一种聚丙烯镀铝膜专用料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚丙烯镀铝膜专用料及其制备方法，在不改变聚合工艺条件的前提下，添加专用复合成核剂生产一种新型镀铝膜专用料，复合成核剂由山梨醇类、磷酸盐类、松香类和羧酸盐类成核剂组成，复合成核剂用量在0.01～0.05％范围内。本发明专利技术制备方法成本低，易加工。制备的镀铝膜专用料熔体流动速率为8.0±1.5g/10min，结晶度大于49％，热变形温度大于等于100℃，弯曲模量大于1500MPa。该发明专利技术所制备的复合型成核剂能有效提高聚丙烯的热变形温度、力学性能，产品用于镀铝膜专用料领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯镀铝膜专用料及其制备方法，在不改变聚合工艺条件的前提下，添加专用复合成核剂生产一种新型聚丙烯镀铝膜专用料，可广泛用于食品、医药等包装领域。
技术介绍
CPP薄膜是通过将熔体流延骤冷生产的一种无拉伸、非取向的平挤薄膜。它具有质轻、优异的透明性、良好的热封性、厚度均匀性、防潮、耐油性、耐较高温度，抗刮性和包装机械适用性好，广泛地应用于服装、针纺织品以及食品包装；同时也可用作高温蒸煮膜、复合膜内层热封材料和金属化基膜。我国流延薄膜生产起步于20世纪80年代，目前已具有一定的生产能力和生产水平。尤其是近几年，CPP薄膜由于具有良好的透明性、耐热性、高光泽度、高挺度、高阻湿性和易于热封合等特点，应用领域不断扩大，获得了快速的发展，已成为包装薄膜领域不可或缺的成员之一。2012年CPP新增产能8.55万吨，同比增速为10.4％，目前我国CPP产能超过82万吨，然而由于其加工产品规格和品种的多样性，对原料树脂的要求很高，致使我国CPP膜行业对进口料的依赖程度较BOPP膜及吹塑膜高，进口专用料比例高达60％，特别是新型高档次CPP膜专用料几乎完全依赖进口，这严重制约了我国高档次膜包装材料领域的发展。因此，加大CPP膜专用料生产技术的开发力度，开发更为精细化、专用化和更高性能流延膜专用料是我国树脂生产企业的迫切任务。在CPP薄膜家族中真空镀铝聚丙烯流延膜(MCPP)以其艳丽的外观、优异的防潮阻气隔光性能和适宜的价格而备受用户青睐，近年来发展迅速。而聚丙烯是典型的非极性聚合物，其在镀铝前需进行电晕处理，这就要求MCPP树脂必须能适应电晕处理及镀铝工艺条件。据用户反映，一般通用薄膜级聚丙烯无法满足这一要求的主要原因在于其助剂体系在电晕处理及镀铝工艺条件下会析出到镀铝层表面，影响其表面张力，从而影响镀铝牢度，且容易在真空室中受热辐射影响而释放出来，使室内压力升高，阻碍铝原子的运动，使镀膜光泽度变差。因此，调整助剂体系是开发MCPP树脂的常用手段，也是最直接的手段，但助剂体系需与基础树脂相匹配，因此不同牌号的MCPP树脂的助剂体系各不相同。目前获得高模量和耐高温PP主要通过以下2个途径：(1)在PP树脂中加入耐热成核剂；(2)利用高等规催化剂生产具有高等规度PP产品；近年来，为了提高PP的耐高温性能，以适应镀铝膜包装领域的应用，高模量PP的研究主要应通过调节催化剂中的给电子体来提高聚丙烯的等规度，从而减少成核剂的用量、甚至不加成核剂。目前，在PP中添加成核剂是对PP提高模量是最简单而有效的方法。根据成核剂的化学结构和组成，成核剂通常分为无机类成核剂、高分子成核剂和有机成核剂三大类。无机类成核剂主要有滑石粉、高岭土氧化钙等，来源广泛价格低廉，但是由于与树脂相容性差并且分散性差，成核剂本身会发生浑浊和非同质效应，所以增刚程度显著。高分子类成核剂是指一些高熔点的大分子化合物，主要有聚乙烯基环硅烷类、纤维素芳香酯类、聚氨酯类等，但它们和树脂的共混性不好，而且使用工艺不成熟，目前尚未形成商业品种。有机类成核剂主要包括山梨醇类、磷酸盐类、羧酸盐类和松香类成核剂，具有较好的增刚改性效果。国外最早出现并实现商业化的透明成核剂是山梨醇类成核剂，此类成核剂具有自行物理聚合的聚集性质，可溶解在熔融PP中，形成均相溶液。当聚合物冷却时，透明剂先通过自聚集作用形成纤维状的网络，该网络不仅分散均匀，而且具有极大的表面积。随着进一步冷却，PP首先在取向附生作用下结成层状晶体，然后其它的PP链段沿纤维轴向排列结晶。因此提高了PP的成核密度，使PP形成均一细化的球晶，减少对光散射和折射，透明性增大。可以有效提高PP成核效率，并同时降低结晶尺寸，提高透明性。但是早期的山梨醇类成核剂的热稳定性较差，在加工过程中易于蒸发，使制品带有异味。因此，Milliken化学公司研发了一种高效低廉的透明剂Millad3988，它是一种山梨醇类衍生物，可以大幅度提高塑料树脂的外观，尤其是透明度和光泽度，不会给制品带入气味和味道，还可改善物理性能及缩短成型周期，提高生产效率，是目前最为成功的透明剂。对于有机磷酸盐类、有机羧酸盐类成核剂，这类化合物中的烷基苯和PP树脂具有良好的亲和性，通过PP骨架链和苯环作用，使PP形成具有规则螺旋结构的稳定晶体，能显著提高材料的力学性能。