CN114181455A - 一种cpp流延膜用消光抗静电材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于消光抗静电材料技术领域，提供一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法，该CPP流延膜用消光抗静电材料，包括以下重量份的原料：PP树脂30～60份、消光改性剂20～70份、超细石墨5～20份、抗氧剂0.2～2份、偶联剂0.5～5份、分散润滑剂0.2～2份；其中，所述消光改性剂为轻质碳酸钙和超细二氧化硅中的至少一种。该CPP流延膜用消光抗静电材料通过在PP树脂中添加上述消光改性剂和超细石墨，再配合其他助剂，以有效改善其消光性能和抗静电性能。

Description

一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及消光抗静电材料技术领域，特别是涉及一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯膜，简称PP膜，其具有质轻、防潮、力学强度高、尺寸稳定性好、无毒、无臭等特点，因此，被广泛应用于香烟、食品及农副产品的包装材料上。PP膜主要分为CPP流延膜、BOPP膜和IPP膜三类。其中，CPP流延膜是通过熔体流涎骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜，有单层流涎和多层共挤流涎两种方式；与吹膜相比，CPP流延膜具有生产速度快、产量高、薄膜的透明性及厚度均匀的特点，因此，CPP流延膜的应用最为广泛。
目前，为满足市场对低光泽的PP膜的需求，研究人员开发了PP膜用消光材料，如公开号CN111909435A提供的一种BOPP膜用消光料。但是，现有的消光PP膜的抗静电性能较差。因此，亟需研制一种同时具备优异的消光性能和抗静电性能的CPP流延膜用消光抗静电材料，以进一步扩展PP膜，尤其是CPP流延膜的应用范围。
发明内容
本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种兼具优异的消光性能和抗静电性能的CPP流延膜用消光抗静电材料。
本发明的目的之二是针对现有技术的不足，提供一种制备工艺稳定、生产成本低、适合大规模生产的CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法。
基于此，本发明公开了一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0003384905470000011
Figure BDA0003384905470000021
其中，所述消光改性剂为轻质碳酸钙和超细二氧化硅中的至少一种。其中，超细二氧化硅的粒径优选为1um，超细石墨的粒径优选为1um。
优选地，所述消光改性剂为轻质碳酸钙，所述轻质碳酸钙的添加量为PP树脂质量的26～35％，且所述轻质碳酸钙与超细石墨的质量比为3：0.9～1.2。
进一步优选地，所述轻质碳酸钙与超细石墨的质量比为3：1。
优选地，所述消光改性剂为超细二氧化硅，所述超细二氧化硅的添加量为PP树脂质量的26～35％，且所述超细二氧化硅与超细石墨的质量比为3：1.8～2.5。
进一步优选地，所述超细二氧化硅与超细石墨的质量比为3：2。
更进一步优选地，所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0003384905470000022
优选地，所述消光改性剂为轻质碳酸钙和超细二氧化硅的复合物；其中，超细石墨、轻质碳酸钙与超细二氧化硅的质量比优选为0.5～0.65：1：1～1.5。
本发明的CPP流延膜用消光抗静电材料中，通过在PP树脂中添加消光改性剂(即轻质碳酸钙和/或超细二氧化硅)和超细石墨及其他助剂，并控制超细二氧化硅或超细二氧化硅在PP树脂中的质量占比以及控制好不同种类的消光改性剂与超细石墨的质量比，即可在适当控制消光改性剂和超细石墨的投入量及成本的同时，大幅降低该CPP流延膜用消光抗静电材料的消光度和表面电阻，进而大大提高其消光性能和抗静电性能。
本发明还公开了上述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤S1，将消光改性剂、超细石墨和偶联剂混合，搅拌均匀，得到第一混合物料；
步骤S2，向所述第一混合物料中加入抗氧剂和分散润滑剂，搅拌均匀，得到第二混合物料；
步骤S3，向所述第二混合物料中加入PP树脂，搅拌均匀，得到第三混合物料；
步骤S4，将所述第三混合物料放入挤出机中进行挤出造粒，即得CPP流延膜用消光抗静电材料。
优选地，所述步骤S1中制备第一混合物料以及步骤S2中制备第二混合物料的搅拌速率均为320～380转/分钟、搅拌时间均为3～8分钟；
所述步骤S3中，制备所述第三混合物料的搅拌速率为450～500转/分钟、搅拌时间为3～8分钟。
优选地，所述步骤S4中，所述挤出造粒的工艺条件如下：
所述挤出机各区温度为：一区温度为145～155℃，二区温度为175～185℃，三至七区的温度均为185～195℃，八至十区的温度均为195～205℃，机头温度为205～215℃；
挤出造粒过程中，螺杆转速为285～315转/分钟，喂料转速为30～50转/分钟，切粒机转速为25～40转/分钟，真空度≤0.1Mpa，水槽温度为30～50℃。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明的CPP流延膜用消光抗静电材料中，以PP树脂为主体树脂，以偶联剂、抗氧剂和分散润湿剂为助剂，并以轻质碳酸钙和/或超细二氧化硅为消光改性剂、以超细石墨为抗静电改性剂及辅助消光改性剂，在上述主体树脂及多种助剂的配合下，使轻质碳酸钙和/或超细二氧化硅与超细石墨发挥协同增效的作用，以大大降低该CPP流延膜用消光抗静电材料的光泽度和表面电阻，进而有效改善该CPP流延膜用消光抗静电材料的消光性能和抗静电性能。其中，本发明的CPP流延膜用消光抗静电材料的消光度可降至10以下、且其表面电阻可达1×107Ω。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
