CN115232403A - 一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料及其制备方法，该耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料按照质量分数计算包括以下组分：透明聚丙烯树脂84～90份，透明复配增韧剂9～15份，透明成核剂0.1～0.3份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.2～0.5份。本材料通过透明复配增韧剂、透明成核剂协同增韧，透明成核剂提高热变形温度，让材料具有：高刚性、耐温达到100℃以上、1.6mm透光率达到70％以上、断裂伸长率达到500％以上、缺口冲击强度在40KJ/m2以上等优点，本材料所吹膜成型的薄膜具有耐高温、高透明、抗撕裂等优点。

Description

一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料及其制备方法。
背景技术
市场上做透明薄膜材料主要有：PE、PP、PET、PA等。其中，透明PP薄膜材料市场上常用的材料是均聚PP、无规共聚PP等。均聚PP虽具有高刚性、耐温可达到100℃以上，但其韧性很差。而无规共聚PP具有高韧性，但其刚性较低，耐温普遍在80℃以下。市场上耐温达到100℃以上同时具有超高韧性、超高断裂伸长率的透明聚丙烯薄膜材料没有。
发明内容
本发明为了解决市场上透明聚丙烯材料不同时具有耐温100℃以上、超高韧性、高刚性、超高断裂伸长率等性能，选用具有一定韧性的均聚PP原料、透明复配增韧剂、透明成核剂协同增韧，选用透明成核剂，让透明PP材料具有以上性能。
本发明的另一目的在于提供一种上述耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，按照质量分数计算，包括以下组分：透明聚丙烯树脂84～90份，透明复配增韧剂9～15份，透明成核剂0.1～0.3份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.2～0.5份。
优选地，所述的透明聚丙烯树脂为熔指小于2.0g/10min、缺口冲击强度大于等于6KJ/m2、0.8mm透光率大于等于90％的均聚PP原料。
优选地，所述的透明复配增韧剂为两种乙烯-辛烯共聚物复配得到的混合物，其中一种乙烯-辛烯共聚物的邵氏硬度A大于等于70，另外一种乙烯-辛烯共聚物的维卡软化点大于等于45℃。
优选地，所述的透明成核剂为芳基磷酸酯类聚丙烯成核剂。
优选地，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的复配混合物。
优选地，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
本发明还提供一种上述耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的制备方法，所述方法包括步骤：
S1，按照质量分数计算称取以下组分：透明聚丙烯树脂84～90份，透明复配增韧剂9～15份，透明成核剂0.1～0.3份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.2～0.5份；
S2，将各原料依次投入高速混合机中混合3-6min；
S3，将混合均匀的原料投入双螺杆挤出机中挤出造粒。
优选地，所述双螺杆挤出机的工艺参数为：主机转速250-350r/min，主喂料段频率5-8Hz，加料段温度190-220℃，压缩段温度180-210℃，均化段温度180-200℃，螺杆长径比40-48。
与现有技术相比，本发明的有益成果：
(1)本发明通过采用有一定韧性的高刚性均聚PP原料与透明复配增韧剂、透明成核剂协同增韧方式，解决了均聚PP材料韧性不高等缺陷，所制备的材料具有高透明、超高韧性、超高断裂伸长率、高刚性；
(2)本发明通过采用透明成核剂，解决了添加大比例透明增韧剂对透明PP材料的刚性、热变形温度影响大等缺陷，所制备的材料的热变形温度达到105℃以上，并且具有高刚性。
(3)本发明通过选用合适的双螺杆挤出工艺，所制备的材料具有高透明、超高韧性、高耐热等优点。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、助剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和助剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
本发明各实施例及对比例选用的助剂说明如下：
透明聚丙烯树脂：
均聚PP，型号1为1005，生产厂家为台塑，密度为0.9g/cm3，熔融指数(230℃,2.16Kg)为0.8g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为6.8KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)为103.8℃；
均聚PP，型号2为1005N，生产厂家为台塑，密度为0.9g/cm3，熔融指数(230℃,2.16Kg)为1.4g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为44.1KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)为84.1℃；
均聚PP，型号3为1120，生产厂家为台塑，密度为0.9g/cm3，熔融指数(230℃,2.16Kg)为15.7g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为2.7KJ/m2；
共聚PP，型号1为5018T，生产厂家为台塑，密度为0.9g/cm3，熔融指数(230℃,2.16Kg)为4.3g/10min，悬臂梁缺口冲击强度为4.1KJ/m2，热变形温度(0.45MPa)为76.8℃；
透明增韧剂：
乙烯-辛烯共聚物，型号1为8003，生产厂家为美国陶氏杜邦，熔融指数(190℃,2.16Kg)为1.0g/10min，维卡软化点为63℃，邵氏硬度A为84；
乙烯-辛烯共聚物，型号2为DF740，生产厂家为日本三井化学，熔融指数(190℃,2.16Kg)为3.6g/10min，维卡软化点为45.2℃；
乙烯-辛烯共聚物，型号3为6202，生产厂家为埃克森美孚，熔融指数(190℃,2.16Kg)为9.1g/10min，维卡软化点为48℃；
乙烯-辛烯共聚物，型号4为8150，生产厂家为美国陶氏杜邦，熔融指数(190℃,2.16Kg)为0.5g/10min，维卡软化点为46℃；
透明成核剂：
透明成核剂，型号为TMP-7，生产厂家为山西省化工研究所；
抗氧剂：
抗氧剂，型号1为1010，生产厂家为松原；
