專利名稱：一種透明抗靜電聚乙烯薄膜母料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚乙烯組合物，具體涉及一種聚乙烯薄膜母料。
背景技術(shù)：
聚乙烯(PE)由于綜合性能優(yōu)越在薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大。由于聚乙烯本 身是非極性分子結(jié)構(gòu)，其由共價(jià)鍵構(gòu)成的分子鏈，既不能電離，也難以傳遞自由電子。一旦 因摩擦使電子得失而帶電后則更難消除，屬高絕緣類物質(zhì)。聚乙烯薄膜在加工、應(yīng)用中，產(chǎn) 生靜電并造成種種弊端的事例已屢見(jiàn)不鮮。例如在采用薄膜包裝粉末狀商品時(shí)，常常因?yàn)?熱封合面的靜電吸塵，導(dǎo)致封合強(qiáng)度大幅度下降，成為引起商品儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中包裝嚴(yán)重 破損的重要原因；又如透明塑料包裝袋所包裝的商品，在上貨架陳列銷售時(shí)，會(huì)因靜電吸塵 降低包裝的透明性，降低商品的展示效果；包裝薄膜在印刷加工時(shí)，也可能由于靜電吸塵影 響油墨轉(zhuǎn)移，印刷品上出現(xiàn)上墨不均造成印刷圖案的缺陷；抗靜電薄膜，往往是高速包裝生 產(chǎn)線得以順利運(yùn)行的基本條件之一，比如香煙包裝過(guò)程中，靜電對(duì)薄膜的切割、輸送、疊等 過(guò)程會(huì)造成不良影響，使包裝機(jī)不能正常運(yùn)行；特別需要提到的是，近年來(lái)隨著IT行業(yè)的 迅速發(fā)展，集成電路、組件及其制品，也大量采用價(jià)廉物美的薄膜類包裝材料包裝，如果采 用容易產(chǎn)生靜電的薄膜包裝，薄膜會(huì)因電磁感應(yīng)和摩擦產(chǎn)生的靜電積累，對(duì)各種敏感性電 子元件、儀器儀表等產(chǎn)生的高壓放電，使所包裝的商品遭到破壞，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。正 是基于這樣的現(xiàn)實(shí)背景，人們開(kāi)發(fā)了各種抗靜電薄膜。目前，抗靜電薄膜多采取加入抗靜電劑的方法制備，通常使用的抗靜電劑為導(dǎo)電 填料或者小分子抗靜電劑。例如，專利CN 1699465A公開(kāi)了用引發(fā)劑引發(fā)可聚合單體包覆炭黑、石墨等無(wú)機(jī)抗靜電 填料，得到高分子抗靜電母料的方法。專利CN 1318613A公開(kāi)了用導(dǎo)電炭黑、聚烯烴、助劑、填料制備聚烯烴粒料的方法。專利CN 1033063中公開(kāi)了用復(fù)合抗靜電劑制備聚丙烯抗靜電母料的方法，其中 復(fù)合抗靜電劑為離子型或非離子型抗靜電劑。專利CN 101250302A公開(kāi)了一種用LLDPE、LDPE、抗靜電樹(shù)脂、碳酸鈣制備抗靜電 聚烯烴透氣膜的方法，其中的抗靜電樹(shù)脂由抗靜電劑、不飽和單體、苯乙烯熔融接枝反應(yīng)得 到。由于導(dǎo)電填料與聚乙烯樹(shù)脂存在相容性問(wèn)題，并且會(huì)降低材料的機(jī)械性能，而小 分子抗靜電劑存在遷移析出問(wèn)題，耐久性差，隨著使用時(shí)間增加，抗靜電性能降低，人們開(kāi) 發(fā)了性能更優(yōu)的高分子型抗靜電劑，對(duì)基體樹(shù)脂的性能基本不產(chǎn)生影響，并且抗靜電效果 持久。應(yīng)用較多的高分子型抗靜電劑有三類，聚醚型高分子，包括聚環(huán)氧乙烷，聚醚酯酰 胺等；季銨鹽型高分子，包括季銨鹽基甲基丙烯酸酯共聚物等；磺酸型高分子，如聚苯氧磺 酸鈉等。但這些高分子抗靜電劑多用于ABS和苯乙烯等，而與非極性的聚烯烴相互作用較弱，效果不理想。文獻(xiàn)“EAA與端惡唑啉聚醚偶聯(lián)接枝物對(duì)PE的抗靜電作用”[南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)， 1995，17(4)]中介紹了用于聚乙烯的高分子型抗靜電劑“乙烯-丙烯酸共聚物接枝聚環(huán)氧 乙烷”的合成，但其同樣存在與LDPE樹(shù)脂的相容性差，并且接枝反應(yīng)效率易受反應(yīng)條件影 響，抗靜電劑本身的均勻性難以保證的問(wèn)題。