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一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法

文檔序號:2452174閱讀:272來源:國知局
一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,該方法以均聚聚丙烯和丙烯-乙烯嵌段共聚物為基本原料,添加乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物,通過物料混合、三層共擠成型工藝加工而成。其中表層配方:均聚PP52~60重量份,PPB40~48重量份;中間夾層配方:PPB50~57重量份,OBC40~45重量份,EMA3~5重量份。本方法制成的薄膜,其斷裂伸長率>850%,拉伸斷裂強度>29MPa,透光率>91%,霧度<5%,零下35℃條件下30天不脆裂,具有柔韌性佳、透光率高、長時間耐低溫性能好、熱封強度高等特點,特別適用于寒冷地區(qū)物品包裝以及食品超低溫冷凍包裝。
【專利說明】一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及功能性塑料薄膜的制備方法,具體的說是一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚丙烯(PP)是當今五大塑料品種中發(fā)展速度最快之一。PP具有優(yōu)良的剛度、透光性、耐溶劑性、無毒性、電絕緣性、加工性、可回收再利用等優(yōu)點。PP薄膜無毒無味、透光率高、光澤性好,已廣泛用于食品、糖果、冷凍面食、航空食品、茶葉、藥品、衛(wèi)生用品、文具、月艮裝、日用品等包裝。PP薄膜雖然具有優(yōu)異的性能,但也存在一些不足之處,其中最突出的缺點是柔韌性差、低溫脆性大,尤其在冬天寒冷地區(qū)以及食品超低溫冷凍包裝儲存過程中經(jīng)常發(fā)生PP薄膜脆裂現(xiàn)象,使其應用領域受到限制。
[0003]近年來,國內(nèi)外一些研究單位和生產(chǎn)企業(yè)對PP進行增韌改性,主要方法有--①橡膠及熱塑性彈性體增韌改性PP:采用順丁橡膠(BR)、乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等與PP共混改性,改善PP的球晶形態(tài),形成以彈性體微粒狀的“海島”結(jié)構,提高PP共混材料的抗沖擊強度和耐低溫性能;②茂金屬聚烯烴彈性體增韌改性PP:采用茂金屬三元乙丙彈性體、茂金屬線型低密度聚乙烯(mLLDPE)、茂金屬低密度聚乙烯(mLDPE)與PP共混改性,提高PP共混材料的斷裂伸長率和柔韌性;③無機剛性粒子增韌改性PP:采用微米級或亞納米級碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、高嶺土、云母、硅灰石、硫酸鋇等無機剛性粒子對PP進行增韌改性,提高PP共混材料的剛性和韌性;上述改性方法對提高PP薄膜制品的抗沖擊強度和耐低溫性能均起到不同程度的效果,但是,增韌改性后PP薄膜制品的透光率明顯下降、霧度上升。檢索大量的專利文獻和公開發(fā)表的研究論文,尚未見采用均聚聚丙烯(均聚PP)和丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)為基本原料,添加乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA),通過三層共擠成型工藝制成三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服目前PP薄膜制品存在柔韌性差、低溫脆性大,增韌改性后PP薄膜制品存在透光率明顯下降、霧度上升等缺陷,本發(fā)明提供了一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,本方法以均聚聚丙烯(均聚PP)和丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)為基本原料,添加乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA),通過物料混合、三層共擠成型工藝加工而成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜;所制備的薄膜表層由均聚聚丙烯(均聚PP)與丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)共混塑化組成,中間夾層由丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)、乙烯-辛烯嵌段共聚物(0BC)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)共混塑化組成。
[0005]采用本方法制成的薄膜,其斷裂伸長率> 850%,拉伸斷裂強度> 29MPa,透光率>91%,霧度< 5%,零下35°C條件下30天不脆裂,具有柔韌性佳、透光率高、長時間耐低溫性能好、熱封強度高等特點,特別適用于寒冷地區(qū)物品包裝以及食品超低溫冷凍包裝。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術方案是:
材料與配方
表層:均聚聚丙烯(均聚PP) 52~60重量份,丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB) 40~48
重量份;
中間夾層:丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)50~57重量份,乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)40~45重量份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA) 3~5重量份。
[0007]制備方法
