一种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包括聚丙烯a和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和聚丙烯接枝物z。本发明专利技术制备的聚丙烯复合薄膜同时具有良好的电绝缘性能、抗冲性能、光学性能和拉伸性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。度下具有很好的热封强度。

【技术实现步骤摘要】
一种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，涉及一种聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯作为一种简单结构的高分子塑料，具有出色的电气绝缘性能和较高的熔点，聚丙烯薄膜作为绝缘膜包装材料有望适应更加严苛的工作环境。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，但以上方法制备的薄膜通常具有较高的雾度。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，同时部分类型的成核剂也会降低高温应用环境下材料的电绝缘性能。
[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可能，而且在多层共挤的过程中，各层间原料流变性能的不同，往往会影响薄膜的均匀度，继而影响到薄膜的光学和力学性能。
[0004]因此，需要开发一种兼具电绝缘性能、机械性能和光学性能的薄膜。

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的光学性能、抗冲性能和电绝缘性能的问题，提供了一种聚丙烯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、光学性能、拉伸性能和抗绝缘性能，而且在较低的热封温度下具有良好的热封强度。
[0006]本专利技术的第一方面提供一种聚丙烯复合薄膜，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包括聚丙烯a和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和聚丙烯接枝物z。
[0007]本专利技术的第二方面提供上述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。
[0008]本专利技术的第三方面提供上述聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用。
[0009]本专利技术制备的聚丙烯复合薄膜同时具有良好的电绝缘性能、抗冲性能、光学性能和拉伸性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。所述薄膜的纵向(MD)拉伸强度≥40MPa，优选纵向(MD)拉伸强度≥55MPa；薄膜雾度≤5.5％，优选薄膜雾度≤2.6％；摆锤冲击强度≥0.8J，优选摆锤冲击强度≥1.9J；150℃下的热封强度≥17N/15mm，优选150℃下的热封强度≥20N/15mm；体积电阻率≥1.8
×
10
15
Ω
·
m，优选体积电阻率≥2.0
×
10
15
Ω
·
m。
[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包括聚丙烯a和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和聚丙烯接枝物z。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚丙烯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(MD)拉伸强度≥55MPa；薄膜雾度≤5.5％，优选薄膜雾度≤2.6％；摆锤冲击强度≥0.8J，优选摆锤冲击强度≥1.9J；150℃下的热封强度≥17N/15mm，优选150℃下的热封强度≥20N/15mm；体积电阻率≥1.8
×
10
15
Ω
·
m，优选体积电阻率≥2.0
×
10
15
Ω
·
m。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚丙烯a可以为均聚聚丙烯和/或聚丙烯接枝物z。优选地，所述均聚聚丙烯a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
‑
FA03的均聚聚丙烯。或者可以通过本领域常规的方法制备。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚丙烯接枝物z包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元和衍生自苯乙烯类单体的结构单元；以聚丙烯接枝物z的重量为基准，所述聚丙烯接枝物z中衍生自苯乙烯类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.5
‑
14wt％，优选为1
‑
7.5wt％，更优选为1.5
‑
5wt％。
[0016]本专利技术中，所述“结构单元”意指其为聚丙烯接枝物的一部分，其形式并不受限。具体地，“衍生自共聚聚丙烯的结构单元”是指由共聚聚丙烯形成的产物，其既包括“基团”形式的，也包括“聚合物”形式的。“衍生自苯乙烯类单体的结构单元”是指由苯乙烯类单体形成的产物，其既包括“基团”形式的，也包括“单体”形式的，还包括“聚合物”形式的。所述“结构单元”可以是重复的单元，也可以是非重复的独立单元。
[0017]本专利技术中，“处于接枝态”的衍生自苯乙烯类单体的结构单元是指与共聚聚丙烯形成共价连接(接枝)的衍生自苯乙烯类单体的结构单元。
[0018]本专利技术中，共聚聚丙烯的“共聚单体”的含义为本领域技术人员公知，是指与丙烯共聚的单体。
[0019]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯接枝物z由共聚聚丙烯和苯乙烯类单体经固相接枝反应制得。本专利技术的接枝反应是自由基聚合反应，因此，所述“处于接枝态”是指反应物经过自由基聚合后，与另一反应物形成连接的状态。所述连接既包括直接的连接，也包括间接的连接。
[0020]在接枝反应过程中，苯乙烯类单体可聚合形成一定量的未接枝的聚合物。本专利技术的聚丙烯接枝物z既包括由共聚聚丙烯和苯乙烯类单体经接枝反应直接制得的产物(粗品)，也包括将该产物进行进一步纯化得到的接枝改性聚丙烯纯品。
[0021]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯接枝物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体