此外，作為聚乙烯薄膜，透光率與霧度是其光學(xué)性能的考核指標(biāo)。由于結(jié)構(gòu)原因， 線性低密度聚乙烯在吹膜加工中熔體黏度大，加工困難。熔體冷卻時(shí)會(huì)形成大量的結(jié)晶和 超分子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)晶結(jié)構(gòu)尺寸大到足以引起散射光的程度，使得薄膜透明性不好。因此， 開(kāi)發(fā)一種抗靜電效果持久同時(shí)透明性又好的多功能聚乙烯薄膜母料是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有長(zhǎng)效抗靜電性能，并且改善聚乙烯薄膜透光性能 的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料。本發(fā)明透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，以母料為100重量份計(jì)，主要包括以下組分(1)70-85重量份的低密度聚乙烯樹(shù)脂(2) 10-20重量份的水溶性高分子(3)2-4重量份的聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐(4) 1-4重量份的透明添加劑(5)0-2. 5重量份的其它添加劑適于本發(fā)明的低密度聚乙烯樹(shù)脂為薄膜級(jí)聚乙烯樹(shù)脂，其熔體流動(dòng)速率范圍為 2. 0-4. 0g/10min，密度范圍為0. 910-0. 927g/cm3，分子量分布范圍為3. 0-5. O。采用熔體流 動(dòng)速率在2. 0-4. 0g/10min的低密度聚乙烯作為載體樹(shù)脂，制得的母料在與線性低密度聚 乙烯樹(shù)脂混合使用時(shí)易于均勻分散；分子量分布為3. 0-5. 0，在保證薄膜加工性的同時(shí)不 影響薄膜的力學(xué)性能。所述的水溶性高分子含有聚乙烯主鏈，親水性側(cè)基，可以是聚乙烯醇、聚丙烯酰 胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡硌烷酮、磺化聚苯乙烯、聚 4-乙烯基吡啶等，也可以是上述物質(zhì)其中兩種及兩種以上的混合物。由于這類高分子的分 子主鏈與聚乙烯樹(shù)脂相同從而易于相容，親水性側(cè)基伸向塑料的表面，在塑料表面很容易 吸附環(huán)境中的微量水分，而形成一個(gè)單分子的導(dǎo)電層，從而降低表面電阻，加速了電荷的泄 漏；另一方面，由于在塑料的表面有了極性較高的分子層和吸附的水分，因此在摩擦?xí)r其摩 擦間隙中的介電常數(shù)同空氣的介電常數(shù)相比明顯提高，從而削弱了間隙中的電場(chǎng)強(qiáng)度，減 少了電荷的產(chǎn)生。本發(fā)明使用的聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐增強(qiáng)了非極性的聚乙烯樹(shù)脂與極性的水溶性 高分子樹(shù)脂之間的相容性，使水溶性高分子在母料制備過(guò)程中能均勻分散到聚乙烯樹(shù)脂 中，得到材料能夠保持持久的抗靜電效果。對(duì)應(yīng)于100重量份的母料，當(dāng)聚乙烯接枝馬來(lái)酸 酐加入量少于2重量份時(shí)，對(duì)相容性的改善不能滿足要求，當(dāng)加入量大于4重量份時(shí)，在加 工過(guò)程中產(chǎn)生的酸對(duì)設(shè)備有不利影響，因此，合適的比例應(yīng)該為每100重量份的母料加入 聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐2 4重量份。