其中，若无特殊说明，以下实施例中所用的PP树脂采用中国石化上海石油化工股份有限公司的PP F800E。
实施例1
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000041
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤S1，将消光改性剂、超细石墨和偶联剂混合，在350转/分钟下搅拌5分钟，得到第一混合物料。
步骤S2，向所述第一混合物料中加入抗氧剂和分散润滑剂，在350转/分钟下搅拌5分钟，得到第二混合物料。
步骤S3，向所述第二混合物料中加入PP树脂，在480转/分钟下搅拌5分钟，得到第三混合物料。
步骤S4，将所述第三混合物料放入挤出机中进行挤出造粒，以制得CPP流延膜用消光抗静电材料。
其中，步骤S4中挤出造粒的工艺条件如下：
挤出机各区温度为：一区温度为150℃，二区温度为180℃，三至七区的温度均为190℃，八至十区的温度均为200℃，机头温度为210℃；
挤出造粒过程中，螺杆转速为300转/分钟，喂料转速为40转/分钟，切粒机转速为35转/分钟，真空度≤0.1Mpa，水槽温度为40℃。
实施例2
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000042
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例1。
实施例3
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000051
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例1。
实施例4
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000052
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤S1，将消光改性剂、超细石墨和偶联剂混合，在380转/分钟下搅拌8分钟，得到第一混合物料。
步骤S2，向所述第一混合物料中加入抗氧剂和分散润滑剂，在380转/分钟下搅拌8分钟，得到第二混合物料。
步骤S3，向所述第二混合物料中加入PP树脂，在500转/分钟下搅拌8分钟，得到第三混合物料。
步骤S4，将所述第三混合物料放入挤出机中进行挤出造粒，以制得CPP流延膜用消光抗静电材料。
其中，步骤S4中挤出造粒的工艺条件如下：
挤出机各区温度为：一区温度为155℃，二区温度为185℃，三至七区的温度均为195℃，八至十区的温度均为205℃，机头温度为215℃；
挤出造粒过程中，螺杆转速为315转/分钟，喂料转速为50转/分钟，切粒机转速为40转/分钟，真空度≤0.1Mpa，水槽温度为50℃。
实施例5
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000061
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例4。
实施例6
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法均参照实施例1，其与实施例1的区别在于：
将本实施例的CPP流延膜用消光抗静电材料中的15份超细二氧化硅改为15份轻质碳酸钙，且超细石墨的添加量改为5份。
实施例7
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000062
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例1。
实施例8
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000071
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例1。
实施例9
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000072
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例4。
实施例10
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000073
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法参照实施例1。
实施例11
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003384905470000081
本实施例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤S1，将消光改性剂、超细石墨和偶联剂混合，在320转/分钟下搅拌3分钟，得到第一混合物料。
步骤S2，向所述第一混合物料中加入抗氧剂和分散润滑剂，在320转/分钟下搅拌3分钟，得到第二混合物料。
步骤S3，向所述第二混合物料中加入PP树脂，在450转/分钟下搅拌3分钟，得到第三混合物料。
步骤S4，将所述第三混合物料放入挤出机中进行挤出造粒，以制得CPP流延膜用消光抗静电材料。
其中，步骤S4中挤出造粒的工艺条件如下：
挤出机各区温度为：一区温度为145℃，二区温度为175℃，三至七区的温度均为185℃，八至十区的温度均为195℃，机头温度为205℃；
挤出造粒过程中，螺杆转速为285转/分钟，喂料转速为30转/分钟，切粒机转速为25转/分钟，真空度≤0.1Mpa，水槽温度为30℃。
对比例1
本对比例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法均参照实施例1，其与实施例1的区别在于：本对比例的CPP流延膜用消光抗静电材料中未添加消光改性剂和超细石墨。
对比例2
