CN115991036A - 一种电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄膜领域，涉及一种电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。该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包括均聚聚丙烯a、丙烯抗冲共聚物b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括树脂组分和电磁屏蔽填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x以及任选的聚烯烃弹性体y。本发明的电磁屏蔽复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能和电磁屏蔽性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。
Description
技术领域
本发明属于薄膜领域，具体地，涉及一种电磁屏蔽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。
随着电子信息产业的高速发展，产生电磁波干扰的电子产品急剧增多，电磁波干扰已经成为一种公害；同时精密的电子设备和元器件也容易因受到电磁波干扰而损坏。电磁屏蔽材料作为一种防电磁的有效手段得到广泛重视和应用。目前，聚合物基电磁屏蔽材料具有成型加工一次完成、价格较低等优势，是电磁屏蔽材料的一个重要发展方向。电磁屏蔽薄膜主要采用PET、PP等，通过加入电磁屏蔽填料等达到电磁屏蔽的作用，但金属填料会对膜的性能产生较大的劣化。因而需开发一种高性能电磁屏蔽薄膜，以降低薄膜在添加电磁屏蔽填料后对材料性能的劣化作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜及其制备方法。该电磁屏蔽薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能、电磁屏蔽性能，而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电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，该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包括均聚聚丙烯a、丙烯抗冲共聚物b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括树脂组分和电磁屏蔽填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x以及任选的聚烯烃弹性体y。
本发明的第二方面提供上述电磁屏蔽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电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用。
本发明的电磁屏蔽复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、拉伸性能和电磁屏蔽性能，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≥30MPa，优选纵向拉伸强度≥35MPa；摆锤冲击强度≥0.3J，优选摆锤冲击强度≥0.9J；150℃下的热封强度≥11N/15mm，优选150℃下的热封强度≥14N/15mm；电磁屏蔽效能≥25dB，优选电磁屏蔽效能≥28dB。
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。
本发明提供一种电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，该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包括均聚聚丙烯a、丙烯抗冲共聚物b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括树脂组分和电磁屏蔽填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x以及任选的聚烯烃弹性体y。
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≥30MPa，优选纵向拉伸强度≥35MPa；摆锤冲击强度≥0.3J，优选摆锤冲击强度≥0.9J；150℃下的热封强度≥11N/15mm，优选150℃下的热封强度≥14N/15mm；电磁屏蔽效能≥25dB，优选电磁屏蔽效能≥28dB。
根据本发明的一些实施方式，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b的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物b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b的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物b的乙烯含量优选为1-12wt％。
所述丙烯抗冲共聚物b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。
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c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，所述电磁屏蔽填料为导电金属填料和/或碳材料。所述导电金属填料优选为导电金属粒子和/或导电金属纤维。进一步优选地，所述导电金属粒子和导电金属纤维中的金属各自独立地选自银、铝、铜、铁、镍和不锈钢中的一种或多种。所述碳材料优选为炭黑、石墨、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯组合物A包括50-90wt％的均聚聚丙烯a、5-40wt％的丙烯抗冲共聚物b和2-30wt％的聚烯烃弹性体c。
根据本发明的优选实施方式，所述聚丙烯组合物A包括55-75wt％的均聚聚丙烯a、10-30wt％的丙烯抗冲共聚物b和5-20wt％的聚烯烃弹性体c。
在本发明的树脂组分中，由于均聚聚丙烯中含有较大的球晶，丙烯抗冲共聚物和聚烯烃弹性体中含有尺寸不同的橡胶相，各组分会发生共同影响。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，所述电磁屏蔽填料的含量为5-30重量份，具体可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、18重量份、20重量份、25重量份、28重量份，所述树脂组分包括60-100wt％的无规聚丙烯x和0-40wt％的聚烯烃弹性体y。
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，所述电磁屏蔽填料的含量为15-25重量份，所述树脂组分包括75-90wt％的无规聚丙烯x和10-25wt％的聚烯烃弹性体y。
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c的重量份数计为Wc，以聚丙烯组合物B的树脂组分的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体y的重量份数计为Wy，Wc和Wy的比值为4:1-1:4，例如可以是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以及它们之间的任意值。
根据本发明的优选实施方式，Wc和Wy的比值为1:1-1:2。
