CN114989532A - 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用 - Google Patents

一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114989532A
CN114989532A CN202210544844.7A CN202210544844A CN114989532A CN 114989532 A CN114989532 A CN 114989532A CN 202210544844 A CN202210544844 A CN 202210544844A CN 114989532 A CN114989532 A CN 114989532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polypropylene
heat sealing
ethylene
copolymer
temperature heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210544844.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114989532B (zh
Inventor
徐董
刘正训
薛圣光
张庆
王海伟
郑国星
方鑫鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wenzhou Gettel Plastic Co ltd
Original Assignee
Wenzhou Gettel Plastic Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wenzhou Gettel Plastic Co ltd filed Critical Wenzhou Gettel Plastic Co ltd
Priority to CN202210544844.7A priority Critical patent/CN114989532B/zh
Publication of CN114989532A publication Critical patent/CN114989532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114989532B publication Critical patent/CN114989532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14—Copolymers of propene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/31—Heat sealable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412—Transparent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/70—Food packaging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00—Containers; Receptacles
    • B32B2439/80—Medical packaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本申请提供一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用，属于以丙烯共聚物为基料的组合物技术领域。由共聚聚丙烯、聚油酰胺、低密度聚乙烯、弹性体、硫化剂和抗氧化剂硫化挤出造粒得到。将上述热封料用于双向拉伸聚丙烯薄膜、热收缩聚丙烯薄膜、聚丙烯流延膜，具有热封温度低、温域宽、热粘强度高、透光性好等优点。

Description

一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用
技术领域
本申请涉及一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用，属于以丙烯共聚物为基料的组合物技术领域。
背景技术
聚丙烯薄膜是包装领域的重要产品，具有质轻、透明、无毒、防潮、机械强度高等优点，广泛用于食品、医药、香烟等产品的包装，并大量用作复合膜的基材。由于普通BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)受热时，分子解取向，分子链收缩，使得受热区域附近变薄而断裂，不具有热封性能，不能作为薄膜热封层，需要将BOPP与热封层复合以制成可热封的包装膜。
作为BOPP薄膜热封层的热封料需要满足下述性能：
①热封料的热封合温度明显低于BOPP基材的热封合温度；
②高的热封强度、热粘强度；
③透明度与基材BOPP相同或更高；
④适应高速自动化生产，不会在生产中发生黏附等。
