一种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，涉及一种复合薄膜及其制备方法和应用。所述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包括聚丙烯a和爽滑剂c以及任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y、丙烯抗冲共聚物z和爽滑剂k。本发明专利技术的复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、热封性能和爽滑性能，同时在长时经历较高温度后，热封性能和摩擦系数稳定性好。性能和摩擦系数稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种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，涉及一种复合薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯薄膜常用于包装用途，需要薄膜有较高的冲击性能，同时希望其表面爽滑性好，摩擦系数低，这样有利于生产和收卷。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。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。此外，包装用薄膜通常需要具有较好的热封性能，热封层材料的摩擦系数通常较高，容易导致膜卷粘连等问题。
[0003]为了提高薄膜的抗冲性能和韧性，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，而且弹性体通常流动性能较差，进而可能导致薄膜性能不均匀。为了提高薄膜的热封性能，多层共挤薄膜中通常设置热封层，虽然可以通过添加爽滑剂来降低薄膜的摩擦系数，获得较好的爽滑性。但仍存在如下问题：第一，等待爽滑剂的迁移和稳定需要一段时间，很难达到即时的爽滑性能，而且如果迁移出的爽滑剂过多，可能反而导致热封性能下降；第二，如果薄膜的使用温度较高，爽滑剂迁移速度会变快，导致薄膜的爽滑性能发生变化。
[0004]现有的聚丙烯薄膜很难同时具备较好抗冲性能、热封性能和爽滑性能。因此，需要开发新的聚丙烯薄膜。

技术实现思路

[0005]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抗冲性能、热封性能和爽滑性能，而且在较高温度下因爽滑剂析出，导致的热封性能和摩擦系数变化较大的问题，提供了一种复合薄膜及其制备方法。本专利技术的聚丙烯薄膜同时具有良好的抗冲性能、热封性能和爽滑性能，同时在长时经历较高温度后，热封性能和摩擦系数稳定性好。
[0006]本专利技术的第一方面提供一种复合薄膜，所述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包括聚丙烯a和爽滑剂c以及任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y、丙烯抗冲共聚物z和爽滑剂k。
[0007]本专利技术的第二方面提供上述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。
[0008]本专利技术的第三方面提供上述复合薄膜在包装材料领域中的应用。
[0009]本专利技术的复合薄膜同时具有良好的抗冲性能、热封性能和爽滑性能，同时在长时经历较高温度后，热封性能和摩擦系数稳定性好。所述薄膜的纵向(MD)拉伸强度≥40MPa，
优选纵向拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.55J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥17N/15mm；表面摩擦系数＜0.3，优选表面摩擦系数≤0.23；在60℃下加热24小时后，薄膜表面摩擦系数变化≤0.02，优选薄膜表面摩擦系数变化≤0.01；热封强度变化≤1N/15mm，优选热封强度变化≤0.6N/15mm。
[0010]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。
具体实施方式
[0011]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。
[0012]本专利技术提供一种复合薄膜，所述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包括聚丙烯a和爽滑剂c以及任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y、丙烯抗冲共聚物z和爽滑剂k。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述复合薄膜具有以下特征中的至少一种：纵向(MD)拉伸强度≥40MPa，优选纵向拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.55J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥17N/15mm；表面摩擦系数＜0.3，优选表面摩擦系数≤0.23；在60℃下加热24小时后，薄膜表面摩擦系数变化≤0.02，优选薄膜表面摩擦系数变化≤0.01；热封强度变化≤1N/15mm，优选热封强度变化≤0.6N/15m。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚丙烯a可以选自均聚聚丙烯和/或丙烯抗冲共聚物。
[0015]优选地，所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2～15g/10min，等规度大于97％，分子量分布Mw/Mn为4.5～7.0。符合上述特征的均聚聚丙烯可商购获得。如青岛炼化牌号为PPH
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FA03的均聚聚丙烯、上海石化牌号为FC801的均聚聚丙烯。或者可以通过本领域常规的方法制备。
[0016]根据本专利技术，所述丙烯抗冲共聚物优选是含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物，所述丙烯抗冲共聚物包含弹性部分，所述弹性部分为含有乙烯单元的共聚部分，优选选自乙烯
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丙烯共聚部分和乙烯
‑
丁烯共聚部分。
[0017]优选地，所述丙烯抗冲共聚物包含丙烯均聚部分与所述含有乙烯单元的共聚部分。所述丙烯均聚部分可以包含等规聚合结构。
[0018]以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z中的含有乙烯单元的共聚部分含量优选为3