经本发明人研究，进行双层或多层薄膜共挤时，当Wc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2-7g/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2-10g/10min，优选为3-8g/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、薄膜层B和聚丙烯组合物B的树脂组分中的二者或三者混合而成。当聚丙烯复合薄膜为三层以上结构时，所述薄膜层A优选作为中间层，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1:2-1:1。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、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，在此不再赘述。
本发明中，相对于100重量份的所述聚丙烯组合物，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。
根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯组合物B还包括偶联剂。所述偶联剂能够改善聚丙烯组合物的树脂组分和电磁屏蔽填料之间的相容性，其种类、用法和用量均可以为本领域的常规选择，例如，所述偶联剂可以选自钛酸酯类偶联剂，所述钛酸酯类偶联剂可以选自单烷氧基型钛酸酯、单烷基焦磷酸酯型钛酸酯、配位型钛酸酯和螯合型钛酸酯中的一种或多种；优选地，所述钛酸酯类偶联剂选自钛酸四丁酯和/或钛酸四异丙酯。以所述树脂组分的总重量为100重量份计，所述偶联剂的含量可以为1-6重量份，优选为4-6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，聚丙烯组合物A和任选的抗氧剂、润滑剂与成膜助剂混合并挤出造粒的过程；以及聚丙烯组合物B和任选的抗氧剂、润滑剂、成膜助剂、电磁屏蔽填料和偶联剂混合并挤出造粒的过程通常可以包括：将所述聚丙烯组合物和所需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，其主要可用于高端包装领域，如对薄膜抗冲性能较高的领域，如电子产品包装等。
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电磁屏蔽薄膜的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)屏蔽效能：按照SJ20524标准，用法兰同轴测试设备测试，电磁波波段为50MHz至1GHz频率范围。
(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电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜的制备。
(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；组分c为牌号为6102的聚烯烃弹性体，为乙烯-丙烯共聚物，乙烯结构单元含量为16wt％，购自埃克森公司。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分a的质量份数Wa为75重量份，组分b的质量份数Wb为10重量份，组分c的质量份数Wc为15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、组分b和组分c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，得到聚丙烯组合物粒料，经检测其熔体质量流动速率MFRA＝3.6g/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，为乙烯-丙烯共聚物，乙烯结构单元含量为16wt％，购自埃克森公司。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75重量份，组分y的质量份数Wy为25重量份。Wc：Wy为3:5。以上述树脂组分质量之和为100重量份计，加入电磁屏蔽填料Fe粉25重量份，偶联剂钛酸四丁酯5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MFRB＝3.2g/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电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜的制备。
(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，购自中原石化，熔体质量流动速率为3.0g/10min，等规度为98％，分子量分布Mw/Mn为4.6；组分b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c为牌号为DF640的聚烯烃弹性体，为乙烯-1-丁烯共聚物，丁烯结构单元含量为32wt％，购自三井公司。将上述制得的各组分按配比进行称重并混合，其中组分a的质量份数Wa为65重量份，组分b的质量份数Wb为30重量份，组分c的质量份数Wc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、组分b和组分c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MFRA＝3.2g/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，为乙烯-1-丁烯共聚物，丁烯结构单元含量为32wt％，购自三井公司。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90重量份，组分y的质量份数Wy为10重量份。Wc：Wy为1:2。以上述树脂质量之和为100重量份计，电磁屏蔽填料为导电炭黑，加入量为15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MFRB＝5.2g/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、下表层挤出机中还加入无机防粘剂(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电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜的制备。
按照实施例1制备电磁屏蔽薄膜，不同的是，电磁屏蔽填料为Fe粉和导电炭黑，Fe粉的加入量为10重量份，导电炭黑的加入量为5重量份，偶联剂钛酸四丁酯的加入量为3重量份。制备过程同实施例1的步骤(3)。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的电磁屏蔽复合薄膜的制备。
(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55重量份，组分b的质量份数Wb为25重量份，组分c的质量份数Wc为20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MFRA＝2.6g/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80重量份，组分y的质量份数Wy为20重量份。Wc：Wy为1:1。其他步骤同步骤(2)，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MFRB＝4.8g/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50重量份，组分b的质量份数Wb为40重量份，组分c的质量份数Wc为10重量份。Wc：Wy为2:5。得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFRA＝3.0g/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80重量份，组分b的质量份数Wb为10重量份，组分c的质量份数Wc为10重量份。Wc：Wy为2:5。得到聚丙烯组合物A粒料，经检测其熔体质量流动速率MFRA＝3.4g/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70重量份，组分y的质量份数Wy为30重量份。Wc：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MFRB＝4.4g/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95重量份，组分y的质量份数Wy为5重量份。Wc：Wy为3:1。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MFRB＝5.7g/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B的制备中，组分x的质量份数Wx为100重量份，不加入组分y，得到聚丙烯组合物B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A中仅含有组分b。