BOPP薄膜热封材料一般采用球形Ziegler-Natta催化合成的共聚聚丙烯，通过共聚可以降低材料的熔点和结晶度，进而使其热封性能、光学性能、低温抗冲击性能得到一定程度的改善。但仍然存在下述两方面问题：
一方面，热封温度高，热封性能差。共聚单体分散不均匀会发生连排现象，产生一些高结晶能力的聚合物分子，由于乙烯的竞聚率远高于丙烯，当乙烯含量较高，会有乙烯连排的“聚乙烯”长链段存在，提高材料结晶性。此时共聚单体的引人不能降低热封料的起封温度，目前生产的三元无规共聚聚丙烯可根据热封温度，被分为极超低温热封温度(100℃以下)、超低温热封温度(100℃～108℃)、中热封温度(115℃～118℃)、一般热封温度 (l20℃～130℃)和高热封温度(l30℃以上)五个级别，随着高速自动包装技术的发展，极超低温热封料的需求急剧增大。传统采用的多组分共聚过程引入的共聚单体对材料的热封温度降低存在一定瓶颈，无法充分满足市场的需求。
另一方面，热封料在薄膜加工时产生黏辊现象。共混引入低分子量组分极易粘辊，无法进行生产，而且低分子量组分极易破坏产品表面平滑，影响光泽度，造成严重的产品缺陷。
发明内容
有鉴于此，本申请首先提供一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，以聚油酰胺和聚烯烃树脂复合物为主要组分，有效提升材料的热封性能，赋予材料超低起始热封温度和宽热封温域；同时，生物基聚油酰胺的引入可提升产品的环保性能。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，由下述配比的各组分硫化挤出造粒得到：
Figure BDA0003651788080000021
本案采用上述配方时，聚油酰胺兼具交联脂肪链、羟基和酰胺基，其与共聚聚丙烯配合有效提升材料热封性能，通过弹性体、低密度聚乙烯与共聚聚丙烯分子链缠绕，在硫化剂、抗氧化剂等配合作用下，将分子链接枝到聚丙烯链上，从而使形成的热封料具有较好的热封性能：起始热封温度在 75℃以下；材料热封温域在80～140℃，可满足不同应用场景的需求；材料热粘强度高：>12N/15mm，可满足高速(高速卷烟包装机800包/min)包装需求；材料可满足粉体和液体高速包装过程，夹杂物热封性优；材料透光率在92％以上，透明度高。
进一步的，作为优选：
所述的共聚聚丙烯为乙烯丙稀共聚物、丁烯丙烯共聚物等二元共聚物、乙烯丙烯丁烯三元共聚物中的任一种或多种的混合物，共聚聚丙烯的熔融指数 (MI，230℃/2.16Kg)为2～7g/10min，熔点(MP)为125～140℃。共聚聚丙烯采用上述二元共聚物或三元共聚物，为弹性体的缠结与无定形分子的接枝提供有效结构基础。
所述聚油酰胺是由生物油与乙醇胺或二乙醇胺转酯化反应形成油酰胺后，再在蒽醌催化下聚合所得，生物油主要包括植物油、动物油中的一种或者两种以上的组合物；更优选的，所述植物油包括大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、亚麻油、蓖麻油、葵花籽油中的一种或两种及两种以上混合物；所述动物油包括猪油、羊油、牛油中的一种或两种或两种以上的混合物。生物油选用上述结构，可以较好引入多种脂肪链，使之与其他组分配合，赋予聚油酰胺以交联脂肪链、羟基和酰胺基结构。
所述低密度聚乙烯为密度为0.910～0.925g/cm3的一般低密度聚乙烯(亦称为非线性低密度聚乙烯)和密度为0.918～0.940g/cm3的线性低密度聚乙烯中的任一种或两种的混合物，低密度聚乙烯的熔融指数(MI，230℃/2.16Kg)为2～8g/10 min，熔点(MP)为105～125℃。上述两种结构的低密度聚乙烯具有丰富的无定形结构，当其接枝在共聚聚丙烯链上时，有效破坏了聚丙烯链的有序性。
所述弹性体为三元乙丙橡胶(EPDM，密度0.83～0.87g/cm3，乙烯含量 55～63％)、乙烯-辛烯共聚物(POE，密度0.85～0.91g/cm3，MI，230℃/2.16Kg 为2～7g/10min)、乙烯-己烯共聚物(POE，密度0.86～0.90g/cm3，MI， 230℃/2.16Kg为3～7g/10min)、乙烯-丁烯共聚物(POE，密度0.86～0.90g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为3～7g/10min)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，MI， 230℃/2.16Kg为4～20g/10min，VA含量8～45％)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA，密度0.928～0.94g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为2～20g/10min)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA，密度0.924～0.94g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为2～20g/10min)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA，密度0.93～0.96g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为2～ 