CN115991030A - 抗静电聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于薄膜领域，涉及一种抗静电聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B，其中，聚丙烯组合物A包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括树脂组分和导电填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和丙烯抗冲共聚物z。本发明的抗静电复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能和抗静电性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。

Description

抗静电聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于薄膜领域，具体地，涉及一种抗静电聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯薄膜通常可由流延和双向拉伸等方法制得，但均聚聚丙烯原料制备的聚丙烯薄膜通常冲击强度较低。聚丙烯薄膜常用于包装用途，需要薄膜有较高的冲击性能。提高聚丙烯薄膜冲击性能的方法，可以使用嵌段抗冲聚丙烯制备薄膜，或向聚丙烯中加入聚烯烃弹性体，但以上方法制备的薄膜通常具有较高的雾度。也可以同时向薄膜中添加成核剂，通过细化薄膜中的晶体来降低薄膜的雾度，但这种方法会导致冲击性能的下降。

为了提高薄膜的抗冲性能和韧性，还可通过多层共挤的方法制备薄膜，如CN101913279A就采用了三层共挤的方法制备复合薄膜，薄膜中层为按1:10-1:3比例共混的弹性体和PP，由弹性体提供较好的抗冲击性能，但这种方法在弹性体含量较高的情况下存在难以分散均匀的问题，而且弹性体添加量会有一定的限制，因为当添加量高至一定水平会发生分相的问题，从而限制了冲击性能的进一步提高。而且，当薄膜被用作包装用途时，通常希望其在较低的热封温度下就具有较好的热封性能。

聚丙烯分子是完全非极性的，电绝缘性很高，它的表面电阻率为10¹⁶-10¹⁷Ω，体积电阻率为10¹⁶-10¹⁸Ω/cm，较易产生静电荷积累，这会导致聚丙烯薄膜生产或加工过程中会因摩擦等原因使薄膜带上静电而很难通过传导消失，给薄膜的生产、加工、存储、运输和应用带来问题。例如在采用薄膜包装粉末状商品时，常常因为热封合面的静电吸尘，导致封合强度大幅度下降，商品在存储、运输过程中会导致包装严重破损；薄膜在印刷加工时，可能由于薄膜的静电吸尘效应影响油墨转移，出现上墨不均的“静电墨斑”等，造成印刷图案缺陷；高速包装生产线包装过程中，静电对薄膜的切割、输送、折叠等均会造成影响；特别是随着IT行业的迅速发展，各种敏感性电子元件、仪器仪表等也大量采用塑料薄膜包装，薄膜会因电磁感应和摩擦产生静电积累，使得所包装的商品因其产生的高压放电而遭到破坏。抗静电聚丙烯薄膜首先是在粉末包装、食品包装、糖果包装等领域得以应用，20世纪80年代以后，抗静电聚丙烯薄膜及制品在机电产品、仪器仪表部件、电子元器件、大规模集成电路、线路板等领域迅速发展，需求量和使用量迅速增加。

因此，本领域需要开发一种同时具备较好的抗冲性能、拉伸性能、热封性能和抗静电性的聚丙烯薄膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种高抗冲热封抗静电聚丙烯复合薄膜及其制备方法。本发明的抗静电聚丙烯复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能、抗静电性能，并且，在较低的热封温度下具有良好的热封强度。

本发明的第一方面提供一种抗静电聚丙烯复合薄膜，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B，其中，聚丙烯组合物A包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括树脂组分和导电填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和丙烯抗冲共聚物z。

本发明的第二方面提供上述抗静电聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜。

本发明的第三方面提供上述抗静电聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用。

本发明的抗静电复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能和抗静电性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。所述薄膜的纵向(MD)拉伸强度≥45MPa，优选纵向(MD)拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.6J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥18N/15mm；表面电阻率为10²-10⁸Ω，优选表面电阻率为10²-10⁴Ω。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种抗静电聚丙烯复合薄膜，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B，其中，聚丙烯组合物A包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括树脂组分和导电填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和丙烯抗冲共聚物z。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合薄膜具有以下特征中的至少一种：纵向(MD)拉伸强度≥45MPa，优选纵向(MD)拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.6J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥18N/15mm；表面电阻率为10²-10⁸Ω，优选表面电阻率为10²-10⁴Ω。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯a选自均聚聚丙烯和/或丙烯抗冲共聚物。

