明的消光料用于消光膜生产中，能够改善薄膜生产过程中的摩擦掉粉现象，消光膜成品雾度高、膜面消光均匀性好。
Description
技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料及其制备方法。
背景技术
BOPP消光膜用消光料一般为聚丙烯与高密度聚乙烯共混体系，该体系是基于双向拉伸过程中聚丙烯与高密度聚乙烯对拉伸力响应性不同而实现消光特性的。这类消光料的消光效果良好，目前市场化成熟度很高，但这种消光料也存在诸多问题。在双向拉伸生产工艺的纵向拉伸阶段，其经常发生“掉粉”现象，严重影响生产稳定和产品质量，这主要是由于在结晶动力学上，高密度聚乙烯的结晶速率明显大于聚丙烯，纵拉温度区间内消光料中的高密度聚乙烯会迅速结晶并硬化，形成的结晶颗粒会与辊面接触摩擦。
此外，行业内长期存在明显的消光不均匀问题，即BOPP消光膜横向两侧区域的雾度比中间区域雾度低。这主要是由于两侧区域与中间区域在现有工艺下的拉伸倍率不同，此外由于设备模头结构与流道固定，消光料在熔体状态下的流动性受限，影响消光料在芯层表面的均匀分布。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料及其制备方法，将其用于消光膜生产中，能够改善制备过程中摩擦掉粉现象，还能达到降低消光层厚度但不影响消光效果的技术效果。
本发明提出的一种BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，所述消光料的原料按质量百分比计，包括：聚丙烯42-55％、高密度聚乙烯15-36％、交联高密度聚乙烯粉末5-30％、增容剂3-12％、抗氧剂0.1-0.5％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的原料按质量百分比计，包括：高密度聚乙烯97.5-99.7％、辐照交联敏化剂0.3-2.5％。
优选地，所述交联高密度聚乙烯粉末的制方法备如下：将高密度聚乙烯和辐照交联敏化剂混合，经挤出造粒、烘干后得混合料粒子，将混合料粒子再经辐照处理，最后研磨粉碎得到交联高密度聚乙烯粉末；优选地，采用电子加速器作为辐照源，电子束能量为1-2MeV，电流为15-20mA，辐照总剂量为100-150kGy；优选地，采用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设置为150-210℃；优选地，研磨粉碎至细度为60-100目。
优选地，所述辐照交联敏化剂为三聚氰酸三烯丙基酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或多种，优选三烯丙基异三聚氰酸酯。
优选地，所述聚丙烯为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯中的一种或多种；优选地，所述聚丙烯的密度为0.890-0.920g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为3-8g/10min。
优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.945-0.960g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为0.5-3g/10min。
优选地，所述增容剂为线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种；优选地，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.924-0.940g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为5-10g/10min；所述三元乙丙橡胶的密度为0.860-0.890g/cm3，其中，合成单体乙烯的质量百分含量为42-55％，亚乙基-降冰片烯的质量百分含量为0.8-5％；所述乙烯-辛烯共聚物的密度为0.862-0.902g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为5-12g/10min。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168，优选质量比1:2的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。
本发明还提出了上述BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法，是将聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂和交联高密度聚乙烯粉末混合，挤出造粒，烘干，即得消光料。
优选地，将聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂和交联高密度聚乙烯粉末混合均匀后，投入双螺杆挤出机中，在150-210℃的温度条件下挤出造粒，水冷切粒烘干即得消光料。
本发明还提出了上述BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的应用，是将其应用于BOPP消光膜。
有益效果：本发明通过辐照交联工艺制备出交联高密度聚乙烯粉末，并将其引入常规的聚丙烯/高密度聚乙烯消光料体系中。交联高密度聚乙烯粉末倾向分散在高密度聚乙烯相中，在此基础上与聚丙烯共混，形成主体为聚丙烯与高密度聚乙烯的“海-海”结构，局部为高密度聚乙烯与交联高密度聚乙烯粉末的“海-岛”结构的多尺寸相畴体系。交联结构能限制高密度聚乙烯大分子链的运动能力，降低高密度聚乙烯的结晶速率，从而在宏观上抑制高密度聚乙烯在低温条件下的快速结晶硬化，进而实现缓解摩擦掉粉的技术效果。此外，交联结构的引入能进一步扩大聚丙烯与高密度聚乙烯两者对拉伸行为的响应性差异，提高体系表面织态结构的粗糙程度，达到降低消光层厚度但不影响消光效果的技术效果。并且，体系中采用具有较高熔融指数的弹性体增容剂，能促进高密度聚乙烯在聚丙烯中的均匀分散与分布，提高消光料体系的加工流动性，改善薄膜表面的消光均匀性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯51％，高密度聚乙烯35.7％，交联高密度聚乙烯粉末9％，增容剂4％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯99％，辐照交联敏化剂1％。