本对比例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法均参照实施例1，其与实施例1的区别在于：本对比例的CPP流延膜用消光抗静电材料中未添加超细石墨。
对比例3
本对比例的一种CPP流延膜用消光抗静电材料及其制备方法均参照实施例6，其与实施例6的区别在于：本对比例的CPP流延膜用消光抗静电材料中未添加超细石墨。
性能测试
将分别采用实施例1～11及对比例1～3的CPP流延膜用消光抗静电材料制得的厚度为40um的CPP流延膜分别进行性能测试，其中，各性能测试的参考标准为：光泽度：GB/T8807-1988；表面电阻：GB/T 10064-2006，测试结果如下表1～2所示：
表1
样品 光泽度 表面电阻(Ω)
对比例1 65 1×10<sup>14</sup>
实施例1 8 1×10<sup>7</sup>
实施例2 9.5 0.7×10<sup>7</sup>
实施例3 7.6 0.83×10<sup>7</sup>
实施例4 7.8 2.1×10<sup>7</sup>
实施例5 8.1 0.9×10<sup>7</sup>
实施例6 9 1×10<sup>8</sup>
实施例7 9.8 0.86×10<sup>8</sup>
实施例8 8.3 1.1×10<sup>8</sup>
实施例9 7.5 1.3×10<sup>9</sup>
实施例10 7.2 6.3×10<sup>7</sup>
实施例11 6.5 3.8×10<sup>7</sup>
从表1可知，相比对比例1的不添加消光改性剂和超细石墨的CPP流延膜用消光抗静电材料，实施例1～11的CPP流延膜用消光抗静电材料的消光度和表面电阻均明显下降，其消光性能和抗静电性能均得到很好的改善。
表2
Figure BDA0003384905470000091
Figure BDA0003384905470000101
从表2可知，与对比例2(其未添加超细石墨)相比，实施例1(其添加了10份超细石墨)的CPP流延膜用消光抗静电材料的表面电阻大幅降低，其抗静电性能显著提高，且实施例1的CPP流延膜用消光抗静电材料的光泽度也明显降低，说明实施例1的CPP流延膜用消光抗静电材料中超细二氧化硅与超细石墨能协同增效，达到进一步改善其消光性能的效果。
相似地，与对比例3(其未添加超细石墨)相比，实施例6(其添加了5份超细石墨)的CPP流延膜用消光抗静电材料的表面电阻也大幅降低，其抗静电性能显著提高，且实施例6的CPP流延膜用消光抗静电材料的光泽度也明显降低，说明实施例6的CPP流延膜用消光抗静电材料中轻质碳酸钙与超细石墨也能协同增效，达到进一步改善其消光性能的效果。
综上可知，本发明的CPP流延膜用消光抗静电材料中，通过在PP树脂中添加消光改性剂(即轻质碳酸钙和/或超细二氧化硅)和超细石墨，再配合其他助剂，能大幅改善该CPP流延膜用消光抗静电材料的消光性能和抗静电性能。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
Figure FDA0003384905460000011
其中，所述消光改性剂为轻质碳酸钙和超细二氧化硅中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，所述消光改性剂为轻质碳酸钙，所述轻质碳酸钙的添加量为PP树脂质量的26～35％，且所述轻质碳酸钙与超细石墨的质量比为3：0.9～1.2。
3.根据权利要求2所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，所述轻质碳酸钙与超细石墨的质量比为3：1。
4.根据权利要求1所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，所述消光改性剂为超细二氧化硅，所述超细二氧化硅的添加量为PP树脂质量的26～35％，且所述超细二氧化硅与超细石墨的质量比为3：1.8～2.5。
5.根据权利要求4所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，所述超细二氧化硅与超细石墨的质量比为3：2。
6.根据权利要求5所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
Figure FDA0003384905460000012
7.根据权利要求1所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料，其特征在于，所述消光改性剂为轻质碳酸钙和超细二氧化硅的复合物。
8.权利要求1-7任一项所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤S1，将消光改性剂、超细石墨和偶联剂混合，搅拌均匀，得到第一混合物料；
步骤S2，向所述第一混合物料中加入抗氧剂和分散润滑剂，搅拌均匀，得到第二混合物料；
步骤S3，向所述第二混合物料中加入PP树脂，搅拌均匀，得到第三混合物料；
步骤S4，将所述第三混合物料放入挤出机中进行挤出造粒，即得CPP流延膜用消光抗静电材料。
9.根据权利要求8所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制备第一混合物料以及步骤S2中制备第二混合物料的搅拌速率均为320～380转/分钟、搅拌时间均为3～8分钟；
所述步骤S3中，制备所述第三混合物料的搅拌速率为450～500转/分钟、搅拌时间为3～8分钟。
10.根据权利要求8所述的一种CPP流延膜用消光抗静电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述挤出造粒的工艺条件如下：
所述挤出机各区温度为：一区温度为145～155℃，二区温度为175～185℃，三至七区的温度均为185～195℃，八至十区的温度均为195～205℃，机头温度为205～215℃；
挤出造粒过程中，螺杆转速为285～315转/分钟，喂料转速为30～50转/分钟，切粒机转速为25～40转/分钟，真空度≤0.1Mpa，水槽温度为30～50℃。
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