优选地，所述均聚聚丙烯a在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2-15g/10min，等规度大于97％，分子量分布Mw/Mn为4.5-7.0。符合上述特征的均聚聚丙烯可商购获得。如青岛炼化牌号为PPH-FA03的均聚聚丙烯。或者可以通过本领域常规的方法制备。

根据本发明，所述丙烯抗冲共聚物优选是含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物，所述丙烯抗冲共聚物包含弹性部分，所述弹性部分为含有乙烯单元的共聚部分，优选选自乙烯-丙烯共聚部分和乙烯-丁烯共聚部分。

优选地，所述丙烯抗冲共聚物包含丙烯均聚部分与所述含有乙烯单元的共聚部分。所述丙烯均聚部分可以包含等规聚合结构。

以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z中的含有乙烯单元的共聚部分含量优选为3-15wt％，通过¹³C NMR测定。

以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z的乙烯含量优选为1-12wt％。

所述丙烯抗冲共聚物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率优选为1-10g/10min。

所述丙烯抗冲共聚物可以具有嵌段结构或包含丙烯嵌段共聚物。

所述聚丙烯a可选的丙烯抗冲共聚物与所述丙烯抗冲共聚物z可以相同或不同，优选满足上述条件。

符合上述特征的丙烯抗冲共聚物可商购获得。如中沙石化牌号为EP200K的丙烯抗冲共聚物、上海石化牌号为M180R的丙烯抗冲共聚物。或者可以通过本领域常规的方法制备。

根据本发明的一些实施方式，所述聚烯烃弹性体b为乙烯与α烯烃的弹性体共聚物，其中所述α烯烃优选为C₃-C₁₂的α烯烃，更优选选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式，所述聚烯烃弹性体y为乙烯与α烯烃的弹性体共聚物，其中所述α烯烃优选为C₃-C₁₂的α烯烃，更优选选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。

符合上述特征的聚烯烃弹性体可商购获得。例如，埃克森公司牌号为6102的聚烯烃弹性体、三井公司牌号为DF640的聚烯烃弹性体。或者可以通过本领域常规的方法制备。

根据本发明的一些实施方式，所述无规聚丙烯x为丙烯与乙烯和/或丁烯的共聚物，即为丙烯与乙烯的共聚物、丙烯与丁烯的共聚物、以及丙烯与乙烯和丁烯的共聚物中的至少一种，优选选自乙烯-丙烯-丁烯三元无规共聚物、丙烯-乙烯二元无规共聚物、丙烯-丁烯二元无规共聚物中的至少一种。

所述无规聚丙烯x在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率优选为2-10g/10min。

符合上述特征的无规聚丙烯可商购获得。如，燕山石化牌号为F5006的无规聚丙烯、上海石化牌号为F500EPS的无规聚丙烯。或者可以通过本领域常规的方法制备。

根据本发明的一些实施方式，所述导电填料可以为本领域的常规选择，例如，可以为炭黑类导电填料、石墨类导电填料、碳纳米管类导电填料、碳纤维类导电填料、导电金属粒子、导电金属纤维和金属氧化物中的至少一种。其中，所述炭黑类导电填料包括但不限于乙炔炭黑、超导炭黑、特导炭黑中的至少一种。所述石墨类导电填料包括但不限于天然石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨和石墨烯中的至少一种。所述碳纳米管类导电填料包括但不限于未经表面改性的或者经表面改性的单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。其中，所述表面改性的方法为本领域技术人员公知，在此不作赘述。所述导电金属粒子和导电金属纤维中的导电金属可各自独立地为银、铝、铜、铁、镍和不锈钢中的至少一种。所述包覆有导电金属的填料可选自镀铅、镀镍、镀银的玻璃球、玻璃纤维和云母片中的至少一种。所述金属氧化物包括但不限于氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化镉中的至少一种。通过添加导电填料来制备聚丙烯抗静电薄膜，其抗静电性持久且受环境湿度影响小。

根据本发明的一些实施方式，以聚丙烯组合物A的总重量为基准，所述聚丙烯组合物A包括70-100wt％的聚丙烯a和0-30wt％的聚烯烃弹性体b。

根据本发明的优选实施方式，以聚丙烯组合物A的总重量为基准，所述聚丙烯组合物A包括80-95wt％的聚丙烯a和5-20wt％的聚烯烃弹性体b。

组合物中弹性体或者丙烯抗冲共聚物中含有橡胶相，为薄膜提供了良好的冲击性能，同时由于均聚聚丙烯和丙烯抗冲共聚物的均聚相部分大分子链段较为规整，在薄膜制备过程中发生了结晶和取向，为薄膜提供了良好的力学性能。经本发明人研究，根据本发明提供的组合物组成，组合物中橡胶相的大小能较好地吸收冲击能量，满足冲击性能的要求，使薄膜具有良好的冲击性能。同时由于均聚相部分大分子链段较为规整，在薄膜制备过程中发生了结晶，因此薄膜还具有较好的拉伸性能。

