專利名稱：用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜。
背景技術(shù)：
目前，背膠袋廣泛用于物流行業(yè)。用于制作背膠袋的透明薄膜，基于使用特點(diǎn)，要 求其透明度較好，韌性好且低溫時不易碎裂，縱橫向撕裂強(qiáng)度接近，容易用燙刀熱燙合，制 成袋子后兩層膜不能粘連。此外，由于薄膜袋子的背面涂布有熱熔壓敏膠，在膠的生產(chǎn)過程 中需加入油類來增塑高分子的膠類，油類會少量析出，易造成袋子粘連污損，故要求薄膜的 阻油性較好。只有同時滿足以上性能的薄膜才能適用于生產(chǎn)背膠袋。目前用于生產(chǎn)背膠袋 的透明薄膜多選用PP膜，由于PP(聚丙烯)膜比重小，生產(chǎn)同樣的厚度產(chǎn)品成本較低，挺括 度、透明度能滿足背膠袋的需要，阻隔性較傳統(tǒng)的PE膜有較大的改善，能阻止油類的滲透。 但是普通PP膜受結(jié)晶和聚合條件的影響，位于聚合物主鏈同一側(cè)的甲基產(chǎn)生了一個有規(guī) 立構(gòu)分子和高結(jié)晶的特性，耐低溫性能、印刷性、熱封性較差，在北方冬季普通PP膜很容易 破碎。尤其是普通PP膜的撕裂強(qiáng)度在不同方向上有較大差異，其橫向撕裂強(qiáng)度不及縱向撕 裂強(qiáng)度的一半，當(dāng)用于背膠袋時袋子的開口小條因橫向撕裂強(qiáng)度低，很容易撕斷，從而使袋 子破壞或造成貨運(yùn)單據(jù)丟失的嚴(yán)重事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服已有技術(shù)的缺陷而提供一種具有高斷裂伸長率、低溫伸長率及均 衡撕裂強(qiáng)度的用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜及其制備方法。本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜，由外層、中間層、內(nèi)層熔融共擠吹制而成，各 層材料由下述質(zhì)量份的原料制備而成外層均聚PP 100、共聚 PP 10-40、LLDPE 5-10 ；中間層均聚 PP 100、共聚 PP 10-30、LLDPE 5-10 ；內(nèi)層均聚 PP 10-50、共聚 PP 100、LLDPE 20-50、開口劑 1. 5-2. 5。上述用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜，所述均聚PP選用T30S，共聚PP選用F800E和 EP1X35F 二者組合，LLDPE選用韓國現(xiàn)代的UF414。一種制備上述用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜的方法，它利用三層共擠下吹水冷吹 膜機(jī)組，經(jīng)原料配置、塑化擠出、機(jī)頭模具成型、牽引、風(fēng)冷、水冷、烘干、薄膜電子沖擊、收 卷、分切工序進(jìn)行制備，在所述機(jī)頭模具成型工序中，露點(diǎn)線距?？诰嚯x為260毫米 320 毫米，吹脹比為1. 0-1. 4 ；所述牽引工序中，牽引比為4. 3 4. 7 ；所述水冷工序中，冷卻水 溫控制在15-20°C。上述用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜的制備方法，所述烘干工序中，干燥器表面溫度控制在70 80°C之間。本發(fā)明針對普通PP膜制作的背膠袋薄膜袋子存有低溫性能差、橫向撕裂強(qiáng)度低等問題對普通PP膜進(jìn)行改性處理，其產(chǎn)品原料由均聚PP、共聚PP及LLDPE組成，經(jīng)反復(fù)研 究，確定上述組成物在各層中的最佳配比及合適的制備方法。經(jīng)檢測，本發(fā)明產(chǎn)品主要特點(diǎn) 如下1.大大提高了橫向撕裂強(qiáng)度，使撕裂強(qiáng)度縱、橫向較為接近；2.