质量流动速率为0.01
‑
30g/10min，优选为0.05
‑
20g/10min，进一步优选为0.1
‑
10g/10min，更优选为0.2
‑
8g/10min。
[0022]本专利技术所述的苯乙烯类单体可以是任何能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合薄膜，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包括聚丙烯a和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和聚丙烯接枝物z。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合薄膜，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：纵向拉伸强度≥40MPa，优选纵向拉伸强度≥55MPa；薄膜雾度≤5.5％，优选薄膜雾度≤2.6％；摆锤冲击强度≥0.8J，优选摆锤冲击强度≥1.9J；150℃下的热封强度≥17N/15mm，优选150℃下的热封强度≥20N/15mm；体积电阻率≥1.8
×
10
15
Ω
·
m，优选体积电阻率≥2.0
×
10
15
Ω
·
m。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，在230℃下、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
‑
10g/10min，优选为3
‑
8g/10min；和/或在230℃下、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
‑
10g/10min，优选为4
‑
8g/10min。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯a为均聚聚丙烯和/或聚丙烯接枝物z；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。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯接枝物z包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元和衍生自苯乙烯类单体的结构单元；以聚丙烯接枝物z的重量为基准，所述聚丙烯接枝物z中衍生自苯乙烯类单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.5
‑
14wt％，优选为1
‑
7.5wt％，更优选为1.5
‑
5wt％；优选地，所述聚丙烯接枝物z由共聚聚丙烯和苯乙烯类单体经固相接枝反应制得。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯接枝物z在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为0.01
‑
30g/10min，优选为0.05
‑
20g/10min，进一步优选为0.1
‑
10g/10min，更优选为0.2
‑
8g/10min。7.根据权利要求5所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自除丙烯外的C2‑
C8的α
‑
烯烃中的至少一种；和/或，所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为0.5
‑
30mol％，优选为4
‑
25mol％；二甲苯可溶物含量为2
‑
80wt％，优选为18
‑
75wt％，进一步优选为30
‑
70wt％；可溶物中共聚单体含量为10
‑
70wt％，优选为10
‑
50wt％，进一步优选为20
‑
35wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3
‑
5，优选为0.5
‑
3，更优选为0.8
‑
1.3；在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为0.01
‑
60g/10min，优选为0.05
‑
35g/10min，进一步优选为0.5
‑
15g/10min；熔融温度Tm为100℃以上，优选为110
‑
180℃，进一步优选为120
‑
170℃；重均分子量为20
×
104‑
60
×
104g/mol。8.根据权利要求5所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述苯乙烯类单体选自具有式I所示结构的单体、具有式II所示结构的单体和具有式III所示结构的单体中的至少一种；
式I中，R1、R2、R3各自独立地选自H、取代或未取代的C1‑
C6的烷基；R4‑
R8各自独立地选自H、卤素、羟基、氨基、磷酸基、磺酸基、取代或未取代的C1‑
C
12
的烷基、取代或未取代的C3‑
C
12
的环烷基、取代或未取代的C1‑
C
12
的烷氧基、取代或未取代的C1‑
C
12
的酯基、取代或未取代的C1‑
C
12
的胺基，所述取代的基团选自卤素、羟基、氨基、磷酸基、磺酸基、C1‑
C
12
的烷基、C3‑
C
12
的环烷基、C1‑
C
12
的烷氧基、C1‑
C
12
的酯基、C1‑
C
12
的胺基；优选地，R1、R2、R3各自独立地选自H、取代或未取代的C1‑
C3的烷基，R4‑
R8各自独立地选自H、卤素、羟基、氨基、取代或未取代的C1‑
C6的烷基、取代或未取代的C1‑
C6的烷氧基；式II中，R1、R2、R3各自独立地选自H、取代或未取代的C1‑
C6的烷基；R4‑
R
10
各自独立地选自H、卤素、羟基、氨基、磷酸基、磺酸基、取代或未取代的C1‑
C
12
的烷基、取代或未取代的C3‑
C
12
的环烷基、取代或未取代的C1‑
C
12
的烷氧基、取代或未取代的C1‑
C
12
的酯基、取代或未取代的C1‑
C
12
的胺基，所述取代的基团选自卤素、羟基、氨基、磷酸基、磺酸基、C1‑
C
12
的烷基、C3‑
C
12
的环烷基、C1‑
C
12
的烷氧基、C1‑
C
12
的酯基、C1‑
C
12
的胺基；优选地，R1、R2、R3各自独立地选自H、取代或未取代的C1‑
C3的烷基，R4‑
R
10
各自独立地选自H、卤素、羟基、氨基、取代或未取代的C1‑
C6的烷基、取代或未取代的C1‑
C6的烷氧基，所述取代的基团选自卤素、羟基、氨基、C1‑
C6的烷基、C1‑
C6的烷氧基；式III中，R1’
、R2’

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，徐萌，邵清，张师军，宋文波，高达利，尹华，初立秋，董穆，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：