一种聚丙烯组合物和聚丙烯薄膜制造技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯组合物以及由该聚丙烯组合物制成的聚丙烯薄膜。所述聚丙烯组合物含有聚丙烯、成核剂和石油树脂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为2-5g/10min。所述聚丙烯薄膜能够兼具较高的光泽度、雾度和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯组合物和聚丙烯薄膜
本专利技术涉及一种聚丙烯组合物以及一种聚丙烯薄膜。
技术介绍
聚丙烯树脂以其优异的机械性能、光学性能和质轻价优的特点得到了广泛的应用。特别是聚丙烯薄膜，由于其具有质软、透明度高、无毒、防水性好和机械强度高等优点，可以被用于包装、复合、印刷等许多领域。双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）通常是以聚丙烯树脂为原料，经挤出铸片后，再经双向拉伸、热处理、冷却处理等一系列的加工过程制造而成。目前，随着BOPP薄膜应用领域的不断扩大，以及现有产品迫切的升级换代需求，对BOPP薄膜的性能提出了更高的要求，往往要求薄膜具有更优良的光学性能（包括光泽度和雾度）及更高的力学性能。薄膜具有较高的透明度和光泽度、具有较低的雾度可以提高包装产品的外观档次，具有较高的刚性可以提高薄膜的阻隔性能，具有优异的挺度（模量）可以保证良好的包装平展性及高速包装适应性。BOPP薄膜的光学性能和力学性能可以通过改变聚丙烯树脂原料的分子结构或者助剂的添加得到改善。所述助剂例如可以为成核剂、增挺剂、热稳定剂和抗氧剂等等。例如，CN101597400A中公开了一种聚丙烯树脂组合物，该组合物包括等规聚丙烯树脂基料和添加剂，所述添加剂包括成核剂、热稳定剂、抗氧剂A和抗氧剂B，并具体公开了所述成核剂为2,2-亚甲基-双（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸钠，所述热稳定剂为3-芳基苯并呋喃酮，所述抗氧剂A为四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述抗氧剂B为三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。研究表明，由该聚丙烯树脂组合物制得的BOPP膜具有较好的透明度和光泽度，但对薄膜模量和雾度的改善有限，与市售的其它产品相差不大，即该聚丙烯树脂组合物用于制备BOPP薄膜时，所得薄膜的综合性能还不能令人满意。此外，现有市售的BOPP薄膜原料通常采用通用聚合工艺得到，分子量分布指数较大，且分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT较低（例如，市售的新加坡TPC公司的FS3011E聚丙烯的分子量分布指数为5.7，高分子拖尾指数PIHT为1.85），这些聚丙烯与成核剂和石油树脂等助剂的协同作用有待改善，不能充分发挥助剂的效果，使得助剂的添加量较大，原料成本升高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的双向拉伸聚丙烯薄膜不能兼具较高的光泽度、雾度和力学性能的缺陷，而提供一种能够兼具较高的光泽度、雾度和力学性能的聚丙烯组合物和双向拉伸聚丙烯薄膜。本专利技术提供了一种聚丙烯组合物，其中，该聚丙烯组合物含有聚丙烯、成核剂和石油树脂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为2-5g/10min。本专利技术还提供了一种由所述聚丙烯组合物制成的双向拉伸聚丙烯薄膜。由本专利技术提供的聚丙烯组合物制备得到的聚丙烯薄膜能够很好地兼具光泽度、雾度和力学性能。从实施例的结果可以看出，本专利技术提供的聚丙烯薄膜的雾度能够降至1.01%以下，光泽度能够达到93以上，纵向拉伸模量能够达到2.66GPa以上，横向拉伸模量能够达到4.64GPa以上，纵向断裂强度能够达到165MPa以上，横向断裂强度能够达到283MPa以上。推测其原因，可能是由于：一方面，聚丙烯的分子量分布指数越窄，分子链结构的立构规整度越高，则聚丙烯熔体在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，挤出量更容易稳定控制，不仅能够降低在成膜过程中表面缺陷发生的可能性，并且有利于提高薄膜的结晶性，使得薄膜的拉伸更加均匀，薄膜取向度更高，从而提高双向拉伸聚丙烯薄膜的力学性能，即薄膜挺度和强度能够得到提高。此外，具有较窄分子量分布指数和较高高分子量拖尾指数的聚丙烯能更好地发挥成核剂和石油树脂的效果，得到光泽度、雾度和挺度均较好的聚丙烯薄膜；另一方面，高分子拖尾指数PIHT越高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端。根据聚丙烯均相成核理论，大分子链尾端在结晶中能够优先成核，使聚丙烯的结晶温度升高、结晶速度加快，有利于提高刚性、缩短成型周期并提高成型效率。根据本专利技术的一种优选实施方式，当所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量大于85%时，能够使得聚丙烯熔体在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，从而能够更为显著地降低在成膜过程中表面缺陷发生的可能性，并且有利于提高聚丙烯薄膜的结晶性，使得薄膜的拉伸更加均匀，取向度更高，从而提高聚丙烯薄膜的力学性能。根据本专利技术的一种优选实施方式，采用两步聚合法制备聚丙烯，第一步在较低的温度下进行预聚合，而第二步则提高了聚合反应的温度，这样能够使得到的聚丙烯具有较窄的分子量分布、较高的立构规整度和较大的高分子拖尾指数PIHT，从而使聚丙烯本身具有较高的结晶性能和结晶规整度，使得聚丙烯中仅有少量的无定形区，有利于薄膜挺度和强度的进一步提高。