15g/10min)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA，密度0.93～0.94g/cm3，MI， 230℃/2.16Kg为3～15g/10min)、聚乙烯丙烯酸钠(Surlyn，密度0.94 ～0.97g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为1～8g/10min)、丁苯嵌段共聚物(SBS，密度0.89～0.95g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为2～10g/10min)、戊苯嵌段共聚物(SIS，密度0.918～0.93g/cm3，MI，230℃/2.16Kg为2～15g/10min)一种或者一种以上的组合物。上述弹性体的特殊结构，具有活性组分脂肪链，其与共聚聚丙烯分子之间可以发生更加有效的缠结。
所述硫化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸、甲乙酮过氧化物、过氧化新癸酸、过氧新戊酸叔丁酯的一种或者一种以上的组合物。上述硫化剂确保了本案热封料各组分之间可以稳定的进行动态硫化。
所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3，5二叔丁基-4一羟基苯基)丙酸十八醇酯(1076)、1,1,3-三(2-甲基-4- 羟基-5叔丁基苯基)丁烷(CA)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(330)丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)的一种或者一种以上的组合物。上述抗氧化剂的使用，赋予材料以更为平整的表面和持久的使用寿命。
本申请第二方面目的，是提供一种上述热封料的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚油酰胺：每100质量份生物油对应10～20质量份乙醇胺或二乙醇胺进行投料，在150～220℃进行加热转酯化反应6～12h，形成油酰胺后，加入2～8 质量份的蒽醌，在260～330℃聚合10～36h，再减压蒸馏2～6h，得聚油酰胺；
(2)热封料制备：按比例将聚油酰胺、共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、弹性体与抗氧化剂投加到145～200℃的密炼机中，控制转子转速为15～90rpm进行密炼2～10min后，再加入硫化剂，继续密炼0.5～30min，控制上顶栓压力 10～100MPa，将制备好的物料导入料斗，进行挤出造粒，得相应热封料。
上述制备过程以聚油酰胺和弹性体为活性组分动态硫化，其中通过不饱和脂肪酸与引发剂的配合下，控制其双键位置和数量，制备兼具交联脂肪链、羟基和酰胺基的聚油酰胺，同时引入特定结构弹性体，利用活性组分脂肪链与共聚丙烯分子量进行缠结，并采用动态硫化技术，将一定结构的无定形分子接枝到聚丙烯链上，破坏聚丙烯链的有序性，促进丙烯链段γ晶的形成，解决传统共混带来的低分子量组分迁移析出和粘辊问题，得到高性能超低温热封料。
本申请第三方面的目的，是提供一种上述热封料的应用：上述热封料作为热封层材料用于双向拉伸聚丙烯薄膜、热收缩聚丙烯薄膜、聚丙烯流延膜。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)价格低廉，起始热封温度低，在75℃以下；
(2)热封温域宽，在70～145℃，可满足不同应用场景的需求；
(3)热粘强度高：>12N/15mm，可满足高速包装需求；
(4)夹杂物热封性优，可满足粉体和液体高速包装过程；
(5)材料透明度高，透光率在92％以上；
(6)所得材料在日化产品、食品，药品包装等领域具有广泛应用。
具体实施方式
以下将对本申请的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本申请的目的、特点和优点。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请下述实施例，采用下述标准和方法进行相关参数的测试：
(1)采用GB/T 27740-2011测定材料起始热封温度、热粘强度和热封温度范围。样条采用单刀加热，热封温度为116℃，热封压力为0.238MPa，停留时间为l s，热封次数为1次，设定试验速度为300mm/min，标距为50mm，记录试样拉断时候的最大载荷，则5条试样在120℃最大载荷的平均值就是材料在 120℃的热封强度；初始热封温度的判定，若试样在某一温度下的热封强度大于或等于3N/15mm，且低于此温度时试样的热封强度小于3N/15mm，则此温度即为此样品的初始热封温度；热封温度范围的判定采用热封强度高于9N/15mm 的温度范围。
