CN113021820B - 一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：乙烯‑丙烯‑丁烯三元共聚物70～80份、乙烯‑丁烯共聚物12～15份、氧化聚乙烯蜡5～7份、改性介孔二氧化硅13～17份、聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3～4.5份；所述芯层由包括以下重量份的原料制成：聚丙烯75～85份、无色透明环氧树脂12～16份、2,5‑呋喃二酮与乙烯和1‑丙烯的聚合物7～9份、氧化聚丙烯蜡4～6份、纳米二氧化硅3～4份。本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有常温静/动摩擦因数小，高温变化很小；热收缩率低，挺度高；耐磨性能优异；阻隔性能优异；综合性能好。
Description
技术领域
本发明涉及香烟包装用BOPP薄膜技术领域，具体涉及一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜具有质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、机械强度高等特点，广泛用于食品、服装、医药、化工等领域。BOPP薄膜可与聚丙烯流延膜、聚乙烯膜、聚乙烯醇膜等进行多层复合，从而提高产品的阻气、阻湿、耐油和耐撕裂等性能，是近年来发展很快的一种包装材料。
烟膜是一种高档的BOPP薄膜，具有热封温度低、阻隔性能好、透明度高、厚度均匀等特点。目前市场上小包硬盒香烟主要采用厚度20～25um的双向拉伸聚丙烯薄膜。
公告号为CN102079155B的中国专利申请公开一种超高速卷烟包装机组专用硬盒香烟包装用BOPP薄膜，采用三层结构直接共挤复合方式，薄膜的上表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物；薄膜的芯层结构的主要成分是聚丙烯均聚物；薄膜的下表层结构的主要成分是聚丙烯共聚物。该发明所揭示的BOPP薄膜，不仅保持了优良的光学性能、爽滑性和热收缩性，而且挺度好，厚度均匀，薄膜表面还具备一定程度的耐磨性能。
公开号为CN112500634A的中国专利申请公开一种双向拉伸聚丙烯热封薄膜及其制备工艺，包括外表层、芯层和内表层，所述热封薄膜自上而下由外表层、芯层、内表层三层结构共挤制得，所述芯层包括以下重量组分：87～92份均聚聚丙烯、5～10份氢化石油树脂、0.8～1.2份纳米玻璃粉、0.4～0.8份碳酸钙、0.25～2.5份成核剂、0.2～0.5份稳定剂、0.01～0.2份抗氧剂。该发明通过对双向拉伸膜层结构、组分成分及其制备工艺的设置，实现所制烟膜性能的提高，提高了所制烟膜的强度和机械性能、光泽度，润湿度，并提高其耐磨性、水气阻隔能力，能够有效防止水气凝结、渗透。
但是，目前所使用的热封型聚丙烯薄膜还存在以下问题：
1、常温静/动摩擦因数均较高，且在高速包装等环境温度较高时，静/动摩擦因数会明显升高，导致包装流畅性不好；
2、耐磨性能差，导致在高速包装过程中或后续使用过程中，容易出现表面刮花等现象；
3、热收缩率较大，挺度较低，受热容易变形；
4、阻隔性能较差；
5、光泽度和雾度、热封强度、力学性能等综合性能差。
基于上述情况，本发明提出了一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜及其制备方法，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜及其制备方法。本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有常温静/动摩擦因数小，高温变化很小；热收缩率低，挺度高；耐磨性能优异；阻隔性能优异；光泽度高和雾度低、热封强度高、力学性能好等优点，综合性能优良。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物70～80份、
乙烯-丁烯共聚物12～15份、
氧化聚乙烯蜡5～7份、
改性介孔二氧化硅13～17份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3～4.5份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯75～85份、
无色透明环氧树脂12～16份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物7～9份、
氧化聚丙烯蜡4～6份、
纳米二氧化硅3～4份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有常温静/动摩擦因数小，高温变化很小；热收缩率低，挺度高；耐磨性能优异；阻隔性能优异；光泽度高和雾度低、热封强度高、力学性能好等优点。
优选的，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物75份、
乙烯-丁烯共聚物14份、
氧化聚乙烯蜡6份、
改性介孔二氧化硅15份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3.8份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯80份、
无色透明环氧树脂14份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物8份、
氧化聚丙烯蜡5份、
纳米二氧化硅3.5份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
优选的，所述面层和内层的厚度为0.8～1.2um，所述芯层的厚度为18～22um。
优选的，所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2～3％、丁烯4～9％、余量为丙烯。
这样可更好的保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的热封强度等热封性能。
优选的，所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯72～80％、余量为乙烯；
这样可更好的提升本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的耐温，耐老化等性能。
优选的，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子70～95份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚12～16份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物45～60份。
优选的，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.63～0.73。
这样可更好地保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的摩擦系数(摩擦力)小，高温低温无变化，耐磨，几乎没有小分子析出物(因为本发明没有添加小分子助剂)，大分子迁移析出物很少。
优选的，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在45～60℃，2～3个标准大气压条件下放置6～10小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
这样可更进一步地保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的摩擦力小，高温低温无变化，耐磨，几乎没有小分子析出物，大分子迁移析出物很少。
优选的，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
这样可最大程度地保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的摩擦力小，高温低温无变化，耐磨，几乎没有小分子析出物，大分子迁移析出物很少。
优选的，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
优选的，所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮4～6％、乙烯58～64％、余量为1-丙烯。
这样可更好地提升本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的挺度，阻隔性能，力学强度等，且更好地保证了产品的透明度等性能。
优选的，所述面层中的乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2～3％、丁烯4～9％、余量为丙烯。
本发明还提供一种所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为95～108℃，纵向拉伸倍数为3.5～5.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为118～128℃，横向拉伸倍数为4～6.5倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为20～30℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜通过精选所述面层、芯层、内层的原料组成，并优化各原料含量，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，大幅提升了产品的质量稳定性，制得的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有层与面层之间的常温静/动摩擦因数小，在(卷