斷裂伸長率和低溫伸 長率得到明顯改善，低溫時不易碎裂；3.燙合溫度明顯下降，工藝性提高。性能數(shù)據(jù)詳見表 一。本發(fā)明方法在三層共擠下吹水冷吹膜機(jī)組實(shí)施，和流延PP膜相比它具有設(shè)備投 資小，占地面積小，操作簡便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式用于制作背膠袋的透明薄膜一般是由三層共擠流延機(jī)組或下吹水冷機(jī)組制備的 PP膜，三層膜結(jié)構(gòu)包括外層、中間層、內(nèi)層，可單獨(dú)選擇滿足各層要求的材料，以賦予薄膜不 同的性能和用途。其中內(nèi)層要進(jìn)行熱封合加工，要求材料的熱封溫度低、開口性好；中間層 起到骨架和支撐的作用，要求有較高的撓曲模量，較高的拉伸強(qiáng)度，中間層材料決定了薄膜 機(jī)械性能；外層經(jīng)過表面處理后具有適當(dāng)?shù)谋砻鎻埩?，以便進(jìn)行印刷、復(fù)合或金屬化處理。 膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)除要求具有通常的PP樹脂所具有的特性外，還應(yīng)具有良好的熱封性、透明 性、抗撕裂、對油類有較好的阻隔性及良好的開口性和抗粘連性。本發(fā)明所述改性聚丙烯薄膜根據(jù)制作背膠袋薄膜的上述要求，所選擇的各層材 料由下述質(zhì)量份的原料配制而成外層均聚PP 100、共聚PP 10-40、LLDPE 5_10;中間 層均聚 PP 100、共聚 PP 10-30、LLDPE 510;內(nèi)層均聚 PP 10-50、共聚 PP 100、LLDPE 20-50、開口劑1. 5-2. 5。為保證改性聚丙烯薄膜產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，經(jīng)篩選，所述均聚PP 選用T30S，共聚PP選用F800E和EP1X35F 二者共用(其中F800E占兩者總量的質(zhì)量百 分比為 40-70)，LLDPE 選用 UF414。其中，F(xiàn)800E 的 MI 為 8. 0g/10min, EP1X35F 的 MI 為 8. 5-9. 5g/10min, T30S 的 MI 為 2. 9 3. 5g/10min, UF414 的 MI 為 2. 0g/10min、霧度 14% (40um)、密度0. 920克/cm3、開口劑選用WK1890 (Ji -13- 二十二烯酰胺)開口劑。本發(fā)明經(jīng)過綜合考慮同時選用共聚PP、均聚PP和LLDPE (線性低密度聚乙烯)原 料對其改性。共聚PP通常含有5 7%的乙烯，因此共聚PP具有低結(jié)晶、低熔點(diǎn)、高透明及 高韌性的性能，具有更好的耐低溫沖擊強(qiáng)度。而LLDPE具有更好的熱封性，更好的耐沖擊韌 性是業(yè)內(nèi)共知的，它和共聚聚丙烯具有更好的相容性，更有利于成型加工。由于外層和中間 層選用了較高含量的PP料，它相對于PE膜有更優(yōu)異的對油類的阻隔性。為了提高薄膜的 防粘連性，在設(shè)計(jì)配方時在內(nèi)層適量的加入開口劑。本發(fā)明改性機(jī)理如下由于聚丙烯無規(guī)共聚物的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)中通過加入 不同種類的單體分子加以改性。乙烯是最常用的單體，在分子鏈上乙烯單體位置的無規(guī)律 就阻礙了順式聚丙烯分子鏈的有規(guī)立構(gòu)和高結(jié)晶，而引起聚丙烯物理性質(zhì)的改變。與PP均 聚物相比，無規(guī)共聚物改進(jìn)了光學(xué)性能，提高了韌性，增加了橫向撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率， 降低了熔化溫度，降低了熱封口溫度；同時在化學(xué)穩(wěn)定性、阻隔性能和器官感覺性能(低氣 味和味道)方面與均聚物基本相同。