(2)本申请采用GB/T 2410-2008测试测试样品透光率。
(3)本申请夹杂物热封性通过在热封膜中心滴一定石蜡油，测试材料116℃热封强度，热封强度降低20％以内为优，20％～40％为中，40％以上为差。
实施例1
(1)聚油酰胺合成
将100质量份大豆油、15质量份二乙醇胺在180℃进行加热转酯化反应10h，形成油酰胺后，加入2质量份蒽醌，在310℃聚合24h，再减压(200℃，1.33KPa) 蒸馏5h，得聚油酰胺亦称聚大豆油酰胺。
(2)热封料制备
将60重量份乙烯丙烯丁烯三元共聚聚丙烯(KS350，英力士，MI 5.0，MP 131℃)、25重量份步骤(1)所制备的聚油酰胺、10重量份线性低密度聚乙烯 (LLDPE，Q2018 C，法国道达尔，MI 2.0，0.918g/cm3)、25重量份聚乙烯辛烯弹性体(POE 7447，陶氏杜邦MI 5.0，0.865g/cm3)和2重量份抗氧化剂1010 置于160℃的密炼机中，控制转子速度20rpm进行密炼5min后，得到混炼均匀物，加入1重量份过氧化苯甲酰，继续密炼15min，控制上顶栓压力为18MPa。将制备好的物料导入料斗，进行挤出造粒，得热封料。
(3)热封料的应用
将上述制备的热封料通过3层共挤流延法制备CPP热封薄膜样品，设定热封层A、芯层B和电晕层C三层的厚度分别为5um、15um、5um，其中B层和 C层为均聚聚丙烯(T36F)，A层为上述热封料。
按照上述检测标准进行检测，结果如下：
热封料的起始热封温度60℃，热封温域70～140℃；热粘强度17N/15mm；透光率95％；夹杂物热封性：优。
实施例2
方法与实施例1相同，区别在于：选择不同生物油进行反应，如表1所示。
表1：不同生物油对热封料性能的影响
Figure RE-GDA0003774650260000071
。
上述表1实验结果表明：采用本申请的制备方法进行热封料制备时，表1 所选定的生物油在本案所提供的聚合条件下，可以制备兼具交联脂肪链、羟基 和酰胺基的聚油酰胺，表现在热封料上为较好的热封效果，其热封温度基本可 控制在65～70℃，温域保持在70～145℃，跨度约60～75℃，热粘强度保持在 14～16N/15min；透光率稳定保持在94～95％。而序号2-6所采用的桐油中双键 数量众多，在聚合过程容易形成高度交联的沥青质组分，无法与聚丙烯链缠结， 序号2-7所采用的餐厨废弃油脂组分复杂，有许多水分和游离脂肪酸，产品性能 较差。
对比例1
本对比例采用与实施例1相同的制备方法，但不加聚油酰胺，来说明聚油酰胺加入对热封料的性能影响，具体如下：
将60重量份乙烯丙烯丁烯三元共聚聚丙烯(KS350，英力士，MI 5.0，MP 131℃)、10重量份线性低密度聚乙烯(LLDPE，Q2018 C，法国道达尔，MI 2.0， 0.918g/cm3)、25重量份聚乙烯辛烯弹性体(POE 7447，陶氏杜邦MI 5.0，0.865 g/cm3)和2重量份抗氧化剂1010置于160℃的密炼机中，控制转子速度20rpm 进行密炼5min后，得到混炼均匀物，加入1重量份过氧化苯甲酰，继续密炼 15min，控制上顶栓压力为18MPa。将制备好的物料导入料斗，进行挤出造粒，得相应热封料。
对比例1在实施例1的相同情况下进行测试，结果表明：不添加聚油酰胺时所得的热封料，起始热封温度110℃，热封温度远高于本申请所制备的热封料热封温度，材料热封温域120～145℃，温域较窄，跨度只有25℃；热粘强度 9N/15mm，热粘包容性中，透光率84％，低于本申请的透光率。
对比例2
本对比例采用与实施例1相同的制备方法，由于没有聚油酰胺产品，采用市售油酰胺(油酸酰胺，CAS：112-84-5，99％，阿克苏)，来说明聚油酰胺制备方式对热封料的影响。
与实施例1所制备的热封料相比，对比例2采用市售油酰胺所制备的热封料各性能参数分别为：起始热封温度为115℃，热封温域为125～140℃，热粘强度为7N/15mm。
实施例3
方法与实施例1相同，区别在于：选择不同弹性体进行反应，如表2所示。
表2：不同弹性体对热封料性能的影响
Figure BDA0003651788080000081
Figure 1
。
结合表2可以看出：采用本申请方法进行热封料制备时，所选定的弹性体，其结构上具有的活性组分脂肪链与共聚丙烯分子量进行缠结，赋予热封料较低的热封温度(60～70℃)和较宽的温域(跨度约65～70℃)，且热粘强度基本保持在15～17N/15min，透光率也保持在93～94％。与实施例1相比，本实施例的弹性体拥有一定极性组分，可有效提高材料的热粘效率。对于分子量过高(序号3-6)或过低(序号3-7)会影响分子量的活动性，无法较好与共聚丙烯链缠结。
对比例3
本对比例采用与实施例1相同的制备方法，但不加弹性体，来测试弹性体加入对热封料性能的影响，具体过程如下：
(1)聚油酰胺合成
将100质量份大豆油、15质量份的二乙醇胺在180℃进行加热转酯化反应 10h，形成油酰胺后，加入2质量份的蒽醌，在310℃聚合24h，再减压(200℃， 1.33KPa)蒸馏5h，得聚油酰胺。
