一种低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于薄膜领域，涉及一种低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B；其中，聚丙烯组合物A包括丙烯抗冲共聚物a、聚丙烯b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x和聚烯烃弹性体y；所述丙烯抗冲共聚物a包含弹性部分，该弹性部分形成球状或近球状的橡胶相，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.8μm，且最大粒径不超过2.5μm。本发明专利技术聚丙烯薄膜同时具有很好的抗冲性能和光学性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。的热封强度。的热封强度。

【技术实现步骤摘要】
一种低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于薄膜领域，具体地，涉及一种低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯薄膜通常可由流延和双向拉伸等方法制得，但均聚聚丙烯原料制备的聚丙烯薄膜通常冲击强度较低。聚丙烯薄膜常用于包装用途，需要薄膜有较高的冲击性能，同时为了内容物可视化和美观性，还希望薄膜具有很好的光学性能。提高聚丙烯薄膜冲击性能的方法，可以使用嵌段抗冲聚丙烯制备薄膜，或向聚丙烯中加入聚烯烃弹性体，但以上方法制备的薄膜通常具有较高的雾度，透明性等光学性能较差。也可以同时向薄膜中添加成核剂，通过细化薄膜中的晶体来降低薄膜的雾度，但这种方法会导致冲击性能的下降。
[0003]为了提高薄膜的抗冲性能和韧性，还可通过多层共挤的方法制备薄膜，如CN101913279A就采用了三层共挤的方法制备复合薄膜，薄膜中层为按1:10
‑
1:3比例共混的弹性体和PP，由弹性体提供较好的抗冲击性能，但这种方法在弹性体含量较高的情况下存在难以分散均匀的问题，仍然很难得到光学性能较好的薄膜，而且弹性体添加量会有一定的限制，因为当添加量高至一定水平会发生分相的问题，从而限制了冲击性能的进一步提高。而且，当薄膜被用作包装用途时，通常希望其在较低的热封温度下就具有较好的热封性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有的聚丙烯薄膜很难同时具备较好的光学性能和抗冲性能的问题，提供了一种低雾度高抗冲热封聚丙烯薄膜及其制备方法。本专利技术聚丙烯薄膜同时具有很好的抗冲性能和光学性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种低雾度高抗冲聚丙烯复合薄膜，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B；其中，聚丙烯组合物A包括丙烯抗冲共聚物a、聚丙烯b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x和聚烯烃弹性体y；所述丙烯抗冲共聚物a包含弹性部分，该弹性部分形成球状或近球状的橡胶相，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.8μm，且最大粒径不超过2.5μm。
[0006]本专利技术的第二方面提供上述低雾度高抗冲聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜。
[0007]本专利技术的第三方面提供上述低雾度高抗冲聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用。
[0008]本专利技术制备的复合薄膜同时具有良好的抗冲性能和光学性能，而且薄膜具有良好的热封性能。所述薄膜的摆锤冲击强度≥0.5J，优选摆锤冲击强度≥1.1J；薄膜雾度≤5％，优选雾度≤2.5％；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥18N/15mm。
[0009]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0010]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述。
[0011]图1a和图1b分别为本专利技术实施例和对比例中采用的抗冲聚丙烯样条断面的SEM照片。
[0012]图2为本专利技术一种实施方式中薄膜切面的原子力显微镜照片。
具体实施方式
[0013]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0014]本专利技术提供一种低雾度高抗冲聚丙烯复合薄膜，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B；其中，聚丙烯组合物A包括丙烯抗冲共聚物a、聚丙烯b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x和聚烯烃弹性体y；所述丙烯抗冲共聚物a包含弹性部分，该弹性部分形成球状或近球状的橡胶相，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.8μm，且最大粒径不超过2.5μm，优选地，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.5μm，且最大粒径不超过2μm，通过SEM观察样条断面测定。
[0015]本专利技术中，所述球状和近球状是指粒子的纵横比基本上在1
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2的范围内。“基本上”是指至少90％的橡胶相粒子的纵横比在1
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2的范围内。
[0016]原料中丙烯抗冲共聚物中的橡胶相的平均粒径和最大粒径通过扫描电镜(SEM)方法观察冲击样条断面测定，所述冲击样条根据标准GB/T8809
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2015中规定的方法制备。对于球状粒子，测定粒子的直径；对于近球状的粒子，则测量粒子的纵轴(粒子轮廓上相距最远的两个点之间的距离)。通过SEM照片观察获取50个样品点的上述尺寸的平均值作为平均粒径，取上述样品点中上述尺寸的最大值作为最大粒径。
[0017]经本专利技术人研究发现，当丙烯抗冲共聚物中的橡胶相平均粒径处于上述范围内时，既能够提高薄膜的抗冲击性能，又有利于薄膜中橡胶相尺寸的降低，从而提高光学性能。而且聚烯烃弹性体在聚丙烯组合物中通常也以此粒径范围分散，因此控制丙烯抗冲共聚物中的橡胶相尺寸范围，也能够解决因不同组分橡胶相尺寸差异大导致的抗冲性能和光学性能下降的问题。
[0018]本专利技术中，术语“橡胶相的平均粒径”的含义为本领域技术人员公知，采用韩国COXEM的EM