將均聚聚丙烯(均聚PP)、丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)計量后置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95± 1°C,物料混合5min后等量置于三層共擠成型機的1#、2#表層擠出機組料斗中;將丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)、乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)計量后置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95 土 1°C,物料混合5min后置于三層共擠成型機的3#中間夾層擠出機組料斗中;控制1#、2#表層擠出機組料筒溫度:I 區(qū) 175 ~180°C、II 區(qū) 182 ~186°C、III區(qū) 187 ~192°C、IV區(qū) 193 ~196°C、V區(qū)195~198°C、VI區(qū)197~200°C ;控制3#中間夾層擠出機組料筒溫度:I區(qū)170~175°C、II 區(qū) 176 ~182°C、III區(qū) 183 ~188°C、IV區(qū) 190 ~193°C、V 區(qū) 193 ~196°C、VI區(qū) 195 ~1980C ;控制連接法蘭溫度198~201°C、模頭溫度195~198°C ;同步啟動1#、2#、3#擠出機組,進行共擠、下吹、淋膜,制成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜。
[0008]本發(fā)明所述的均聚聚丙烯(均聚PP),其熔體流動速率為7g/10min、密度為0.91g/
cm3。[0009]本發(fā)明所述的丙烯-乙烯嵌段共聚物(PPB)中乙烯的質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為 5g/10min。
[0010]本發(fā)明所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物(0BC),其熔體流動速率為3.5g/10min、密度為 0.877g/cm3。
[0011]本發(fā)明所述的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)中丙烯酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)為20%、熔體流動速率為4.5g/10min。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:①設計薄膜表層由均聚PP與PPB共混塑化組成,使得薄膜表層既保持較好的剛性和透明性,又大幅度提高耐低溫性能設計薄膜中間夾層由PPB、OBC、EMA共混塑化組成,OBC的加入,大幅度提高PPB/0BC共混材料的缺口沖擊強度和斷裂伸長率,相容劑EMA的加入,使得PPB與OBC兩相間界面結(jié)合力增強,PPB/0BC/EMA共混材料的柔韌性和耐低溫性能顯著提高;③采用本方法制成的薄膜,其斷裂伸長率> 850%,拉伸斷裂強度> 29MPa,透光率> 91%,霧度< 5%,零下35°C條件下30天不脆裂,具有柔韌性佳、透光率高、長時間耐低溫性能好、熱封強度高等特點,特別適用于寒冷地區(qū)物品包裝以及食品超低溫冷凍包裝。
【具體實施方式】
[0013]實施例1:將熔體流動速率為7g/10min、密度為0.91g/cm3的均聚PP 55kg及乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 45kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95°C,物料混合5min后等量置于三層共擠成型機的1#、2#表層擠出機組料斗中;將乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 54kg,熔體流動速率為3.5g/10min、密度為
0.877g/cm3的OBC 42kg,丙烯酸甲酯質(zhì)量分數(shù)為20%、熔體流動速率為4.5g/10min的EMA4kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95°C,物料混合5min后置于三層共擠成型機的3#中間夾層擠出機組料斗中;控制1#、2#表層擠出機組料筒溫度:I區(qū)177°C、II區(qū)184°C、III區(qū)190°C、IV區(qū)195°C、V區(qū)197°C、VI區(qū)198°C ;控制3#中間夾層擠出機組料筒溫度:I 區(qū) 173°C、II 區(qū) 179°C、III區(qū) 185°C、IV區(qū) 192°C、V區(qū) 195°C、VI區(qū) 197°C;控制連接法蘭溫度199°C、模頭溫度197°C ;同步啟動1#、2#、3#擠出機組,進行共擠、下吹、淋膜,制成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜。
[0014]本實施例制成的薄膜測試結(jié)果:斷裂伸長率(縱/橫向)886%/935%,拉伸斷裂強度(縱/橫向)31.5MPa/30.2 MPa,透光率91.8%,霧度4.5%,零下35°C條件下30天不脆裂。
[0015]實施例2:
將熔體流動速率為7g/10min、密度為0.91g/cm3的均聚PP 52kg及乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 48kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度94°C,物料混合5min后等量置于三層共擠成型機的1#、2#表層擠出機組料斗中;將乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 50kg,熔體流動速率為3.5g/10min、密度為
0.877g/cm3的OBC 45kg,丙烯酸甲酯質(zhì)量分數(shù)為20%、熔體流動速率為4.5g/10min的EMA5kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度96°C,物料混合5min后置于三層共擠成型機的3#中間夾層擠出 機組料斗中;控制1#、2#表層擠出機組料筒溫度:I區(qū)175°C、II區(qū)182°C、III區(qū)187°C、IV區(qū)193°C、V區(qū)195°C、VI區(qū)197°C ;控制3#中間夾層擠出機組料筒溫度:I 區(qū) 170°C、II 區(qū) 176°C、III區(qū) 183°C、IV區(qū) 190°C、V區(qū) 193°C、VI區(qū) 195°C;控制連接法蘭溫度198°C、模頭溫度195°C ;同步啟動1#、2#、3#擠出機組,進行共擠、下吹、淋膜,制成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜。