(2)热封料制备
将60重量份乙烯丙烯丁烯三元共聚聚丙烯(KS350，英力士，MI 5.0，131℃)、 25重量份步骤(1)所制备的聚油酰胺、10重量份线性低密度聚乙烯(LLDPE， Q2018 C，法国道达尔，MI 2.0，0.918g/cm3)和2重量份抗氧化剂1010置于160℃的密炼机中，控制转子速度20rpm进行密炼5min后，得到混炼均匀物，加入1 重量份过氧化苯甲酰，继续密炼15min，控制上顶栓压力为18MPa。将制备好的物料导入料斗，进行挤出造粒，得相应热封料。
本对比例在实施例1的相同情况下进行实验，结果表明：不添加弹性体时，所得热封料的起始热封温度105℃，远远高于本申请所制备的热封料热封温度，材料热封温域120～145℃，温域较窄，跨度只有25℃；热粘强度9N/15mm，低于本申请的热粘强度；夹杂物热封性中，但透光率91％。
实施例4
方法与实施例1相同，区别在于：选择不同构成共聚聚丙烯进行反应，以说明不同共聚聚丙烯对热封料性能的影响，如表3所示。
表3：不同共聚物构成对热封料性能的影响
Figure BDA0003651788080000101
Figure BDA0003651788080000111
。
表3分别以三种二元共聚物作为聚丙烯进行实验，与实施例1的三元共聚物相比，序号4-1～4-3所对应的方案均可获得较低热封温度和较宽温域，热封温度基本保持在60～65℃；温域跨度约70～75℃，热粘强度基本保持在15～ 17N/15min，透光率保持在94～95％，相比实施例1的三元共聚物，二元共聚物由于分子规整性较佳，容易形成厚片晶结构，使材料的起始热封温度有所上升。而序号4-4、4-5所对应的方案对于的共聚单体，熔指高，分子量低，流动性好，难以与其他组分形成较好缠结，易结晶形成较完整的晶体，因而热封温度高，透光性差。
实施例5
方法与实施例1相同，区别在于：选择不同构成硫化剂进行反应，以说明不同硫化剂对热封料性能的影响，如表4所示。
表4：不同硫化剂对热封料性能的影响
Figure BDA0003651788080000112
Figure BDA0003651788080000121
。
表4分别以不同硫化剂进行实验，与实施例1的过氧化苯甲酰相比，序号 5-1～5-7对应的方案可以获得较好的硫化效果，并继而表现为成品热封料具有较低的热封温度(55～70℃)、较宽的温域(65～75℃)、较高的热粘强度(15～ 18N/15min)和较高的透光率(94～97％)；与单独使用的硫化剂相比，匹配使用的双组分硫化剂在协同方面具有较好的优势(参见表4中的序号5-5、5-6、5-7)，并表现为起始热封温度、透光性参数较好；而表4中序号5-8、5-9在应用于本案例方案时，则存在硫化剂分解过早，无法均匀硫化，早期结焦等问题。
实施例6
方法与实施例1相同，区别在于：选择不同构成抗氧化剂进行反应，以说明不同抗氧化剂对热封料性能的影响，如表5所示。
表5：不同抗氧化剂对热封料性能的影响
Figure BDA0003651788080000122
Figure BDA0003651788080000131
。
表5分别以几种常见抗氧化剂进行实验，与实施例1的抗氧化剂1010相比，上述序号6-1～6-10对应的抗氧化剂均可以获得较好的抗氧化效果，并表现为成品热封料具有较低的热封温度(60～70℃)、较宽的温域(65～75℃)、较高的热粘强度(14～16N/15min)和较高的透光率(94～95％)；与单独使用的抗氧化剂相比，匹配使用的双组分抗氧化剂在协同作用方面具有较好的优势(参见表5 中的序号6-8、6-9、6-10)，并表现为起始热封温度、热粘强度参数较好；而表 5中序号6-11、6-12在应用于本案例方案时，则存在抗氧剂与体系相容差的问题，导致硫化过程氧化交联和结焦。
对比例4：以CN114292456A做对比
以CN114292456A为对比例4，采用上述标准进行测试，与实施例1进行分析，如表6所示。
表6：对比例4与实施例1的对照表
Figure BDA0003651788080000141
。
如表6所示，两者的差异主要表现为组成、热封效果和使用效果三方面：
第一，组成上的差别：实施例1使用兼具交联脂肪链、羟基和酰胺基的聚油酰胺，对比例4采用了普通油酸酰胺，结构上存在很大不同；实施例1采用三元共聚聚丙烯，对比例4采用二元共聚物；实施例1的方案中还包含有弹性体、硫化剂，不具有对比例4的碳纤维管和氧化镁复合物。
第二，热封效果上的差别：包括热封效果和应用效果。从表6可以看出，本案的热封性能、热粘强度、透光率和包容性远优于对比例。
第三，使用效果：使用时，对比例4作为气柱袋使用时，其参数主要是内部气压，约为0.07兆帕，可承压压力为769.7-803.3N；而本案可承压压力为 1159-1257N(依实施例1的应用为气柱袋时的参数)，均优于对比例4。