根据本发明的一些实施方式，聚丙烯组合物B中，以树脂组分的重量为100重量份计，所述导电填料的含量为0.1-10重量份，所述树脂组分包括50-90wt％的无规聚丙烯x、5-35wt％的聚烯烃弹性体y、2-30wt％的丙烯抗冲共聚物z。

根据本发明的优选实施方式，以树脂组分的重量为100重量份计，所述导电填料的含量为0.5-4.5重量份，所述树脂组分包括60-85wt％的无规聚丙烯x、5-20wt％的聚烯烃弹性体y、5-20wt％的丙烯抗冲共聚物z。

根据本发明的一些实施方式，以聚丙烯组合物A的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体b的重量份数计为Wb，以聚丙烯组合物B的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体y的重量份数计为Wy，Wb和Wy的比值为6:1-1:6，例如可以是5.5:1、5:1、4.5:1、4:1、3.5:1、3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，Wb和Wy的比值为4:1-1:4。

经本发明人研究，进行双层或多层薄膜共挤时，当Wb和Wy的比值处于本发明所述范围内时，薄膜的冲击性能可以进一步提高，而且同时挤出过程也会更加平稳。

根据本发明的一些实施方式，在230℃下、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物A的熔体质量流动速率为2-10g/10min，优选为3-8g/10min。

根据本发明的一些实施方式，在230℃下、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物B的树脂组分的熔体质量流动速率为3-10g/10min，优选为4-8g/10min。

当聚丙烯组合物A和聚丙烯组合物B的树脂组分的熔体质量流动速率在上述范围内时，能够使得薄膜制备过程更加平稳，从而保证薄膜具有更好的均匀性和力学性能。

本发明所述复合薄膜可以为双层结构，还可为三层或三层以上膜层结构，其他层可以与薄膜层A、薄膜层B或薄膜层B的树脂组分的成分相同，也可以与薄膜层A、薄膜层B或薄膜层B的树脂组分的成分不同，还可以由聚丙烯组合物A和聚丙烯组合物B的树脂组分混合而成。当聚丙烯复合薄膜为三层以上结构时，所述薄膜层B优选作为表层，如包括薄膜层A、薄膜层B、薄膜层C的三层薄膜，B层与C层可分别位于A层两侧。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合薄膜中，其他膜层厚度之和与所述薄膜层A的厚度之比为1:4-2:1，例如可以是1:3.5、1:3、1:2.5、1:2、1:1.5、1:1、1.5:1以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述聚丙烯复合薄膜中，其他膜层厚度之和与所述薄膜层A的厚度之比为1:3-1:1。在此比例下，复合薄膜具有较好的力学性能。

本发明中，为了提高所述复合薄膜在加工时的性能，优选所述复合薄膜中还含有抗氧剂和/或润滑剂。

本发明中，所述抗氧剂可以为本领域常用的各种抗氧剂，没有特别限定。例如可以为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168、硫酯类抗氧剂(如DLTP、DSTP)等。以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述抗氧剂的含量可以为0.1-0.8重量份，优选为0.2-0.4重量份。

本发明中，所述润滑剂优选为PEG类润滑剂和/或单甘酯类润滑剂。以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述润滑剂的含量为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.2重量份。

根据本发明，为了提高所述复合薄膜的其他性能(如稳定性等)，所述复合薄膜优选还含有成膜助剂。所述成膜助剂可以选自抗卤素剂、光稳定剂、热稳定剂、着色剂、填料、爽滑剂、抗粘剂(防粘剂)中的至少一种。所述成膜助剂的具体种类可以为本领域常规的选择，本发明对此没有特别限定。

本发明中，以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述成膜助剂的含量可以为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.3重量份。

本发明还提供上述聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜。

在本发明的制备方法中，粒料造粒的过程通常可以包括：将所述聚丙烯组合物的各组分和任选的抗氧剂、润滑剂与成膜助剂在高速搅拌机中混合均匀，将混合均匀的物料加入至双螺杆挤出机中熔融混合并均匀挤出造粒，烘干，从而得到粒料。其中，所述双螺杆挤出机的加工温度可以控制为170-230℃。

