一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，包括上下表层和芯层的三层结构，其中：上下表层包93‑98.5质量份的均聚聚丙烯、1‑5质量份的抗粘连剂、0.5‑2质量份的降解剂；芯层包含98‑99.5质量份的均聚聚丙烯、0.5‑2质量份的降解剂；所述抗粘连剂为以PP均聚物为载体含量为5w%的粒径为4‑7μm的二氧化硅，所述降解剂为PP为载体含量为5w%的有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料，所述有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比为0.5‑2：0.5‑2：5‑10。本发明专利技术制备得到的聚丙烯胶带膜在不降低原有的力学性能和保证使用寿命的基础上，同时具有高降解性，并且该制备方法不需要特殊生产设备，在现有生产工艺上上即可生产，成本低廉，便于快速推广。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜及其制备方法
本专利技术涉及膜材料领域，具体涉及一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜以及其制备方法。
技术介绍
双向拉伸聚丙烯薄膜（简称BOPP）是一种非常重要的软塑包装材料，应用十分广泛。具有价廉、质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、机械强度高等优点用于产品的包装。其中，胶带基膜是BOPP薄膜中的一个很大的用途。上世纪80年代，国内BOPP（双向拉伸聚丙烯薄膜）压敏胶粘带(下称胶带)生产厂家起步到今，已有30多年了，轻纺、家用电器、五金产品,电子产品、食品行业等厂家星罗棋布，是直接使用胶带的用户，每年使用量以10%左右增加。随着淘宝等网络平台急速发展，快递用的胶带用量越来越大。在电商蓬勃发展的今天，民众在享受便捷服务，商家收获利润的同时，却给环境带来了沉重负担。据统计，中国一年的快递业务量超过200亿件，消耗31亿条编织袋，快递用胶带可绕地球赤道425圈。由于BOPP本身结构的特性，韧性稳定性好，不易老化，埋在土壤里可以百年才能降解，这些给环境带来的污染是不言而喻的。目前在解决塑料废弃物的方法主要有焚烧法、填埋法、回收再利用法等，针对快递行业的胶带污染，很多人提出用生物材料PLA取代BOPP薄膜。聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。但这类产品生产成本高，需要特殊生产设备，短期间内极难推广，而且即使是可生物降解材料，它也需要一定降解条件，必须要在土壤堆肥的情况下，温度、湿度和细菌三个要素都达到要求时，才能被降解为水和二氧化碳。可生物降解胶带不会在正常的使用或仓储过程中自动降解，成本高是其推广的一个很大瓶颈。因此如何在原有的BOPP薄膜的制备工艺基础上，开发一种可降解的低成本的BOPP薄膜是目前迫切需要的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜及其制备方法，制备得到的聚丙烯胶带膜在不降低原有的力学性能和保证使用寿命的基础上，同时具有高降解性，并且该制备方法不需要特殊生产设备，在现有生产工艺上上即可生产，成本低廉，便于快速推广。本专利技术提供了一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，包括上下表层和芯层的三层结构，其中：上下表层包93-98.5质量份的均聚聚丙烯、1-5质量份的抗粘连剂、0.5-2质量份的降解剂；芯层包含98-99.5质量份的均聚聚丙烯、0.5-2质量份的降解剂；所述抗粘连剂为以PP均聚物为载体含量为5w%的粒径为4-7μm的二氧化硅，所述降解剂为PP为载体含量为5w%的有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料，所述有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比为0.5-2：0.5-2：5-10。进一步地，上下表层优选包含97质量份的均聚聚丙烯、2质量份的抗粘连剂、1质量份的降解剂。进一步地，芯层优选包含99质量份的均聚聚丙烯、1质量份的降解剂。进一步地，有机过氧物为过氧化二烷基、过氧化二酰基和过氧化酯中的一种或多种。进一步地，含锰的金属化学物为锰的氧化物，氢氧化物以及锰盐的一种或多种。进一步地，所述热稳定剂复配母料为含硬脂酸盐类热稳定剂复配母料。进一步地，有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比优选为1：1：8。进一步地，三层结构中上表层厚度为1.0-1.5μm，中间层厚度为16-36μm，下表层厚度为1.0-1.5μm。本专利技术还提供一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜的制备方法，包括（1）制备三层共挤厚片，所述三层共挤厚片各层中各组份的配比如权利要求1中所述；（2）双向拉伸：将三层共挤厚片后经过纵向拉伸与横向拉伸，（3）收卷。进一步地，其中所述纵向拉伸比为5.0~5.50，横向拉伸比为5.0~6.0，纵向拉伸过程中，预热温度为110~130℃，拉伸温度为90~110℃，定型温度为100~115℃；横向拉伸过程，预热温度为140~160℃，拉伸温度为150~160℃。在BOPP薄膜表层加入抗粘连剂的作用是收卷防止薄膜粘连。抗粘连剂的机理是通过在薄膜表层加入硅石，在薄膜表面形成非常微小凸起，这样薄膜之间会混入少量的空气起到抗粘连的效果。