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30AX的扫描电子显微镜，对喷金处理后的冲击样条断面进行扫描观察，然后对橡胶相的粒径进行测量和统计得到。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述复合薄膜中存在分散的呈条状的橡胶相，所述橡胶相彼此平行排列，并且所述橡胶相的平均宽度为20
‑
200nm，平均长径比为5
‑
15。本文中所述“分散”是指橡胶相在复合薄膜中不是连续分布的。通过原子力显微镜(AFM)观察复合薄膜沿横向(TD)切割的断面可以看到橡胶相，如图2中黑色部分所示，其中的橡胶相为多个条状的形式均匀分散在薄膜基体中。
[0020]本文中，所述“条状”是指长径比通常大于2的形状。
[0021]长径比的含义为本领域技术人员公知，对于条形颗粒测试来说，长径比与长宽比的概念相同，即：经过颗粒内部的最长径和与它相垂直的最长径之比，前者也对应为颗粒的长度，后者对应为颗粒的宽度。
[0022]所述平均宽度和平均长径比通过原子力显微镜，观察复合薄膜沿横向(TD)切割的横截面测得。基于200个样品点，计算橡胶相的横轴尺寸的平均值作为平均宽度，计算橡胶相的长径比的平均值作为平均长径比。
[0023]纵向(MD)是指机械加工方向。橫向(TD)是指与机械加工方向垂直的方向。
[0024]在本专利技术的复合薄膜中，所述橡胶相有利地彼此平行排列。
[0025]本文中，术语“平行排列”是指橡胶相的横向截面沿着某一方向彼此平行排列。这里排除由于制备工艺导致的与整个复合薄膜中橡胶相粒子的总体排列方向不一致的少量的位于局部区域的沿不同方向排列的橡胶相粒子，以及由于制备工艺或AFM方法导致的不能清晰观察到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B；其中，聚丙烯组合物A包括丙烯抗冲共聚物a、聚丙烯b和聚烯烃弹性体c，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x和聚烯烃弹性体y；所述丙烯抗冲共聚物a包含弹性部分，该弹性部分形成球状或近球状的橡胶相，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.8μm，且最大粒径不超过2.5μm，优选地，所述橡胶相的平均粒径小于等于1.5μm，且最大粒径不超过2μm。2.根据权利要求1所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜中存在分散的呈条状的橡胶相，所述橡胶相彼此平行排列，并且所述橡胶相的平均宽度为20
‑
200nm，平均长径比为5
‑
15；优选地，所述橡胶相的横向截面彼此之间的夹角不大于10度，优选小于5度，通过原子力显微镜观察复合薄膜沿橫向(TD)切割的横截面测定。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜具有以下特征中的至少一种：摆锤冲击强度≥0.5J，优选摆锤冲击强度≥1.1J；薄膜雾度≤5％，优选雾度≤2.5％；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥18N/15mm。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物A的熔体质量流动速率为2
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10g/10min，优选为2
‑
7g/10min；和/或在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物B的熔体质量流动速率为3
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10g/10min，优选为4
‑
9g/10min。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述丙烯抗冲共聚物a为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物，含有乙烯单元的共聚部分形成所述弹性部分；以丙烯抗冲共聚物a的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物a的乙烯含量为1
‑
12wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物a中的含有乙烯单元的共聚部分含量为3
‑
15wt％，优选7
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12wt％；和/或，在所述丙烯抗冲共聚物的室温二甲苯可溶物中，乙烯单元含量不超过40wt％，和/或，乙烯单元组[EEE]含量不超过20wt％，通过
13
C NMR测定；和/或，所述丙烯抗冲共聚物a在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为1
‑
10g/10min。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯b为均聚聚丙烯和/或无规共聚聚丙烯；所述无规共聚聚丙烯优选为丙烯
‑
乙烯无规共聚聚丙烯、丙烯
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丁烯无规共聚聚丙烯和丙烯
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乙烯
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丁烯三元无规共聚聚丙烯中的至少一种；和/或，所述聚丙烯b在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2
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15g/10min；和/或，所述聚丙烯b的分子量分布Mw/Mn为4.5
‑
7.0。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的低雾度高抗冲热封聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体c和所述聚烯烃弹性体y各自独立地为乙烯与α烯烃的弹性体共聚物，其中所述α烯烃优选为C3‑
C
12
的α烯烃，更优选选自丙烯、1
‑
丁烯、1
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己烯和1
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辛烯中的至少一种。
8.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐萌，施红伟，高达利，白弈青，徐凯，侴白舸，吕芸，邵静波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：