其中，聚丙烯为三元共聚聚丙烯，密度为0.895g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为5.5g/10min；高密度聚乙烯密度为0.946g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为1.2g/10min；增容剂为线性低密度聚乙烯，密度为0.936g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为5.3g/10min；抗氧剂为1010与168质量比＝1:2的混合物。
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法为：
(1)按质量百分比称取高密度聚乙烯和辐照交联敏化剂混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设置为150-210℃，水冷切粒烘干得到混合料粒子。上述混合料粒子电子束能量为1.5MeV、电流为20mA、辐照总剂量为150kGy的条件下经辐照处理，最后研磨粉碎为细度60-100目的交联高密度聚乙烯粉末；
(2)按质量百分比称取聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂以及步骤(1)中制备的交联高密度聚乙烯粉末混合均匀后，投入双螺杆挤出机中，在165-230℃的温度条件下挤出造粒，水冷切粒烘干即得消光料。
实施例2
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯48.7％，高密度聚乙烯30％，交联高密度聚乙烯粉末15％，增容剂6％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯98.5％，辐照交联敏化剂1.5％。
其中，聚丙烯为三元共聚聚丙烯，密度为0.910g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为5g/10min；高密度聚乙烯密度为0.946g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为1.2g/10min；增容剂为三元乙丙橡胶，乙烯含量为55wt％，亚乙基-降冰片烯含量为5wt％；抗氧剂为1010与168质量比＝1:2的混合物。
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯47.2％，高密度聚乙烯25.5％，交联高密度聚乙烯粉末18％，增容剂9％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯98.3％，辐照交联敏化剂1.7％。
其中，聚丙烯为二元共聚聚丙烯，密度为0.900g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为6.5g/10min；高密度聚乙烯密度为0.951g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为2.2g/10min；增容剂为三元乙丙橡胶，乙烯含量为52wt％，亚乙基-降冰片烯含量为4.3wt％；抗氧剂为1010与168质量比＝1:2的混合物。
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯53.7％，高密度聚乙烯22％，交联高密度聚乙烯粉末16％，增容剂8％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯98.2％，辐照交联敏化剂1.8％。
其中，聚丙烯为三元共聚聚丙烯，密度为0.895g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为5.5g/10min；高密度聚乙烯密度为0.956g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为2g/10min；增容剂为线性低密度聚乙烯，密度为0.924g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为7g/10min；抗氧剂为1010与168质量比＝1:2的混合物。
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯45.7％，高密度聚乙烯18.5％，交联高密度聚乙烯粉末25％，增容剂10.5％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯98.1％，辐照交联敏化剂1.9％。
其中，聚丙烯为三元共聚聚丙烯，密度为0.895g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为5.5g/10min；高密度聚乙烯密度为0.954g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为2.3g/10min；增容剂为乙烯-辛烯共聚物，密度为0.882g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为6.5g/10min；抗氧剂为1010与168质量比＝1:2的混合物。
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯42％，高密度聚乙烯15.5％，交联高密度聚乙烯粉末30％，增容剂12％，抗氧剂0.5％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯99.7％，辐照交联敏化剂0.3％。
本实施例中各组分物性与实施例1相同，制备方法与实施例1相同。
实施例7
本实施例中的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯55％，高密度聚乙烯36％，交联高密度聚乙烯粉末5.9％，增容剂3％，抗氧剂0.1％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯97.5％，辐照交联敏化剂2.5％。