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在所述聚丙烯的制备过程中，当所述齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂优选含有外给电子体化合物时，不仅还能够使得到的聚丙烯的立构规整度进一步提高，而且还能够使得聚丙烯中二甲苯可溶物的含量显著降低，从而拓宽了所述聚丙烯组合物和聚丙烯薄膜的应用领域。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式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。本专利技术提供的聚丙烯组合物含有聚丙烯、成核剂和石油树脂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，优选为3.0-4.9；分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，优选大于2.1；在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为2-5g/10min。本专利技术中，所述熔体质量流动速率MFR按照ISO1133中规定的方法进行测定，其中，测试温度为230℃，载荷为2.16kg。PIHT越高则表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端。所述高分子拖尾指数PIHT按以下公式计算得到：PIHT=105×(Mz/Mp)/Mw，其中，Mp为峰位分子量，Mw为重均分子量，Mz为Z均分子量，单位为g/mol。所述Mp、Mw、Mz以及分子量分布指数可以通过凝胶渗透色谱仪（GPC）进行测定。本专利技术对上述聚丙烯组合物中各组分的含量没有特别地限定，例如，以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述成核剂的含量可以为0.01-1重量份，优选为0.01-0.5重量份；所述石油树脂的含量可以为0.01-40重量份，优选为10-20重量份。根据本专利技术，为了使由所述聚丙烯组合物制备得到的聚丙烯薄膜具有更高的强度和挺度，所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量优选大于85%，进一步优选大于90%，更优选大于93%。根据本专利技术，在所述聚丙烯的制备过程中，由于丙烯单体可能发生“2,1”插入和/或“1,3”插入，导致聚丙烯分子链结构的规整性破坏，熔点降低，从而影响聚丙烯的使用温度。如此引起的缺陷结构这里统称为区位异构结构（regio-irregularity）。等规聚丙烯的区位异构结构的结构式示意如下：“2,1”插入引起的头-头结构（赤式）“2,1”插入引起的头-头结构（苏式）“1,3”插入引起的区位异构结构根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯组合物，其特征在于，该聚丙烯组合物含有聚丙烯、成核剂和石油树脂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5‑5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为2‑5g/10min。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，该聚丙烯组合物含有聚丙烯、成核剂和石油树脂；所述聚丙烯的分子量分布指数为2.5-5.5，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，在230℃下、2.16kg载荷作用下的熔体质量流动速率MFR为2-5g/10min；所述高分子拖尾指数PIHT按以下公式计算得到：PIHT＝105×(Mz/Mp)/Mw，其中，Mp为峰位分子量，Mw为重均分子量，Mz为Z均分子量，单位为g/mol；所述聚丙烯由包括以下步骤的方法制备得到：(1)在齐格勒-纳塔催化剂存在下，将丙烯在-10℃至50℃、0.1-100MPa下进行预聚合，得到预聚倍数为2-3000克聚合物/克催化剂的丙烯预聚物；(2)在91-150℃、1-6MPa下，将所述丙烯预聚物和丙烯进行聚合。2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中，以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述成核剂的含量为0.01-1重量份，所述石油树脂的含量为0.01-40重量份。3.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量大于85％。4.根据权利要求3所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量大于90％。5.根据权利要求4所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的全同立构五单元组[mmmm]的含量大于93％。6.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯不含有丙烯2,1插入和1,3插入所引起的区位异构结构。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的结晶温度Tc大于113℃。8.根据权利要求7所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯的结晶温度Tc大于115℃。9.根据权利要求1-6中任意一项所述的聚丙烯组合物，其中，所述聚丙烯中二甲苯可溶物的含量小于4.4重量％。10.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高达利，徐萌，张师军，邹浩，郭梅芳，王良诗，于鲁强，张丽英，邵静波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，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：北京;11