CN1709950A - 晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用。其作为无机开口剂在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前，在单或双螺杆设备前添加；晶体硅铝化合物是：分子式Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O；结构式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]·27H2O；结晶规则多孔有间隙，粒度为1μm～13μm，1％溶液，25℃pH值≤11；1000℃，1h，灼烧失量≤22％；晶体由芯核和复合于芯核外层的网状复合层构成，两者紧密吸附复合为一整体；芯核的形状为正立方体、正六面体或正八面体，通体形态规则、有相互贯通的孔；网状复合层为一层或多于一层，其网眼形态为规则或不规则的几何形。

Description

晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用
技术领域
本发明属于改善塑料薄膜开口性能的助剂，具体涉及一种晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用。
背景技术
塑料薄膜产品主要应用于塑料包装行业，塑料薄膜的产量在整个塑料产品中占有相当大的比重，在工业和人们日常生活中塑料薄膜几乎无处不在。随着塑料助剂的发展和改性技术的提高，使得塑料薄膜的应用性能越来越好，应用领域也越来越宽泛。
我国塑料包装行业发展形势趋好，但也面临着一些问题，在所有造成塑料薄膜产品性能和技术水平偏低的诸多因素中.其开口性能的优劣是主要的问题之一；开口性能差的产品无法在自动包装机上正常使用，使其用途受到了极大的限制。
塑料薄膜开口性差(即粘连)问题，一般有两方面的原因：
一种是由于薄膜闭合后膜间形成真空密合状态，不易分开；另一种是薄膜成型后其表面有大量的外露分于链，在两片薄膜闭合后产生了大分子链之间的互相缠绕，使其无法打开；造成薄膜开口困难的原因是二者共存的，后者是主要原因。
目前国内外用于改善塑料薄膜开口性能的开口剂主要有两大类产品，即无机开口剂和有机爽滑剂两大类。在无机开口剂中又有天然矿物和合成的钠米二氧化硅两类。
在无机开口剂中，二氧化硅由于生产技术和分散技术的原因，主要是国外的产品。该产品同时具有改善薄膜表面和减少外露分子链的功能，是一种优良的开口剂。但是该产品价格昂贵，在应用中给薄膜产品增加了很大的成本负担。
有机开口剂如油酸酰胺，芥酸酰胺等，其开口机理是塑料薄膜加入有机开口剂后，可在薄膜表面形成一层润滑膜，降低膜间的摩擦系数，降低互相粘连，因此这类开口剂一般亦称为抗粘连剂或爽滑剂。但其存在析出物，影响薄膜的颜色、热封性和印刷性，存在污染被包装物隐患；
国内市售无机开口剂如硅藻土，磷酸氢钙，硫酸钙等，是由天然矿物经磨碎等一系列加工而成，颗粒形态极不规则，粒度分布较宽，在电镜下可见多数颗粒是以针状形态存在。该类产品开口机理主要是通过增加薄膜表面的凹凸不平减少膜间负压达到开口目的的，而对于影响薄膜开口性能的主要原因，即外露分子链的缠绕问题几乎得不到改善。因此该类产品加量少时薄膜的开口性能仍然不好，但加入量大时又极易影响到薄膜光学性，热封性。同时在成膜时产生大量的“鱼眼”(即类似鱼眼形态的孔或洞)，影响了薄膜的质量。
类似的晶体硅铝化合物产品，市场有商品出售，但结晶形态和结构不同，主要是单一的正多面体，通常混杂有5～15％量的其他晶形或存在有5～10％左右的凝胶，晶体无孔或空隙极少，没有网状复合层。现有技术的晶体硅铝化合物产品，主要用作吸附剂、软水剂和摩擦助剂。
发明内容
本申请的发明目的，就是研究开发晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用。
本发明是通过如下技术方案实施的：
研制一种晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用：
一种方案是：作为无机开口剂，在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前，在双螺杆设备前添加；
另一种方案是：作为无机开口剂并配有相应爽滑剂，在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前，在双螺杆设备前添加；
所述的作为塑料薄膜开口剂的晶体硅铝化合物是：
分子式Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O；
结构式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]·27H2O
所述的晶体硅铝化合物，多孔有间隙，规则的结晶，粒度为1μm～13μm，1％溶液，25℃pH值≤11；1000℃，1h，灼烧失量≤22％；
所述的晶体由芯核和复合于芯核外层的网状复合层构成，两者紧密吸附复合为一整体；
所述的芯核的形状为正立方体、正六面体或正八面体，芯核通体形态规则、有相互贯通的孔；
所述的网状复合层为一层或多于一层，其网眼形态为规则或不规则的几何形。
加入量是600ppm～1300ppm，1000ppm～1200ppm或0.6～1.3kg开口剂/吨塑料薄膜。
上述的晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是所述的1000ppm～1200ppm或0.6～1.3kg开口剂/吨塑料薄膜。
上述的晶体硅铝化合物的粒度范围为1.5μm～5μm。
本发明的优点是：
1.含有大量孔隙的结晶体硅铝化合物，同时解决了薄膜间的真空密闭状态和外露大分子链的缠绕问题。
2.结晶规则、粒度分布集中，避免了成膜过程中由于固体颗粒加入产生“鱼眼”的问题。
3.性能可与进口的二氧化硅媲美，而成本低廉适合国情。
具体实施方式
实施例一
本发明的晶体硅铝化合物系自产，由铝酸钠溶液与水玻璃反应，经成胶、浆化、晶化、液固分离、烘干而成。
分子式Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O；
结构式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]·27H2O
所述的晶体硅铝化合物，多孔有间隙，规则的结晶，粒度为1μm～13μm，1％溶液，25℃pH值≤11；1000℃，1h，灼烧失量≤22％；
所述的晶体由芯核和复合于芯核外层的网状复合层构成，两者紧密吸附复合为一整体；
所述的芯核的形状为正立方体、正六面体或正八面体，芯核通体形态规则、有相互贯通的孔；所述的网状复合层多于一层，其网眼形态为规则或不规则的几何形。
具体操作：
1、按LDPE粉料∶晶体硅铝化合物＝100kg∶60kg的比例加入造粒机前预混器(边加边混合)，经双螺杆挤出造粒机制成含该开口剂约37.5％的开口母料；
2、按LDPE粉料∶上述母料＝1000kg∶2.7kg的按比例进行密炼混合后进入吹膜机进行吹膜；
3、得到的含开口剂的塑料薄膜，其性能为：雾度6.3，薄膜拉伸强度(纵)23.5，薄膜拉伸强度(横)14.2，薄膜断裂伸长率(纵)213，薄膜断裂伸长率(横)420，薄膜摩擦系数静0.223、动0.175，薄膜粘连性0.642，综合评价：优级。
本发明的晶体硅铝化合物产品，经中石化北京燕化股份有限公司树脂应用研究所应用于PP、PE、PVC、PET和烟膜、包装膜、印刷膜等塑料薄膜产品。试验数据表明，在开口剂加入量600ppm～1300ppm，可以单独作塑料薄膜开口剂使用；当配有相应爽滑剂时，综合性能更佳。
具体使用要求：在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前阶段添加，在双螺杆设备前加入。经试用，效果满意，达到了预期的发明目的。
试验数据：薄膜的力学和光学性能
  项目   单位   1   2   3   4   5   6   测试方法   GB11115-89
  雾度   ％   5.4   9.2   8.0   6.3   6   6.3   GB2410-1980   ≤9(优级)
  薄膜拉伸强度(纵)   MPa   24.3   20.0   19.0   23.5   24.3   23   GB13022-1991
  薄膜拉伸强度(横)   MPa   17.3   16.2   13.5   14.2   17.4   17.6   GB13022-1991
  薄膜断裂伸长率(纵)   ％   269   203   110   213   250   223   GB13022-1991
  薄膜断裂伸长率(横)   ％   509   380   450   420   521   551   GB13022-1991
  薄膜摩擦系数   静   0.663   0.310   0.212   0.223   0.222   0.196   GB/T10006-1988
  动   0.918   0.307   0.210   0.175   0.136   0.178   GB/T10006-1988
  薄膜粘连性   Mn/mm   0.918   0.780   0.650   0.642   0.643   0.731   GB/T16276-1996
注：表中1为空白对照；2为无机开口剂(如硫酸钙)的测定数据；3为有机开口剂(如芥酸酰胺)的测定数据；4、5为本晶体硅铝化合物产品的测定数据；6为加入超细二氧化硅与爽滑剂的优良工业化LDPE产品的测定数据。
实施例二
晶体硅铝化合物自产，晶体硅铝化合物的粒度范围为1.5μm～5μm；其芯核的形状为正六面体，网状复合层多于一层，其网眼形态为规则的几何形；添加量为600ppm～1300ppm，其余同实施例一。
实施例三
晶体硅铝化合物自产，晶体硅铝化合物的粒度范围为5μm～13μm；其芯核的形状为正八面体，网状复合层一层，其网眼形态为规则或不规则的几何形；添加量为1000ppm～1200，其余同实施例一。
实施例四
晶体硅铝化合物自产，晶体硅铝化合物的粒度范围为1.5μm～5μm；其芯核的形状为正四面体，网状复合层多于一层，其网眼形态为不规则的几何形；添加量为0.6～1.3kg开口剂/吨塑料薄膜，其余同实施例一。