加入共聚PP，由于它與均聚PP和LLDPE有良好的相容 性，它起到了改性劑的作用。加入LLDPE，由于它具有高的撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率，它的分子 鏈和PP的分子鏈相互交融，同時破壞了 PP的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，降低了分子間的范德華力，使分子 鏈的相對移動更容易。增加了整個體系的韌性。從而使改性膜的撕裂強(qiáng)度大幅增加。
本發(fā)明通過三層共擠、利用下吹水冷吹膜機(jī)組實(shí)施，和流延PP膜相比，它具有設(shè) 備投資小，占地面積小，操作簡便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。同時吹脹膜同流延膜相比較有較高的 機(jī)械強(qiáng)度，橫向的吹脹和牽引輥的快速牽引，是對塑料薄膜的一種雙向拉伸，因而力學(xué)性能 比較好。本發(fā)明按照下列工序進(jìn)行原料配置一真空上料一各擠出機(jī)塑化擠出一機(jī)頭模具 成型一牽引一風(fēng)冷一水冷一烘干一薄膜電子沖擊一旋轉(zhuǎn)收卷一放置一分切成需要的尺寸。 上述工序需重點(diǎn)控制的工藝參數(shù)如下1.模具成型工序中露點(diǎn)線距離控制露點(diǎn)是在膜泡上的一條透明與模糊的分界 線，露點(diǎn)的高低對吹脹膜的性能有較大的影響，露點(diǎn)高，則吹脹是在液體狀態(tài)下完成的，生 產(chǎn)出來的吹脹膜性能接近于流延膜；相反，露點(diǎn)線低，膜泡的吹脹是在固體高彈態(tài)下進(jìn)行 的，生產(chǎn)出來的吹脹膜性能更接近于定向膜，熱封性能變差。綜合考慮上述因素，本發(fā)明露 點(diǎn)線距離模頭口模260毫米至320毫米。2.水冷工序冷卻水溫度控制冷卻水溫度高生產(chǎn)的膜透明度差，冷卻水溫過低， 薄膜會發(fā)粘，合適的冷卻水溫控制在15-20°C范圍。3.機(jī)頭模具成型工序吹脹比控制吹脹比是薄膜的直徑同芯棒或環(huán)形口模直徑 之比，吹脹比愈大，薄膜的透明度和光澤性愈好，機(jī)械強(qiáng)度更好，但是吹脹比太大，則膜泡過 大，薄膜過薄，厚度不均勻性增大，薄膜容易發(fā)皺。吹脹比同薄膜 的橫向性能有關(guān)，吹脹比大 使橫向分子取向。本發(fā)明吹脹比選在1. 0-1. 4之間。4.牽引工序中牽引比控制牽引比是熄泡輥的線速度同擠出機(jī)擠出薄膜速度之 比，這個比愈大，薄膜愈薄，縱向機(jī)械性能愈好，過高的牽引比同吹脹比一樣是不合適的，牽 引比用4. 3 4. 7為佳。牽引比同吹脹比調(diào)節(jié)合適，所得到的吹脹膜縱橫向性能可望平衡， 否則，縱橫向性能是不平衡的。5.烘干工序中干燥器表面溫度控制冷卻膜泡的水，經(jīng)導(dǎo)向板(人字夾板)和牽 引膠輥后流入水槽。薄膜帶走的少量水，需經(jīng)干燥器除去水分。干燥器由兩組電加熱器組 成，干燥器表面溫度在70 80°C之間，溫度太高使膜局部性能易出現(xiàn)不均，使膜表面不平； 太低又不能烘干，而影響后續(xù)工序的高壓放電表面處理。6.放置工序防止薄膜的后伸縮IPP膜(吹膜法生產(chǎn)的聚丙烯薄膜)會產(chǎn)生后收 縮，雖然經(jīng)冷卻定型，也要待24小時才能穩(wěn)定、均化，采用360度旋轉(zhuǎn)收卷可以直接收在紙 芯上(但不要卷曲太緊，應(yīng)讓應(yīng)力得到釋放)，放置24小時再分切成所要求的尺寸。7.各擠出機(jī)塑化擠出工序?？陂g隙為0. 8-1. 2毫米。本發(fā)明產(chǎn)品與普通PP膜性能對比見表1 表 1