根据本发明的一些实施方式，可以采用挤出流延法对所述粒料进行加工。所述挤出流延法的过程可以包括将所述不同组合物粒料分别送至多台挤出机中，粒料经挤出机模口共挤复合流出后，依次经过流延辊、牵引辊，再经裁边和收卷，从而制得所述复合膜。其中，挤出流延的温度可以控制为170-230℃，流延辊的温度可以为10-50℃。所述挤出流延法制备薄膜的具体过程为本领域常用的选择，在此不再赘述。

所得复合薄膜可以在后续工艺中进行拉伸，例如双向拉伸，从而可有利地进一步改进复合薄膜的力学性能。

根据本发明一种实施方式，将所述聚丙烯组合物A和聚丙烯组合物B造粒后挤出流延并任选地进行拉伸，制得所述聚丙烯复合薄膜。

本发明的所述聚丙烯复合薄膜可用于包装材料领域，如同时对薄膜抗冲性能和抗静电性能要求较高的高端包装领域，包括但不限于电池包装、电子产品包装、工业粉末包装或高端食品包装。

以下通过实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，以下所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在以下实施例和对比例中：

薄膜流延设备购自瑞典Labtech公司，型号为LCR400。

所述聚丙烯组合物和抗静电薄膜性能按照以下方法进行测试，薄膜测试结果见表1：

(1)熔体质量流动速率(MFR)：按照GB/T 3682-2000中规定的方法进行测定，其中，测试温度为230℃，载荷为2.16kg。

(2)薄膜拉伸强度：按照GB/T 1040.3-2006中规定的方法进行测定。

(3)薄膜摆锤冲击强度：按照GB/T 8809-2015中规定的方法进行测定。

(4)薄膜热封强度：按照QB/T 2358中规定的方法进行测定。制样时，热封温度为150℃，热封压力为0.2MPa，热封时间为3s。

(5)薄膜表面电阻率，通过Keithley 6517B Electrometer进行测试。

(6)等规度：通过¹³C NMR测定，采用瑞士Bruker公司的型号为AVANCE III的核磁共振波谱仪(NMR)测定400MHz下丙烯聚合物的核磁碳谱(¹³C-NMR)，其中，溶剂为氘代邻二氯苯，样品浓度为250mg样品/2.5mL溶剂。为防止样品在溶解及数据采集过程中氧化降解，在样品中加入2mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚抗氧剂(简称BHT)。140℃溶解试样，采集¹³C-NMR，测试温度125℃，探测头规格10毫米，90°脉冲，采样时间AQ为5秒，延迟时间D1为1秒，扫描次数6000次。以二单元组等规[mm]的含量作为等规度。

(7)分子量分布(Mw/Mn)：通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定，采用英国PolymerLaboratories公司生产的型号为PL-GPC 220的凝胶渗透色谱仪结合IR5型红外检测器测定，其中，凝胶渗透色谱仪中的色谱柱为3根串联的Plgel 10μm MIXED-B柱，溶剂和流动相均为1,2,4-三氯苯(含0.3g/1000mL的抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚)，柱温为150℃，流速为1.0mL/min，采用PL公司生产EasiCal PS-1窄分布聚苯乙烯标样进行普适标定。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的抗静电复合薄膜的制备。

(1)聚丙烯组合物A的制备：

组分a为牌号为PPH-FA03的均聚聚丙烯，购自青岛炼化，熔体质量流动速率为3.1g/10min，等规度为98％，分子量分布Mw/Mn为4.7；组分b为牌号为6102的聚烯烃弹性体，购自埃克森公司，为乙烯-丙烯共聚物，乙烯结构单元含量为16wt％。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分a的质量份数Wa为80重量份，组分b的质量份数Wb为20重量份。然后加入润滑剂(所述润滑剂为瑞士科莱恩公司生产的PEG润滑剂，分子量10000，且以上述组分a和组分b的质量之和为100重量份计，润滑剂的加入量为0.1重量份)，之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到W&P公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在160-230℃之间，经螺杆熔融混合均匀、挤出、造粒并烘干，得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFR_A＝3.5g/10min。