Claims (6)

1.一种晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是：作为无机开口剂在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前，在单或双螺杆设备前添加；
所述的作为塑料薄膜开口剂的晶体硅铝化合物是：
分子式Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O；
结构式Na12[(AlO2)12·(SiO2)12]·27H2O
所述的晶体硅铝化合物，多孔有间隙，规则的结晶，粒度为1μm～13μm，1％溶液，25℃pH值≤11；1000℃，1h，灼烧失量≤22％；
所述的晶体由芯核和复合于芯核外层的网状复合层构成，两者紧密吸附复合为一整体；
所述的芯核的形状为正立方体、正六面体或正八面体，芯核通体形态规则、有相互贯通的孔；
所述的网状复合层为一层或多于一层，其网眼形态为规则或不规则的几何形。
2.一种晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是：作为无机开口剂并配有相应爽滑剂，在塑料薄膜生产过程中的生产母料加料前，在单或双螺杆设备前添加。
3.按照权利要求1或2所述的晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是：添加量是600ppm～1300ppm。
4.按照权利要求1或2所述的晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是：添加量是1000ppm～1200ppm。
5.按照权利要求1或2所述的晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是：添加量是0.6～1.3kg开口剂/吨塑料薄膜。
6.按照权利要求1或2所述的晶体硅铝化合物在塑料薄膜开口剂中的应用，其特征是所述的晶体硅铝化合物的粒度范围为1.5μm～5μm。
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