本实施例中各组分物性与实施例2相同，制备方法与实施例2相同。
对比例1
本对比例中的消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯55％，高密度聚乙烯35.7％，交联高密度聚乙烯粉末9％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯99％，辐照交联敏化剂1％。
本对比例中各组分物性以及制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例中的消光料，其组分按质量百分比包括:聚丙烯51％，高密度聚乙烯44.7％，增容剂4％，抗氧剂0.3％。
本对比例中各组分物性与实施例1相同，制备方法为：按质量百分比称取聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂并混合均匀，然后投入双螺杆挤出机中，在165-230℃的温度条件下挤出造粒，水冷切粒烘干即得消光料。
对比例3
本对比例中的消光料，其组分按质量百分比包括：聚丙烯51％，高密度聚乙烯35.7％，交联高密度聚乙烯粉末9％，增容剂4％，抗氧剂0.3％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的组分按质量百分比包括：高密度聚乙烯99.9％，辐照交联敏化剂0.1％。
本对比中各组分物性以及制备方法与实施例1相同。
对本发明实施例和对比例中制备的消光料的性能进行评价。具体操作如下：将实施例和对比例中制备的消光料用于BOPP单面消光膜的制备，消光膜厚度为19μm，消光层厚度为2.3μm，消光膜所用其他原材料均相同。将消光层从操作侧至驱动侧等分为7个区，根据GB/T 2410、GB/T 8807分别测试每个区的雾度、光泽度，并以此方法分别对消光均匀性进行测试评价。结果如表1所示。
表1实施例和对比例中消光性能测试结果
由表1可知，通过调控交联高密度聚乙烯粉末的交联程度以及优化该粉末的添加量，可赋予消光层高雾度；体系中引入适量的增容剂，能提高膜面消光均匀性，无明显消光缺陷；此外，使用本发明中的交联树脂改性型消光料制造的消光膜，在生产过程中无明显的掉粉现象，生产连续稳定，并且薄膜消光层雾度≥81％，明显高于GB/T 2410规定雾度≥70％的指标要求，因此可在消光性能合格的前提下通过降低消光层厚度来实现降本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述消光料的原料按质量百分比计，包括：聚丙烯42-55％、高密度聚乙烯15-36％、交联高密度聚乙烯粉末5-30％、增容剂3-12％、抗氧剂0.1-0.5％；其中，交联高密度聚乙烯粉末的原料按质量百分比计，包括：高密度聚乙烯97.5-99.7％、辐照交联敏化剂0.3-2.5％。
2.根据权利要求1所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述交联高密度聚乙烯粉末的制备方法如下：将高密度聚乙烯和辐照交联敏化剂混合均匀，经挤出造粒、烘干后得混合料粒子，将混合料粒子再经辐照处理，最后研磨粉碎得到交联高密度聚乙烯粉末；优选地，采用电子加速器作为辐照源，电子束能量为1-2MeV，电流为15-20mA，辐照总剂量为100-150kGy；优选地，采用双螺杆挤出机，挤出机温度设置为150-210℃；优选地，研磨粉碎至细度为60-100目。
3.根据权利要求1或2所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述辐照交联敏化剂为三聚氰酸三烯丙基酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述聚丙烯为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯中的一种或多种；优选地，所述聚丙烯的密度为0.890-0.920g/cm3，熔融指数在温度230℃、负荷2.16kg的测试条件下为3-8g/10min。
5.根据权利要求1所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的密度为0.945-0.960g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为0.5-3g/10min。
6.根据权利要求1所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述增容剂为线性低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种；优选地，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.924-0.940g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为5-10g/10min；所述三元乙丙橡胶的密度为0.860-0.890g/cm3，其中，合成单体乙烯的质量百分含量为42-55％，亚乙基-降冰片烯的质量百分含量为0.8-5％；所述乙烯-辛烯共聚物的密度为0.862-0.902g/cm3，熔融指数在温度190℃、负荷2.16kg的测试条件下为5-12g/10min。
7.根据权利要求1所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法，其特征在于，是将聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂和交联高密度聚乙烯粉末混合，挤出造粒，烘干，即得消光料。
9.根据权利要求8所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的制备方法，其特征在于，将聚丙烯、高密度聚乙烯、增容剂、抗氧剂和交联高密度聚乙烯粉末混合均匀后，投入双螺杆挤出机中，在165-230℃的温度条件下挤出造粒，水冷切粒烘干即得消光料。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的BOPP消光膜用交联树脂改性型消光料的应用，其特征在于，是将其应用于BOPP消光膜。
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