优选的，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在45～60℃，2～3个标准大气压条件下放置6～10小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
优选的，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
优选的，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
优选的，所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮4～6％、乙烯58～64％、余量为1-丙烯。
优选的，所述面层中的乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2～3％、丁烯4～9％、余量为丙烯。
本发明还提供一种所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
从上表可以看出，本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有以下优点：面层与面层之间的常温静/动摩擦因数小，在(卷烟)包装机上快速包装时，摩擦小，包装进行更加流畅，且60℃静/动摩擦因数变化很小，尤其适合高速包装；
热收缩率低，热封等受热情况下变形小，使包装表面更加平整、烟)包装机上快速包装时，摩擦小，包装进行更加流畅，且60℃静/动摩擦因数变化很小，尤其适合高速包装；且内层采用普通三元共聚物，静/动摩擦因数较高，受热后静/动摩擦因数会较为明显的提升，这样与卷烟纸盒直接摩擦力较大，更加有利于(卷烟)包装；
热收缩率低，热封等受热情况下变形小，使包装表面更加平整、光滑，挺度高；
耐磨性能优异，在(卷烟)包装机上高速包装时，表面不易刮花、不易产生白化现象；
阻隔性能优异，能够有效阻止水蒸气等透过，保证包装产品不易受潮或变质。
此外，经测试本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜(面层)的光泽度在90％以上，雾度在1.3％以下，光泽度和雾度按ASTM D 2457—2013测试；
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜(面层)的热封强度为3.6N/(15mm)-1以上，热封强度按QB/T 2358—2009测试；
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的纵向拉伸强度200MPa以上，横向拉伸强度300MPa以上，力学性能按DIN EN ISO 527-1(1996-04)测试)。
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的面层中添加了适当比例的乙烯-丁烯共聚物，与乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物等相容性良好，与其他组分相互配合，主要起到提升本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的耐温性能的作用，进一步使受热后静/动摩擦因数保持(变化很小)，降低热收缩率；从而保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的综合性能优良。
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的面层中添加了适当比例的氧化聚乙烯蜡主要起到相容剂的作用，使本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的面层中各原料分散均匀，从而保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的综合性能优良。
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的面层中添加了适当比例的改性介孔二氧化硅，优选的，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子70～95份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚12～16份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物45～60份。
优选的，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.63～0.73。
优选的，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在45～60℃，2～3个标准大气压条件下放置6～10小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
优选的，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
所述改性介孔二氧化硅中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷大分子大部分“锚固”于大孔径介孔二氧化硅纳米粒子上，少部分游离分散于本发明的面层原料体系中，在本发明的原料体系中分散均匀，大幅降低了本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有层与面层之间的常温静/动摩擦因数，摩擦力小，且高温(60℃)低温几乎无变化，耐磨，几乎没有小分子析出物，大分子迁移析出物很少；此外，还含有氟，所述改性介孔二氧化硅与聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉(还起到抗粘连剂的作用)相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有层与面层之间的常温静/动摩擦因数最大程度的减小了。
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的芯层中添加了适当比例的无色透明环氧树脂和2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物8份，两者相互配合，在本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜受热加工过程中以及后续使用过程中，逐步固化，产生适度交联，并配合聚丙烯、氧化聚丙烯蜡等，各组分相容性良好，大幅提升了本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的阻隔性能、耐温性能、力学性能等，从而保证本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的综合性能优良。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本，很好地保证了本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜具有常温静/动摩擦因数小，高温变化很小；热收缩率低，挺度高；耐磨性能优异；阻隔性能优异；光泽度高和雾度低、热封强度高、力学性能好等优点，综合性能优良。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物70～80份、
乙烯-丁烯共聚物12～15份、
氧化聚乙烯蜡5～7份、
改性介孔二氧化硅13～17份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3～4.5份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯75～85份、
无色透明环氧树脂12～16份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物7～9份、
氧化聚丙烯蜡4～6份、
纳米二氧化硅3～4份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
优选的，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物75份、
乙烯-丁烯共聚物14份、
氧化聚乙烯蜡6份、
改性介孔二氧化硅15份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3.8份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯80份、
无色透明环氧树脂14份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物8份、
氧化聚丙烯蜡5份、
纳米二氧化硅3.5份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
优选的，所述面层和内层的厚度为0.8～1.2um，所述芯层的厚度为18～22um。