‑
15wt％，通过
13
C NMR测定。
[0019]以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z的乙烯含量优选为1
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12wt％。
[0020]所述丙烯抗冲共聚物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率优选为1
‑
10g/10min。
[0021]所述丙烯抗冲共聚物可以具有嵌段结构或包含丙烯嵌段共聚物。
[0022]所述聚丙烯a可选的丙烯抗冲共聚物与所述丙烯抗冲共聚物z可以相同或不同，优选满足上述条件。
[0023]符合上述特征的丙烯抗冲共聚物可商购获得。如中沙石化牌号为EP200K的丙烯抗冲共聚物、上海石化牌号为M180R的丙烯抗冲共聚物、茂名石化牌号为PPB
‑
M02D的丙烯抗冲共聚物。或者可以通过本领域常规的方法制备。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚烯烃弹性体b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
‑
己烯和1
‑
辛烯中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚烯烃弹性体y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
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合薄膜，其特征在于，所述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包括聚丙烯a和爽滑剂c以及任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y、丙烯抗冲共聚物z和爽滑剂k。2.根据权利要求1所述的复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜具有以下特征中的至少一种：纵向拉伸强度≥40MPa，优选纵向拉伸强度≥52MPa；摆锤冲击强度≥0.55J，优选摆锤冲击强度≥1.5J；150℃下的热封强度≥15N/15mm，优选150℃下的热封强度≥17N/15mm；表面摩擦系数＜0.3，优选表面摩擦系数≤0.23；在60℃下加热24小时后，薄膜表面摩擦系数变化≤0.02，优选薄膜表面摩擦系数变化≤0.01；热封强度变化≤1N/15mm，优选热封强度变化≤0.6N/15mm。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物A的树脂组分的熔体质量流动速率为2
‑
10g/10min，优选为3
‑
8g/10min；和/或在230℃、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物B的树脂组分的熔体质量流动速率为3
‑
10g/10min，优选为4
‑
8g/10min。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯a选自均聚聚丙烯和/或丙烯抗冲共聚物；优选地，所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2
‑
15g/10min，等规度大于97％，分子量分布Mw/Mn为4.5
‑
7.0；优选地，所述丙烯抗冲共聚物为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物；以丙烯抗冲共聚物的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物的乙烯含量为1
‑
12wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物中的含有乙烯单元的共聚部分含量为3
‑
15wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为1
‑
10g/10min。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体b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
‑
己烯和1
‑
辛烯中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述爽滑剂c为酰胺类爽滑剂，优选为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述无规聚丙烯x为丙烯与乙烯和/或丁烯的共聚物，优选选自乙烯
‑
丙烯
‑
丁烯三元无规共聚物、丙烯
‑
乙烯二元无规共聚物、丙烯
‑
丁烯二元无规共聚物中的至少一种；和/或，所述无规聚丙烯x在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2
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10g/10min。8.根据权利要求1
‑
7中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述丙烯抗冲共聚物z为含有乙烯单元的丙烯抗冲共聚物；以丙烯抗冲共聚物z的总重量计，所述丙烯抗冲共聚物z的乙烯含量为1
‑
12wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物z中的含有乙烯单元的共聚部分含量为3
‑
15wt％；和/或，所述丙烯抗冲共聚物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为1
‑
10g/10min。9.根据权利要求1
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8中任意一项所述的复合薄膜，其特征在于，所述爽滑剂k为酰胺类
爽滑剂和耐迁移型爽滑剂的混合物；所述酰胺类爽滑剂优选为芥酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的至少一种；所述耐迁移型爽滑剂优选为聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒、聚碳酸酯微粒、有机硅、纳米碳酸钙、...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛琦，徐萌，张师军，高达利，侴白舸，白弈青，张冯倩，张琦，徐凯，石胜鹏，康鹏，蔡涛，
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：