[0016]本實施例制成的薄膜測試結(jié)果:斷裂伸長率(縱/橫向)917%/963%,拉伸斷裂強度(縱/橫向)30.8MPa/29.7 MPa,透光率91.5%,霧度4.7%,零下35°C條件下30天不脆裂。
[0017]實施例3:
將熔體流動速率為7g/10min、密度為0.91g/cm3的均聚PP 60kg及乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 40kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度96°C,物料混合5min后等量置于三層共擠成型機的1#、2#表層擠出機組料斗中;將乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min的PPB 57kg,熔體流動速率為3.5g/10min、密度為
0.877g/cm3的OBC 40kg,丙烯酸甲酯質(zhì)量分數(shù)為20%、熔體流動速率為4.5g/10min的EMA3kg置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度94°C,物料混合5min后置于三層共擠成型機的3#中間夾層擠出機組料斗中;控制1#、2#表層擠出機組料筒溫度:I區(qū)180°C、II區(qū)186°C、III區(qū)192°C、IV區(qū)196°C、V區(qū)198°C、VI區(qū)200°C ;控制3#中間夾層擠出機組料筒溫度:I 區(qū) 175°C、II 區(qū) 182°C、III區(qū) 188°C、IV區(qū) 193°C、V區(qū) 196°C、VI區(qū) 198°C;控制連接法蘭溫度201°C、模頭溫度198°C ;同步啟動1#、2#、3#擠出機組,進行共擠、下吹、淋膜,制成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜。[0018]本實施例制成的薄膜測試結(jié)果:斷裂伸長率(縱/橫向)873%/918%,拉伸斷裂強度(縱/橫向)32.3M Pa/30.9 MPa,透光率92.0%,霧度4.2%,零下35°C條件下30天不脆裂。
【權利要求】
1.一種三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,其特征是: 配方 表層:均聚聚丙烯52~60重量份,丙烯-乙烯嵌段共聚物40~48重量份; 中間夾層:丙烯-乙烯嵌段共聚物50~57重量份,乙烯-辛烯嵌段共聚物40~45重量份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物3~5重量份; 制備方法 將均聚聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物計量后置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95±1°C,物料混合5min后等量置于三層共擠成型機的1#、2#表層擠出機組料斗中;將丙烯-乙烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物計量后置于攪拌機中,控制攪拌機轉(zhuǎn)速250r/min,溫度95± 1°C,物料混合5min后置于三層共擠成型機的3#中間夾層擠出機組料斗中;控制1#、2#表層擠出機組料筒溫度:I區(qū)175~180°C、II區(qū) 182 ~186°C、III區(qū) 187 ~192°C、IV區(qū) 193 ~196°C、V 區(qū) 195 ~198°C、VI區(qū) 197 ~2000C ;控制3#中間夾層擠出機組料筒溫度:I區(qū)170~175°C、II區(qū)176~182°C、III區(qū)183~188°C、IV區(qū)190~193°C、V區(qū)193~196°C、VI區(qū)195~198°C ;控制連接法蘭溫度198~201 °C、模頭溫度195~198°C;同步啟動1#、2#、3#擠出機組,進行共擠、下吹、淋膜,制成具有“表層-中間夾層-表層”三層復合結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜。
2.根據(jù)權利要求1所述的三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,其特征是所所述的均聚聚丙烯,其熔體流動速率為7g/10min、密度為0.91g/cm3。
3.根據(jù)權利要求1所述的三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,其特征是所述的丙烯-乙烯嵌段共聚物中乙烯的質(zhì)量分數(shù)為12%、熔體流動速率為5g/10min。
4.根據(jù)權利要求1所述的三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,其特征是所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物,其熔體流動速率為3.5g/10min、密度為0.877g/cm3。
5.根據(jù)權利要求1所述的三層結(jié)構的高韌性高透光聚烯烴薄膜的制備方法,其特征是所述的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)為20%、熔體流動速率為.4.5g/10mino
【文檔編號】B32B27/28GK103788492SQ201410048859
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權日:2014年2月13日
【發(fā)明者】張華集, 李國標, 柯俊沐, 肖荔人, 張雯 申請人:福建師范大學
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