对比例2
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。
对比例3
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中不含有电磁屏蔽填料。
表1
从表1中的结果可以得出，本发明提供的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜同时具有较好的抗冲性能、拉伸性能以及较高的热封强度，从而使得加入电磁屏蔽填料后的复合薄膜，在满足电磁屏蔽使用需求的同时，也达到较好的力学性能，从而拓宽了聚丙烯薄膜的应用领域。本发明薄膜的纵向(MD)拉伸强度≥30MPa，优选≥35MPa。摆锤冲击强度≥0.3J，优选≥0.9J。且150℃下的热封强度≥11N/15mm，优选≥14N/15mm。电磁屏蔽效能≥25dB，优选≥28dB。
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 (18)
1.一种电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，该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包括均聚聚丙烯a、丙烯抗冲共聚物b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括树脂组分和电磁屏蔽填料，所述树脂组分包括无规聚丙烯x以及任选的聚烯烃弹性体y。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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≥30MPa，优选纵向拉伸强度≥35MPa；摆锤冲击强度≥0.3J，优选摆锤冲击强度≥0.9J；150℃下的热封强度≥11N/15mm，优选150℃下的热封强度≥14N/15mm；电磁屏蔽效能≥25dB，优选电磁屏蔽效能≥28dB。
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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2-7g/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2-10g/10min，优选为3-8g/10min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，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。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述丙烯抗冲共聚物b为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物；以丙烯抗冲共聚物b的重量为100重量份计，所述丙烯抗冲共聚物b的乙烯含量为1-12wt％；和/或，
所述丙烯抗冲共聚物b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b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中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体c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中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述电磁屏蔽填料为导电金属填料和/或碳材料；所述导电金属填料优选为导电金属粒子和/或导电金属纤维，所述导电金属粒子和导电金属纤维中的金属优选各自独立地选自银、铝、铜、铁、镍和不锈钢中的一种或多种；所述碳材料优选为炭黑、石墨、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物A包括50-90wt％的均聚聚丙烯a、5-40wt％的丙烯抗冲共聚物b和2-30wt％的聚烯烃弹性体c；优选地，所述聚丙烯组合物A包括55-75wt％的均聚聚丙烯a、10-30wt％的丙烯抗冲共聚物b和5-20wt％的聚烯烃弹性体c。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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，所述电磁屏蔽填料的含量为5-30重量份，所述树脂组分包括60-100wt％的无规聚丙烯x和0-40wt％的聚烯烃弹性体y；优选地，以树脂组分的重量为100重量份计，所述电磁屏蔽填料的含量为15-25重量份，所述树脂组分包括75-90wt％的无规聚丙烯x和10-25wt％的聚烯烃弹性体y。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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c的重量份数计为Wc，以聚丙烯组合物B的树脂组分的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体y的重量份数计为Wy，Wc和Wy的比值为4:1-1:4，优选为1:1-1:2。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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1:2-1:1。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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A为中间层。
14.根据权利要求1-13中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，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、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.根据权利要求1-15中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物B还包括偶联剂，所述偶联剂优选为钛酸酯类偶联剂，所述钛酸酯类偶联剂优选选自单烷氧基型钛酸酯、单烷基焦磷酸酯型钛酸酯、配位型钛酸酯和螯合型钛酸酯中的一种或多种；更优选地，所述钛酸酯类偶联剂选自钛酸四丁酯和/或钛酸四异丙酯；以所述树脂组分的总重量为100重量份计，所述偶联剂的含量为1-6重量份，优选为4-6重量份。
17.权利要求1-16中任意一项所述的电磁屏蔽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。
18.权利要求1-16中任意一项所述的电磁屏蔽聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用；所述包装优选为电子产品包装。
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