造成两者差别的原因主要为：本案所提供的热封料以聚油酰胺和聚烯烃树脂复合物为主要组分，赋予材料超低起始热封温度和宽热封温域，其产生的主反应与对比例4的不同主要表现为：对比例4主要为聚乙烯基体，油酰胺主要起开口剂和爽滑剂的作用，小分子油酰胺中有极性的酰胺键，与聚烯烃膜相容性差，会迁移到膜表面，具有爽滑效果，而且油酰胺的爽滑性会影响材料的热粘效果，对热封性能不利，对比例4的热粘性主要源于聚乙烯基体，制得热封材料主要用于聚乙烯类的薄膜；本案主要以共聚丙烯为基础，通过将脂肪酰胺聚合，形成兼具交联脂肪链、羟基和酰胺基的聚油酰胺，并与弹性体形成相应的缠结，通过动态硫化，制备高性能热封材料，主要用于聚丙烯薄膜；而本案中弹性体与聚烯烃树脂即共聚聚丙烯的配合，使脂肪链的缠绕牢度增强，与对比例4的引入碳纤维管和氧化镁复合物相比，本案还引入硫化剂和抗氧化剂，在丙烯链段中形成γ晶，低分子量组分迁移析出大大降低，应用在气柱袋上表现为产品表面光滑，强度较高。
对比例5：以CN101758652A做对比
以CN101758652A为对比例4，采用上述标准进行测试，与实施例1进行分析，如表7所示。
表7：对比例5与实施例1的对照表
Figure BDA0003651788080000151
Figure BDA0003651788080000161
。
如表7所示，两者的差异主要表现为组成、热封效果和使用方式三方面：
第一，组成上的差别：实施例1的主要组分(三元共聚聚丙烯和聚油酰胺) 与对比例5的二元共聚物+芥酸酰胺不同，本案还包含有聚乙烯辛烯弹性体、抗氧化剂和过氧化苯甲酰硫化剂，但不具有对比例5的爽滑剂、乙氧化铵等表面活性剂，所使用的的是线性低密度聚乙烯，不同于茂金属聚乙烯。
第二，热封效果：从表5中对比例5的热封层(对应于对比例5三层结构中的功能层)的性能参数可以看出，本案的热封性能中，热封温度相差不大，但对比例5的温域远小于本案；热粘强度、透光率和包容性也远优于对比例5。
第三，使用方式：使用时，本案材料主要针对高强度的PP薄膜。对比例5 主要应用于PE膜，与本案的应用领域有较大差异。
造成两者差别的原因主要是：与对比例5的茂金属聚乙烯和芥酸酰胺相比，本案以聚油酰胺和聚烯烃树脂复合物为主要组分，赋予材料同时具备了超低起始热封温度和宽热封温域，芥酸酰胺主要起开口剂和爽滑剂的作用，对热粘效果不利，制得热封材料的热封性能主要源自聚乙烯，改料材料主要用于聚乙烯类的薄膜；本案主要以共聚丙烯为基础，通过将脂肪酰胺聚合，形成兼具交联脂肪链、羟基和酰胺基的聚油酰胺，并与弹性体形成相应的缠结，通过动态硫化，制备高性能热封材料，利用聚油酰胺的聚脂肪链与聚丙烯链缠结，降低结晶，利用聚油酰胺中的极性羟基和酰胺基，提升材料热粘效果和夹杂物热封性；配合弹性体与聚烯烃树脂即共聚聚丙烯的配合，使脂肪链的缠绕牢度增强，而对比例5采用的爽滑剂和乙氧化铵存在小分子外迁相比，本案配合使用的硫化剂和抗氧化剂，在丙烯链段中形成γ晶，低分子量组分迁移析出大大降低，应用在拉伸膜上表现为产品表面光滑，强度较高。

Claims (10)

1.一种聚丙烯薄膜用超低温热封料，其特征在于，由下述配比的各组分硫化挤出造粒得到：
共聚聚丙烯 40～70重量份，
聚油酰胺 5～45重量份，
低密度聚乙烯 5～15重量份，
弹性体 5～40重量份，
硫化剂 1～2重量份，
抗氧化剂 0.5～4重量份。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯薄膜用超低温热封料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯为乙烯丙稀二元共聚物、丁烯丙烯二元共聚物、乙烯丙烯丁烯三元共聚物中的任一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯薄膜用超低温热封料，其特征在于：所述聚油酰胺是由乙醇胺或二乙醇胺与生物油酯交换产物经蒽醌催化聚合所得，生物油酯交换产物为植物油、动物油中的一种或者两种的酯交换产物。
4.根据权利要求3所述的一种聚丙烯薄膜用超低温热封料，其特征在于：植物油为大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、亚麻油、蓖麻油、葵花籽油中的一种或一种以上，动物油为猪油、羊油、牛油中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，其特征在于：所述低密度聚乙烯为密度为0.910~0.925g/cm3的一般低密度聚乙烯和密度为0.918~0.940g/cm3的线性低密度聚乙烯中的任一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，其特征在于：所述弹性体为三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸钠共聚物、丁苯嵌段共聚物、戊苯嵌段共聚物中的一种或一种以上的组合物。