(2)聚丙烯组合物B的制备：

组分x为牌号为F5006的无规聚丙烯，购自燕山石化，为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，熔体质量流动速率为5.2g/10min；组分y为牌号为6102的聚烯烃弹性体，购自埃克森公司，为乙烯-丙烯共聚物，乙烯结构单元含量为16wt％；组分z为牌号为EP200K的丙烯抗冲共聚物，购自中沙石化，乙烯含量为8wt％，乙烯-丙烯共聚部分含量为13wt％，熔体质量流动速率为3.2g/10min；导电填料为多壁碳纳米管，购自美国Cheap Tubes公司。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分x的质量份数Wx为85重量份，组分y的质量份数Wy为5重量份，组分z的质量份数Wz为10重量份。Wb：Wy为4:1。以100重量份的树脂为基准，碳纳米管为3重量份。其他步骤同步骤(1)，最终得到聚丙烯组合物B粒料，经检测其树脂组分的熔体质量流动速率MFR_B＝4.7g/10min。

(3)复合薄膜的制备：

将上述步骤(1)和步骤(2)制得的聚丙烯组合物A和聚丙烯组合物B粒料进行干燥，之后将聚丙烯组合物A加入多层挤出流延机的芯层挤出机中，将聚丙烯组合物B加入多层挤出流延机的上表层挤出机中，其中，所述上表层挤出机中加入无机防粘剂(二氧化硅，下同)，防粘剂与聚丙烯组合物粒料的重量比为0.2:100。在流延铸片过程中，将流延急冷辊温度设定为30℃，收卷，制成复合薄膜，其由上表层(薄膜层B)和芯层(薄膜层A)构成。薄膜厚度为50μm，其中薄膜层B和薄膜层A的厚度比为1:2。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的抗静电复合薄膜的制备。

(1)聚丙烯组合物A的制备：

组分a为牌号为M180R的丙烯抗冲共聚物，购自上海石化，乙烯含量为11wt％，乙烯-丙烯共聚部分含量为15wt％，熔体质量流动速率为2.0g/10min；组分b为牌号为DF640的聚烯烃弹性体，购自三井公司，为乙烯-1-丁烯共聚物，丁烯结构单元含量为32wt％。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分a的质量份数Wa为95重量份，组分b的质量份数Wb为5重量份。然后加入润滑剂(所述润滑剂为瑞士科莱恩公司生产的PEG润滑剂，分子量10000，且以上述组分a和组分b的质量之和为100重量份计，润滑剂的加入量为0.1重量份)，之后将混合物加入到高速搅拌器中混合均匀，再将混合好的物料加入到W&P公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在160-230℃之间，经螺杆熔融混合均匀、挤出、造粒并烘干，得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFR_A＝3.1g/10min。

(2)聚丙烯组合物B的制备：

组分x为牌号为F500EPS的无规聚丙烯，购自上海石化，为乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物，熔体质量流动速率为5.3g/10min；组分y为牌号为DF640的聚烯烃弹性体，购自三井公司，为乙烯-1-丁烯共聚物，丁烯结构单元含量为32wt％；组分z为牌号为M180R的丙烯抗冲共聚物，购自上海石化，乙烯含量为11wt％，乙烯-丙烯共聚部分含量为15wt％，熔体质量流动速率为2.0g/10min；导电填料为石墨烯，自制。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分x的质量份数Wx为60重量份，组分y的质量份数Wy为20重量份，组分z的质量份数Wz为20重量份。Wb：Wy为1:4。以100重量份的树脂为基准，石墨烯为2重量份。其他步骤同步骤(1)，最终得到聚丙烯组合物B粒料，经检测其树脂组分的熔体质量流动速率MFR_B＝4.4g/10min。

(3)复合薄膜的制备：

将上述步骤(1)和步骤(2)制得的聚丙烯组合物A和聚丙烯组合物B粒料进行干燥，之后将聚丙烯组合物A加入多层挤出流延机的芯层挤出机中，将聚丙烯组合物B加入多层挤出流延机的上表层挤出机和下表层挤出机中，其中，所述上、下表层挤出机中加入无机防粘剂(二氧化硅，下同)，防粘剂与聚丙烯组合物粒料的重量比均为0.2:100。在流延铸片过程中，将流延急冷辊温度设定为30℃，收卷，制成复合薄膜，其由上、下表层(薄膜层B)和芯层(薄膜层A)构成。薄膜厚度为50μm，其中上、下表层厚度之和与芯层的厚度比为1:1。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的抗静电复合薄膜的制备。