由表1中的測試結(jié)果可知，本發(fā)明產(chǎn)品1.撕裂強(qiáng)度橫向指標(biāo)大大提高，數(shù)值達(dá) 61%，縱、橫向性能較接近；2.斷裂伸長率得到明顯改善，縱向斷裂伸長率增長了 37%，橫 向斷裂伸長率增長了 30% ;3.燙合溫度明顯下降，數(shù)值達(dá)16%。以上數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明產(chǎn) 品符合背膠袋的要求，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。以下給出幾個實(shí)施例，原料配比(質(zhì)量份)見表2 表 2 改性聚丙烯薄膜在三層共擠下吹水冷吹膜機(jī)組生產(chǎn)，其制備方法如下原料按配 方配置，加入攪拌機(jī)攪拌均勻；用真空上料機(jī)把配好的料加到擠出機(jī)料斗中；各擠出機(jī)通 過加熱和螺桿的剪切塑化熔融，熔融的料在機(jī)頭模具中成型，從?？诔鰜砗蠼?jīng)過牽引的拉 伸和吹脹作用膜成型；經(jīng)過風(fēng)環(huán)和水環(huán)的冷卻定型；經(jīng)人字板導(dǎo)引熄泡；過牽引輥后經(jīng)過 烘干；再經(jīng)過薄膜電子沖擊機(jī)放電沖擊，改變薄膜表面的表面張力；經(jīng)過旋轉(zhuǎn)收卷卷取在 紙管上，放置24小時讓膜內(nèi)部的應(yīng)力充分釋放后分切成需要的的尺寸。制備方法主要工藝參數(shù)見表3 表權(quán)利要求
一種用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜，由外層、中間層、內(nèi)層熔融共擠制成，其特征在于，各層材料由下述質(zhì)量份的原料制備而成外層均聚PP 100、共聚PP 10-40、LLDPE 5-10；中間層均聚PP 100、共聚PP 10-30、LLDPE 5-10；內(nèi)層均聚PP 10-50、共聚PP 100、LLDPE 20-50、開口劑1.5-2.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜，其特征在于，所述均聚PP選 用T30S，共聚PP選用F800E和EP1X35F 二者共用，LLDPE選用UF414。
3.一種制備如權(quán)利要求1或2所述的用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜的方法，它利用吹 水冷吹膜機(jī)組、采用熔融共擠的方式，經(jīng)原料配置、塑化擠出、機(jī)頭模具成型、牽引、風(fēng)冷、水 冷、烘干、薄膜電子沖擊、收卷、分切工序進(jìn)行制備，其特征在于在所述機(jī)頭模具成型工序 中，露點(diǎn)線距?？诰嚯x為260毫米 320毫米，吹脹比為1. 0-1. 4 ；所述牽引工序中，牽引比 為4. 3 4. 7 ；所述水冷工序中，冷卻水溫控制在15-20°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜的制備方法，其特征在于所 述烘干工序中，干燥器表面溫度控制在70 80°C之間。
全文摘要
一種用于背膠袋的改性聚丙烯薄膜及其制備方法，用于提高背膠袋薄膜低溫性能和橫向撕裂強(qiáng)度。所述改性聚丙烯薄膜各層材料由下述質(zhì)量份的原料制備外層均聚PP 100、共聚PP 10-40、LLDPE 5-10；中間層均聚PP 100、共聚PP 10-30、LLDPE 5-10；內(nèi)層均聚PP 10-50、共聚PP 100、LLDPE 20-50、開口劑1.5-2.5。本發(fā)明經(jīng)反復(fù)研究試驗(yàn)，確定了原料最佳配比及合適的制備方法。其產(chǎn)品大大提高了橫向撕裂強(qiáng)度，使撕裂強(qiáng)度縱、橫接近；斷裂伸長率和低溫伸長率得到明顯改善，低溫時不易碎裂；燙合溫度明顯下降，工藝性能得以提高。
文檔編號B32B27/32GK101844643SQ201010181
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者楊志 申請人:楊志