7.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸、甲乙酮过氧化物、过氧化新癸酸、过氧新戊酸叔丁酯的一种或者一种以上的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5二叔丁基-4一羟基苯基）丙酸十八醇酯、1,1,3-三（2-甲基-4-羟基-5叔丁基苯基）丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚的一种或者一种以上的组合物。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种双向拉伸聚丙烯用超低温热封料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备聚油酰胺：将每100质量份生物油中加入10~20质量份的乙醇胺或二乙醇胺，于150~220℃加热酯化反应6~12h，形成油酰胺后，再加入2~8质量份蒽醌，在260~330℃聚合10~36h，减压蒸馏2~6h，得聚油酰胺；
（2）制备热封料：按比例将聚油酰胺、共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、弹性体与抗氧化剂投加到145~200℃的密炼机中，控制转子转速15~60rpm密炼2~10min后，再加入硫化剂，继续密炼0.5~30min，控制上顶栓压力10~100MPa，将制备好的物料导入料斗，进行挤出造粒，得相应热封料。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种聚丙烯薄膜用超低温热封料的应用，其特征在于：聚丙烯用超低温热封料作为热封层材料用于双向拉伸聚丙烯薄膜、热收缩聚丙烯薄膜或聚丙烯流延膜。
CN202210544844.7A 2022-05-19 2022-05-19 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用 Active CN114989532B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210544844.7A CN114989532B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210544844.7A CN114989532B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114989532A true CN114989532A (zh) 2022-09-02
CN114989532B CN114989532B (zh) 2023-12-05

Family

ID=83026771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210544844.7A Active CN114989532B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114989532B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117089133A (zh) * 2023-10-18 2023-11-21 泰丰线缆有限公司 一种低烟无卤阻燃电缆及其加工工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103154175A (zh) * 2010-08-18 2013-06-12 艾利丹尼森公司 基于可再生资源的压敏粘合剂及相关方法
CN104513336A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 中国石油化工股份有限公司 一种cpp用聚丙烯无规共聚物及其制备方法
CN107759883A (zh) * 2017-11-02 2018-03-06 浙江万里新材料科技有限公司 一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法
CN109228590A (zh) * 2018-07-16 2019-01-18 天津市宝德包装有限公司 一种超低温流延膜
CN112391023A (zh) * 2020-11-12 2021-02-23 杭州星点包装材料有限公司 一种基于丙烯共聚物的热封膜及其制备方法
CN112961440A (zh) * 2019-11-28 2021-06-15 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯树脂组合物及其制备方法、薄膜及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103154175A (zh) * 2010-08-18 2013-06-12 艾利丹尼森公司 基于可再生资源的压敏粘合剂及相关方法
CN104513336A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 中国石油化工股份有限公司 一种cpp用聚丙烯无规共聚物及其制备方法
CN107759883A (zh) * 2017-11-02 2018-03-06 浙江万里新材料科技有限公司 一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法