优选的，所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2～3％、丁烯4～9％、余量为丙烯。
优选的，所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯72～80％、余量为乙烯；
优选的，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子70～95份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚12～16份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物45～60份。
优选的，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.63～0.73。
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为95～108℃，纵向拉伸倍数为3.5～5.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为118～128℃，横向拉伸倍数为4～6.5倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为20～30℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
实施例2：
一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物70份、
乙烯-丁烯共聚物12份、
氧化聚乙烯蜡5份、
改性介孔二氧化硅13份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯75份、
无色透明环氧树脂12份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物7份、
氧化聚丙烯蜡4份、
纳米二氧化硅3份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2％、丁烯9％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯72％、余量为乙烯；
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子70份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚12份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物45份。
在本实施例中，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.63。
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在45℃，3个标准大气压条件下放置10小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
在本实施例中，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
在本实施例中，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
在本实施例中，所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮4％、乙烯64％、余量为1-丙烯。
在本实施例中，所述内层中的乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2％、丁烯9％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为95℃，纵向拉伸倍数为3.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为118℃，横向拉伸倍数为4倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为20℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
实施例3：
一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物80份、
乙烯-丁烯共聚物15份、
氧化聚乙烯蜡7份、
改性介孔二氧化硅17份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉4.5份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯85份、
无色透明环氧树脂16份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物9份、
氧化聚丙烯蜡6份、
纳米二氧化硅4份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯3％、丁烯4％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯80％、余量为乙烯；
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子95份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚16份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物60份。
在本实施例中，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.73。
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在60℃，2个标准大气压条件下放置6小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
在本实施例中，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
在本实施例中，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
在本实施例中，所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮6％、乙烯58％、余量为1-丙烯。
在本实施例中，所述面层中的乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯3％、丁烯4％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为108℃，纵向拉伸倍数为5.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为128℃，横向拉伸倍数为6.5倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为30℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
实施例4：
一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
在本实施例中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物75份、
乙烯-丁烯共聚物14份、
氧化聚乙烯蜡6份、
改性介孔二氧化硅15份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3.8份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯80份、
无色透明环氧树脂14份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物8份、
氧化聚丙烯蜡5份、
纳米二氧化硅3.5份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2.6％、丁烯4.6％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯76％、余量为乙烯；
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子82.5份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚14份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物48份。
在本实施例中，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.68。
在本实施例中，所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
1)将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt％；
2)然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在52℃，2.5个标准大气压条件下放置8小时；
3)然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