本专利技术中的抗粘连剂为以PP均聚物为载体含量为5w%的粒径为4-7μm的二氧化硅，通过以PP均聚物作为载体，从而使二氧化硅在挤出过程中更好的分散，从而提供抗粘连效果。为了更好的实现本专利技术的技术效果，二氧化硅的含量为5w%,粒径为4-7um。本专利技术的降解剂为PP为载体含量为5w%的有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料。有机过过氧物选自过氧化二烷基、过氧化二酰基和过氧化酯中的一种或多种，优选为过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷、双(叔丁基过氧异丙基)苯、过氧化二苯甲酰、过氧化月桂酰和叔丁基过氧化异丁酸酯中的一种或多种。含锰的金属化学物优选为锰的氧化物，氢氧化物以及锰盐的一种或多种。热稳定剂复配母料优选为含硬脂酸盐类热稳定剂复配母料。几种常见的混合金属稳定剂的阴离子：2-乙基己酸盐、酚盐、苯甲酸盐、硬脂酸盐，本专利技术优选为硬脂酸盐，金属离子为通常所用的如铅、锌、钡、镉、钙等等，考虑到降解后环保的特点。本专利技术的热稳定剂，优选为硬脂酸钙。以PP为载体，可以使降解剂在挤出过程更好的分散在薄膜中。控制有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料为5w%，是为了实现降解效果的同时，产品的性能不降低。申请人发现，添加有机过氧物，含锰的金属化学物作为降解主要引发材料，这两者具有协同增效的效果，使降解剂在添加量比较少的情况下，也能实现高效的降解。而热稳定剂的添加是为了延长薄膜的使用寿命，在使用寿命内保证其不易受热分解。因此本专利技术的降解剂中的有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比为0.5-2：0.5-2：5-10，优选为1：1：8，在该比例下能保证降解剂具有适当的使用寿命和较强的分解效率的平衡。降解剂可以通过经双螺杆挤出机挤出造粒获得，在使用时与其它配料添加入挤压机即可。光热氧化降解的机理为：降解剂在受热或者受光照的情形下，产生大量的含氧自由基，这些含氧自由基如ROO-\RO具有较强的氧化性能，它们可以进攻聚合物的分子链，形成以碳为中心的自由基如-CH2-，CHCH2-等，从而引发聚合物大分子链的断裂，形成短分子链，逐步完成PP的降解。本专利技术生产双向拉伸聚丙烯薄膜，所述方法步骤依次如下：配料、挤出厚片、激冷铸片、纵向拉伸、横向拉伸和收卷、时效处理、分切成品。所述纵向拉伸比为5.0~5.50，横向拉伸比为5.0~6.0，纵向拉伸过程中，预热温度为110~130℃，拉伸温度为90~110℃，定型温度为100~115℃。横向拉伸过程，预热温度为140~160℃，拉伸温度为150~160℃。在两个表层配置挤出机，加入均聚聚丙烯（PP）、抗粘连剂、降解剂，芯层配置挤出机加入均聚聚丙烯（PP）、抗粘连剂、降解剂，分别通过熔融塑化，制得熔融状态下的PP熔体，经过模头分配器与芯层汇合，经衣架型模头流出。该产品保持BOPP较好的力学性能和透明度，通过热稳定剂的比例可以对降解时间进行调整，能满足产品可控的使用周期，同时因为采用了BOPP成熟的产业链，产品的价格较低，适合工业化生产，具有良好的市场竞争力。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，包括上下表层和芯层的三层结构，其中：上下表层包93‑98.5质量份的均聚聚丙烯、1‑5质量份的抗粘连剂、0.5‑2质量份的降解剂；芯层包含98‑99.5质量份的均聚聚丙烯、0.5‑2质量份的降解剂；所述抗粘连剂为以PP均聚物为载体含量为5w%的粒径为4‑7μm的二氧化硅，所述降解剂为PP为载体含量为5w%的有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料，所述有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比为0.5‑2：0.5‑2：5‑10。

【技术特征摘要】
1.一种可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，包括上下表层和芯层的三层结构，其中：上下表层包93-98.5质量份的均聚聚丙烯、1-5质量份的抗粘连剂、0.5-2质量份的降解剂；芯层包含98-99.5质量份的均聚聚丙烯、0.5-2质量份的降解剂；所述抗粘连剂为以PP均聚物为载体含量为5w%的粒径为4-7μm的二氧化硅，所述降解剂为PP为载体含量为5w%的有机过氧物、含锰的金属化学物和热稳定剂复配母料，所述有机过氧物，含锰的金属化学物与热稳定剂复配母料的质量比为0.5-2：0.5-2：5-10。2.根据权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，其中上下表层包含97质量份的均聚聚丙烯、2质量份的抗粘连剂、1质量份的降解剂。3.根据权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，其中芯层包含99质量份的均聚聚丙烯、1质量份的降解剂。4.根据权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，其中有机过氧物为过氧化二烷基、过氧化二酰基和过氧化酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的可降解双向拉伸聚丙烯胶带基膜，其中含锰的金属化学物为锰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦少华，郭华山，
申请(专利权)人：江苏恒创包装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32