抗氧剂，型号2为1680，生产厂家为松原；
润滑剂：
润滑剂，型号为EBS-SF，生产厂家为马来西亚。
本发明各实施例及对比例的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料通过如下过程制备得到：
先将称好的透明PP树脂、透明复配增韧剂、透明成核剂、抗氧剂、润滑剂依次投入高速混合机中混合3-6min；将混合均匀的原料投入双螺杆挤出机料筒中，主机转速250-350r/min，主喂料频率5-8Hz，加料段温度190-220℃，压缩段温度180-210℃，均化段温度180-200℃，螺杆长径比40-48，挤出造粒，得到耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料。
本发明各实施例及对比例的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的性能测试方法和标准如下：
(1)密度：按照GB/T 1033标准进行测试，测试条件23℃；
(2)熔融指数：按照GB/T 3682标准进行测试，测试条件230℃,2.16Kg；
(3)拉伸强度和断裂伸长率：按照GB/T 1040标准进行测试，测试条件20mm/min；
(4)弯曲强度和弯曲模量：按照GB/T 9341标准进行测试，测试条件5mm/min；
(5)悬臂梁缺口冲击强度：按照GB/T 1843标准进行测试，测试条件23℃,2.75J；
(6)热变形温度：按照GB/T 1634标准进行测试，测试条件120℃/h,0.45MPa；
(7)透光率和雾度：按照GB/T 2410标准进行测试，测试条件23℃，1.6mm。
实施例1～4
本实施例提供一系列的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其配方如表1。
Figure BDA0003823838640000051
表1实施例1～4的配方(添加比例按重量份数计，份)
对比例1～7
本对比例提供一系列的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其配方如
表2。
Figure BDA0003823838640000052
Figure BDA0003823838640000061
表2对比例1～7的配方(添加比例按重量份数计，份)
按照上述提供的方法对各实施例和对比例的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的性能进行测定，结果如表3。
Figure BDA0003823838640000062
Figure BDA0003823838640000071
表3各实施例和对比例的性能测试结果
从表3可以看出，本发明实施例2～3所制备得到耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料能满足高透明、超高韧性、耐温100℃以上、高刚性、断裂伸长率300％以上、抗撕裂等要求。实施例4的发明主要针对无气泡、超高韧性、厚度厚、抗撕裂、耐温90℃左右的薄膜材料所开发。
从表3可以看出，对比例1～4相比，不同类型的乙烯-辛烯共聚物所制备的抗撕裂薄膜材料性能不一致，其中8150透明度不够，DF740和6202的断裂伸长率达不到300％的要求，DF740的0.45MPa的热变形温度最高，8003的综合性能最好。对比例1～2与实施例相比，DF740与8003复配添加，比单独加一种乙烯-辛烯共聚物的综合性能都要好。对比例1与对比例5～7相比，有一定韧性的均聚PP与高韧性的均聚PP复配、有一定韧性的均聚PP与高熔指的均聚PP复配、无规共聚PP所制备的抗撕裂薄膜材料的综合性能都比只加有一定韧性的均聚PP所制备的抗撕裂薄膜材料的综合性能差。
可知，本申请采用有一定韧性的透明PP树脂、两种乙烯-辛烯共聚物复配、透明成核剂协同增韧，并且还利用透明成核剂提高材料的透光率和热变形温度，制备得到的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料具有高刚性、耐温达到100℃以上、1.6mm透光率达到70％以上、断裂伸长率达到500％以上、缺口冲击强度在40KJ/m2以上等性能优点。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，按照质量分数计算，包括以下组分：透明聚丙烯树脂84～90份，透明复配增韧剂9～15份，透明成核剂0.1～0.3份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，所述的透明聚丙烯树脂为熔指小于2.0g/10min、缺口冲击强度大于等于6KJ/m2、0.8mm透光率大于等于90％的均聚PP原料。
3.根据权利要求1所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，所述的透明复配增韧剂为两种乙烯-辛烯共聚物复配得到的混合物，其中一种乙烯-辛烯共聚物的邵氏硬度A大于等于70，另外一种乙烯-辛烯共聚物的维卡软化点大于等于45℃。
4.根据权利要求1所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，所述的透明成核剂为芳基磷酸酯类聚丙烯成核剂。
5.根据权利要求1所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的复配混合物。
6.根据权利要求1所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料，其特征在于，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
7.一种如权利要求1-6中任一所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1，按照质量分数计算称取以下组分：透明聚丙烯树脂84～90份，透明复配增韧剂9～15份，透明成核剂0.1～0.3份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.2～0.5份；
S2，将各原料依次投入高速混合机中混合3-6min；
S3，将混合均匀的原料投入双螺杆挤出机中挤出造粒。
8.根据权利要求7所述的耐受100℃以上温度的抗撕裂薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的工艺参数为：主机转速250-350r/min，主喂料段频率5-8Hz，加料段温度190-220℃，压缩段温度180-210℃，均化段温度180-200℃，螺杆长径比40-48。
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