CN109228590A (zh) * 2018-07-16 2019-01-18 天津市宝德包装有限公司 一种超低温流延膜
CN112961440A (zh) * 2019-11-28 2021-06-15 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯树脂组合物及其制备方法、薄膜及其制备方法
CN112391023A (zh) * 2020-11-12 2021-02-23 杭州星点包装材料有限公司 一种基于丙烯共聚物的热封膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JURKKA KUUSIPALO 等: "《塑料新型加工助剂应用技术》", vol. 1, 中国轻工业出版社, pages: 170 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117089133A (zh) * 2023-10-18 2023-11-21 泰丰线缆有限公司 一种低烟无卤阻燃电缆及其加工工艺
CN117089133B (zh) * 2023-10-18 2024-02-02 泰丰线缆有限公司 一种低烟无卤阻燃电缆及其加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN114989532B (zh) 2023-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2243852C (en) Polyolefin elastomer blends exhibiting improved properties
CN102086357B (zh) 用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂及其制备方法
FI73231B (fi) Polymerblandning anvaendbar som limmedel.
CN103764392B (zh) 具有改进的连接层的多层热塑性结构
CA2150795C (en) Polymer blends containing propylene-ethylene copolymer and ethylene-alkyl acrylate copolymer
CA2957660C (en) Maleic anhydride grafted lldpe having high melt index
CN115071236B (zh) 一种超低温热封塑料膜及其制备方法
EP1546254B1 (en) Polymer compositions for extrusion coating
CN114989532B (zh) 一种聚丙烯薄膜用超低温热封料及制备方法和应用
AU632962B2 (en) Polyethylene resin composition
CN115537148B (zh) 一种聚乙烯组合物及其制备方法和应用
CN1039039A (zh) 辐射交联聚乙烯热收缩带组合物
CN111331985A (zh) 一种聚烯烃热收缩套膜及其制备方法和应用
CN114702756B (zh) 一种聚丙烯用热封材料及其制备方法和应用
WO2015092209A1 (fr) Compositions thermoplastiques ignifugées, en particulier pour les câbles électriques
CN114989533A (zh) 一种聚生物油类超低温热封料及其制备方法和应用
CN114736462B (zh) 一种聚丙烯用超低温热封料及其制备方法和应用
CN114479684A (zh) 一种高水汽阻隔性的eva热熔胶膜及其制备方法
CN113861539A (zh) 乙烯类聚合物、乙烯类聚合物的制造方法和膜
CN115260945B (zh) 一种聚丙烯粘合树脂及其制备方法和应用
CN116063961B (zh) 一种新型粘接材料及其制备方法与应用
KR101768323B1 (ko) 복합 방사용 접착성 수지 조성물 및 그 제조방법
CN108239322A (zh) 一种高硬度聚乙烯电缆料及其制备方法
JPH01234447A (ja) 押出被覆用樹脂組成物
JPH0441537A (ja) ポリエチレン系樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Ultra low temperature heat sealing material for polypropylene film, preparation method and application

Granted publication date: 20231205

Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch

Pledgor: WENZHOU GETTEL PLASTIC CO.,LTD.

Registration number: Y2024980027908