按照实施例1制备抗静电聚丙烯复合薄膜，不同的是，导电填料为多壁碳纳米管和导电炭黑，以100重量份的树脂为基准，多壁碳纳米管为1重量份，导电炭黑为1重量份。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的抗静电复合薄膜的制备。

(1)聚丙烯组合物A的制备：

步骤同实施例1。不同的是，组分a的质量份数Wa为90重量份，组分b的质量份数Wb为10重量份。得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFR_A＝3.3g/10min。

(2)聚丙烯组合物B的制备：

步骤同实施例1。不同的是，组分x的质量份数Wx为75重量份，组分y的质量份数Wy为20重量份，组分z的质量份数Wz为5重量份。Wb：Wy为1:2。得到聚丙烯组合物B粒料，经检测其树脂组分的熔体质量流动速率MFR_B＝5.5g/10min。

(3)复合薄膜的制备：

步骤同实施例1。薄膜厚度为50μm，其中薄膜层B和薄膜层A的厚度比为1:3。

实施例5

按照实施例2的方法制备聚丙烯薄膜。不同的是，在聚丙烯组合物A的制备中，组分a的质量份数Wa为75重量份，组分b的质量份数Wb为25重量份。Wb：Wy为5:4。得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFR_A＝3.3g/10min。

实施例6

按照实施例1的方法制备聚丙烯薄膜。不同的是，在聚丙烯组合物A的制备中，组分a的质量份数Wa为99重量份，组分b的质量份数Wb为1重量份。Wb：Wy为1:5。得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFR_A＝3.2g/10min。

实施例7

按照实施例1的方法制备聚丙烯薄膜。不同的是，在聚丙烯组合物B的制备中，组分x的质量份数Wx为50重量份，组分y的质量份数Wy为25重量份，组分z的质量份数Wz为25重量份。Wb：Wy为4:5。得到聚丙烯组合物B粒料，经检测其树脂组分的熔体质量流动速率MFR_B＝4.0g/10min。

实施例8

按照实施例1的方法制备聚丙烯薄膜。不同的是，在聚丙烯组合物B的制备中，组分x的质量份数Wx为90重量份，组分y的质量份数Wy为5重量份，组分z的质量份数Wz为5重量份。Wb：Wy为4:1。得到聚丙烯组合物B粒料，经检测其树脂组分的熔体质量流动速率MFR_B＝8.2g/10min。

实施例9

按照实施例1的方法制备聚丙烯薄膜。不同的是，在聚丙烯组合物A的制备中，组分a的质量份数Wa为100重量份，不加入组分b。得到聚丙烯组合物A粒料。

对比例1

按照实施例1的方法制备复合薄膜，不同的是，聚丙烯组合物B不含有导电填料。

对比例2

按照实施例1的方法制备复合薄膜，不同的是，聚丙烯组合物B中仅含有组份x和导电填料多壁碳纳米管。

对比例3

按照实施例1的方法制备复合薄膜，不同的是，仅使用聚丙烯组合物B挤出流延为单层薄膜，薄膜厚度为50μm。

表1

从表1中的实施例结果可以得出，本发明提供的抗静电聚丙烯复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能、抗静电性能和热封强度。本发明薄膜的纵向(MD)拉伸强度≥45MPa，优选≥52MPa。摆锤冲击强度≥0.6J，优选≥1.5J。150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选≥18N/15mm。表面电阻率为10²-10⁸Ω，优选为10²-10⁴Ω。加入导电填料后的复合薄膜，在满足抗静电使用需求的同时，也具有较好的力学性能，可以满足如电池包装材料、电子产品包装材料、粉末包装材料或高端食品包装材料等高端包装领域的应用需求。从对比例可以看出，膜层组成配比改变很难达到各种性能的平衡，而且在挤出流延时，膜面不稳定，很难得到厚度均匀的薄膜。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

Claims (17)

1.一种抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B，其中，聚丙烯组合物A包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括树脂组分和导电填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和丙烯抗冲共聚物z。

2.根据权利要求1所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜具有以下特征中的至少一种：纵向拉伸强度≥45MPa，优选纵向拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.6J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥18N/15mm；表面电阻率为10²-10⁸Ω，优选表面电阻率为10²-10⁴Ω。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物A的熔体质量流动速率为2-10g/10min，优选为3-8g/10min；和/或