在本实施例中，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
在本实施例中，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
在本实施例中，所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮5％、乙烯60％、余量为1-丙烯。
在本实施例中，所述面层中的乙烯/丙烯/丁烯三元共聚物中各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2.6％、丁烯4.6％、余量为丙烯。
在本实施例中，所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为102℃，纵向拉伸倍数为4.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为123℃，横向拉伸倍数为5.25倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为25℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
对比例1：
与实施例4的区别在于，所述面层中没有乙烯-丁烯共聚物，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，所述面层中没有改性介孔二氧化硅，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，所述面层中没有聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉，其他与实施例4相同。
对比例4：
与实施例4的区别在于，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物由三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷替代，其他与实施例4相同。
对比例5：
与实施例4的区别在于，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物由聚二甲基硅氧烷替代，其他与实施例4相同。
对比例6：
与实施例4的区别在于，所述芯层中没有无色透明环氧树脂，其他与实施例4相同。
对比例7：
与实施例4的区别在于，所述芯层中没有2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例7得到的多层共挤热封型聚丙烯薄膜以及普通热封型聚丙烯薄膜(各薄膜的面层和内层的厚度均为1um，芯层的厚度均为20um)进行性能测试，测试结果如表1所示：
其中，常温静/动摩擦因数、60℃静/动摩擦因数均是面层与面层之间的摩擦因数。
表1
光滑，挺度高；
耐磨性能优异，在(卷烟)包装机上高速包装时，表面不易刮花、不易产生白化现象；
阻隔性能优异，能够有效阻止水蒸气等透过，保证包装产品不易受潮或变质。
此外，经测试本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜(面层)的光泽度在90％以上，雾度在1.3％以下，光泽度和雾度按ASTM D 2457—2013测试；
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜(面层)的热封强度为3.6N/(15mm)-1以上，热封强度按QB/T 2358—2009测试；
本发明的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的纵向拉伸强度200MPa以上，横向拉伸强度300MPa以上，力学性能按DIN EN ISO 527-1(1996-04)测试)。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜由面层、芯层、内层三层结构直接共挤制得；
其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物70～80份、
乙烯-丁烯共聚物12～15份、
氧化聚乙烯蜡5～7份、
改性介孔二氧化硅13～17份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3～4.5份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯75～85份、
无色透明环氧树脂12～16份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物7～9份、
氧化聚丙烯蜡4～6份、
纳米二氧化硅3～4份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份；
所述面层中的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为乙烯2～3%、丁烯4～9%、余量为丙烯；
所述面层中的乙烯-丁烯共聚物各单体单元含量按摩尔百分比计为丁烯72～80%、余量为乙烯；
所述改性介孔二氧化硅由包括以下重量份的原料制成：
大孔径介孔二氧化硅纳米粒子70～95份、
1,4-丁二醇二缩水甘油醚12～16份、
三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物45～60份；
所述改性介孔二氧化硅的制备方法如下：
将大孔径介孔二氧化硅纳米粒子烘干至水分含量低于0.2wt%；
然后将烘干后的大孔径介孔二氧化硅纳米粒子与1,4-丁二醇二缩水甘油醚混合均匀，并在45～60℃，2～3个标准大气压条件下放置6～10小时；
然后再与三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物混合均匀，即得到所述改性介孔二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述面层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物75份、
乙烯-丁烯共聚物14份、
氧化聚乙烯蜡6份、
改性介孔二氧化硅15份、
聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉3.8份；
所述芯层由包括以下重量份的原料制成：
聚丙烯80份、
无色透明环氧树脂14份、
2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物8份、
氧化聚丙烯蜡5份、
纳米二氧化硅3.5份；
所述内层由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物100份。
3.根据权利要求1所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述面层和内层的厚度为0.8～1.2um，所述芯层的厚度为18～22um。
4.根据权利要求1所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的混合物中三甲基甲硅烷氧基氨端聚二甲基硅氧烷和羟基封端的甲基-3,3,3-三氟丙基聚硅氧烷的质量之比为1：0.63～0.73。
5.根据权利要求1至4任一项所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述大孔径介孔二氧化硅纳米粒子的孔径为15～20nm，粒径为160～210nm。
6.根据权利要求1所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜，其特征在于，所述芯层中的聚丙烯为均聚聚丙烯；
所述芯层中的2,5-呋喃二酮与乙烯和1-丙烯的聚合物中各单体单元含量按摩尔百分比计为2,5-呋喃二酮4～6%、乙烯58～64%、余量为1-丙烯。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的多层共挤热封型聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述面层、芯层、内层的各原料，备用；
B、将所述芯层的原料混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成芯层熔体；
C、将面层、内层的原料分别混合均匀，送入各自的串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，分别形成面层熔体和内层熔体；
D、所述芯层熔体、面层熔体和内层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；
E、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为95～108℃，纵向拉伸倍数为3.5～5.5倍；
F、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为118～128℃，横向拉伸倍数为4～6.5倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为20～30℃；
G、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述多层共挤热封型聚丙烯薄膜。
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