而对于松香型成核剂来说，因为分子中带有羧基，不稳定易发生异构重排或氧化，可以使PP晶粒细微化，提高结晶温度，缩短加工周期，增加透明度，并且无毒无味。PerKristiansen等研究发现，当透明剂含量少于0.15％(质量分数，下同)时，PP的透明度随着透明剂含量的增加而升高，当透明剂含量超过0.15％之后，透明度随之增加而下降。王静波等研究发现，脱氢枞酸型成核剂可以大幅度降低PP的雾度，提高光泽度，改善力学性能。n(脱氢枞酸)∶n(脱氢枞酸钾)∶n(脱氢枞酸钠)为1∶1∶1的共晶体的改性效果最佳，当其质量分数为0.3％时，PP的雾度下降了80％，达到7.2％，光泽度提高了35％，达到134.1％，同时具有较好的力学性能。张天水在偏光显微镜下观察，PP加入硅溶胶，球晶尺寸同含量时比纳米SiO2的更细小，在硅溶胶加入质量分数为0.15％时，PP的透明性效果最佳，它的球晶尺寸也明显小于硅溶胶质量分数为0.05％时的球晶尺寸。与纳米SiO2的最佳含量时相比，它的球晶尺寸也更细小。这就说明了PP的雾度值降低，透明性提高与球晶大小有很大联系。球晶尺寸小的地方，结晶度高，透明性好。池圣贤等发现，当同时添加多种透明剂时，不同透明剂之间变现出协同效应，使PP结晶速率大幅度提高，球晶尺寸变得更小，分散也更均匀，PP的透明度显著提高。此外，目前又开发了松香类成核剂，这是一种新型聚烯烃成核剂，成核效率高，能大幅度改善结晶聚烯烃树脂的性能。松香类成核剂的用量通常占聚烯烃树脂质量的0.05％～0.8％。国内产品的各项技术指标已达到或接近国外同类产品水平。在使用松香类成核剂的聚烯烃中，同时添加硬脂酸钙则具有很好的协同效果。如以聚烯烃树脂质量为基准，0.2％的成核剂与0.05％的硬脂酸钙结合使用，与同样成核剂单独添加到聚烯烃特别是PP树脂中相比较，雾度从20％降至15％，结晶温度从125℃增至127℃，弯曲模量由1060Mpa变化到1120Mpa，光泽度从100％变化到105％。同时表面添加剂间的协同效应提高了成核剂的使用效率，以经济衡量可降低添加剂成本15％～30％。有时，采用3组分复配的效果比2组份复配效果更好。CN200610051053.1涉及一种以纳米硅溶胶与有机磷酸盐型聚丙烯成核剂复配制备透明聚丙烯的制备方法。将纳米硅溶胶与有机磷酸盐类聚丙烯成核透明剂与聚丙烯按重量比为0.05～1∶0.1～1∶100，并在160℃～230℃混炼，该专利技术方法制备的透明聚丙烯造粒生产的聚丙烯，透明度高，物理、化学性能优良。CN200610097412.7涉及一种高透明、高光泽聚丙烯的制备方法，特别涉及通过松香基树脂酸和高级脂肪酸盐原位反应，就地生成透明成核剂，从而获得高透明、高光泽聚丙烯的方法。将聚丙烯100质量份，松香基树脂酸0.1～0.8质量份，高级脂肪酸盐0.1～0.8质量份及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯镀铝膜专用料，其特征在于，是由PP树脂中加入0.01～0.05％的复合成核剂在混炼机中熔融混合均匀，在挤出机中挤出制得的；制得的聚丙烯镀铝膜专用料的结晶度大于49％，弯曲模量大于1500MPa；所述PP树脂的熔体流动速率为8.0±1.5g/10min、等规度大于97％，所述复合成核剂是由山梨醇类成核剂、磷酸盐类成核剂、松香类成核剂和羧酸盐类成核剂按50～100/0～20/0～15/0～15的质量配比复配而成的。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯镀铝膜专用料，其特征在于，是由PP树脂中加入0.01～0.05％的复合成核剂在混炼机中熔融混合均匀，在挤出机中挤出制得的；制得的聚丙烯镀铝膜专用料的结晶度大于49％，弯曲模量大于1500MPa；所述PP树脂的熔体流动速率为8.0±1.5g/10min、等规度大于97％，所述复合成核剂是由山梨醇类成核剂、磷酸盐类成核剂、松香类成核剂和羧酸盐类成核剂按50～100/0～20/0～15/0～15的质量配比复配而成的。2.根据权利要求1所述的聚丙烯镀铝膜专用料，其特征在于，所述山梨醇类成核剂、磷酸盐类成核剂、松香类成核剂和羧酸盐类成核剂的质量配比为5～15/5～15/5～15/55～85。3.根据权利要求2所述的聚丙烯镀铝膜专用料，其特征在于，所述山梨醇类成核剂、磷酸盐类成核剂、松香类成核剂和羧酸盐类成核剂的质量配比为10～15/7.5～10/7.5～15/60～75。4.根据权利要求1所述的聚丙烯镀铝膜专用料，其特征在于，所述山梨醇类成核剂选自由l,3,2,4-二苄叉山梨醇、1,3,2,4-二(对甲基二苄叉)山梨醇、1,3,2,4-二(3,4-二甲基二苄叉)山梨醇、1,3,2,4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德英，高宇新，张海荣，王斯晗，孙文盛，姜进宪，宋磊，王熺，张明强，闫功臣，王文燕，安彦杰，葛腾杰，王世华，刘瑞峰，李岩，郭桂悦，王华，国海峰，李瑞，樊瑆，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11