在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物B的树脂组分的熔体质量流动速率为3-10g/10min，优选为4-8g/10min。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯a选自均聚聚丙烯和/或丙烯抗冲共聚物；

优选地，所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2-15g/10min，等规度大于97％，分子量分布Mw/Mn为4.5-7.0；

优选地，所述丙烯抗冲共聚物为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物；以丙烯抗冲共聚物的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物的乙烯含量为1-12wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物中的含有乙烯单元的共聚部分含量为3-15wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为1-10g/10min。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述丙烯抗冲共聚物z为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物；以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z的乙烯含量为1-12wt％；和/或，

所述丙烯抗冲共聚物z中的含有乙烯单元的共聚部分含量为3-15wt％；和/或，

所述丙烯抗冲共聚物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为1-10g/10min。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体b和所述聚烯烃弹性体y各自独立地为乙烯与α烯烃的弹性体共聚物，其中所述α烯烃优选为C₃-C₁₂的α烯烃，更优选选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述无规聚丙烯x为丙烯与乙烯和/或丁烯的共聚物，优选选自乙烯-丙烯-丁烯三元无规共聚物、丙烯-乙烯二元无规共聚物、丙烯-丁烯二元无规共聚物中的至少一种；和/或，所述无规聚丙烯x在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2-10g/10min。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述导电填料选自炭黑类导电填料、石墨类导电填料、碳纳米管类导电填料、碳纤维类导电填料、导电金属粒子、导电金属纤维、包覆有导电金属的填料和金属氧化物中的至少一种；

优选地，所述炭黑类导电填料为乙炔炭黑、超导炭黑和特导炭黑中的至少一种；所述石墨类导电填料为天然石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨和石墨烯中的至少一种；所述碳纳米管类导电填料为未经表面改性的或者经表面改性的单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管；所述导电金属粒子和导电金属纤维中的导电金属各自独立地为银、铝、铜、铁、镍和不锈钢中的至少一种；所述包覆有导电金属的填料选自镀铅、镀镍、镀银的玻璃球、玻璃纤维和云母片中的至少一种；所述金属氧化物为氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化镉中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯组合物A的总重量为基准，所述聚丙烯组合物A包括70-100wt％的聚丙烯a和0-30wt％的聚烯烃弹性体b；优选地，所述聚丙烯组合物A包括80-95wt％的聚丙烯a和5-20wt％的聚烯烃弹性体b。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，聚丙烯组合物B中，以树脂组分的重量为100重量份计，所述导电填料的含量为0.1-10重量份，所述树脂组分包括50-90wt％的无规聚丙烯x、5-35wt％的聚烯烃弹性体y、2-30wt％的丙烯抗冲共聚物z；优选地，以树脂组分的重量为100重量份计，所述导电填料的含量为0.5-4.5重量份，所述树脂组分包括60-85wt％的无规聚丙烯x、5-20wt％的聚烯烃弹性体y、5-20wt％的丙烯抗冲共聚物z。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯组合物A的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体b的重量份数计为Wb，以聚丙烯组合物B的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体y的重量份数计为Wy，Wb和Wy的比值为6:1-1:6，优选为4:1-1:4。

12.根据权利要求1-11中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜中，其他膜层厚度之和与所述薄膜层A的厚度之比为1:4-2:1，优选为1:3-1:1。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，当聚丙烯复合薄膜为三层以上结构时，所述薄膜层B为表层。

14.根据权利要求1-13中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物A和/或聚丙烯组合物B还包括抗氧剂和/或润滑剂；

优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168和硫酯类抗氧剂中的至少一种；

优选地，以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述抗氧剂的含量为0.1-0.8重量份，优选为0.2-0.4重量份；

优选地，所述润滑剂为PEG类润滑剂和/或单甘酯类润滑剂；

优选地，以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述润滑剂的含量为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.2重量份。

15.根据权利要求1-14中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物A和/或聚丙烯组合物B还包括成膜助剂，所述成膜助剂优选选自抗卤素剂、光稳定剂、热稳定剂、着色剂、填料、爽滑剂和抗粘剂中的至少一种；更优选地，以聚丙烯组合物A或聚丙烯组合物B的总量为100重量份计，所述成膜助剂的含量为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.3重量份。

16.权利要求1-15中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜；任选地，该方法进一步包括将所得复合薄膜进行拉伸，优选双向拉伸。

17.权利要求1-15中任意一项所述的抗静电聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用；所述包装优选为电池包装、电子产品包装、工业粉末包装或食品包装。