適于本發(fā)明的透明添加劑可以是二芐叉山梨醇類成核劑，如對(duì)氯甲基二芐叉山梨醇、雙_(對(duì)-乙基芐叉異丙基)山梨醇、1，3，2，4_ 二(4-甲基芐叉)山梨醇等，也可以是有 機(jī)磷酸酯鹽類成核劑，如2，2-甲叉雙(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸鈉等。適于本發(fā)明的其它添加劑包括聚乙烯薄膜母料常用的添加劑，如抗氧劑、分散劑、 爽滑劑等?？寡鮿┛梢允鞘茏璺宇惪寡鮿?，如1010、1076等，也可以是受阻酚類抗氧劑和亞 磷酸酯類抗氧劑復(fù)配，如1010與168復(fù)配、1076與168復(fù)配等。分散劑可以是硬脂酸鋅、硬 脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇等無(wú)色透明，對(duì)組分具有分散、潤(rùn)滑作用的物質(zhì)，可增加產(chǎn)品的 表面光澤度。爽滑劑可以是常用的提高聚乙烯薄膜爽滑性的添加劑，如芥酸酰胺等。本發(fā)明透明抗靜電聚乙烯薄膜母料可以通過(guò)下述方法制備(1)按重量配比稱取原料；(2)將所有原料按重量配比在高混器中混合2-5分鐘；(3)出料；(4)將混合后的物料在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為100-200轉(zhuǎn)/分，溫 度為 170-230°C。(5)80°C 下干燥。本發(fā)明透明抗靜電聚乙烯薄膜母料在聚乙烯樹(shù)脂中的添加量為5% 20% (重 量)，即可制成透明抗靜電的聚乙烯薄膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是選擇了特定的低密度聚乙烯樹(shù)脂，使用了水溶性高分子材料，用 聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐增強(qiáng)了水溶性高分子材料與聚乙烯樹(shù)脂之間的相容性，并且研究了各 組份間的最佳配比，因此制成的母料在使用過(guò)程中避免了現(xiàn)有抗靜電技術(shù)中無(wú)機(jī)填料的相 容性問(wèn)題，及小分子抗靜電劑使用過(guò)程中遷移析出問(wèn)題。本發(fā)明中使用的水溶性高分子材 料與現(xiàn)有報(bào)道中高分子抗靜電劑相比，方便易得，并且添加較少的量就能起到較好的抗靜 電效果。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)例對(duì)本發(fā)明的特點(diǎn)作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí) 例的限制。實(shí)施例1以低密度聚乙烯樹(shù)脂為載體樹(shù)脂(大慶石化公司產(chǎn)品2426H，熔體流動(dòng)速率為 2. Og/lOmin，密度為0. 9202g/cm3，分子量分布為4. 25)，水溶性高分子為聚丙烯酸(山東 國(guó)安化工有限公司產(chǎn)品)，聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐(大連海洲化工有限公司產(chǎn)品)，以1，3，2， 4-二(4-甲基芐叉)山梨醇(山西省化工研究院產(chǎn)品)作為透明添加劑，以1010/168(1/1) (汽巴公司產(chǎn)品)作為抗氧劑，以硬脂酸鋅(上海新久化工有限公司產(chǎn)品)為分散劑。表1實(shí)施例1中各組分配比
權(quán)利要求
一種透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于主要包括下列組分(1)70 85重量份的低密度聚乙烯樹(shù)脂；(2)10 20重量份的水溶性高分子；(3)2 4重量份的聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐；(4)1 4重量份的透明添加劑；(5)0 2.5重量份的其它添加劑；其中所述的低密度聚乙烯樹(shù)脂，熔體流動(dòng)速率為2.0 4.0g/10min，密度范圍為0.910 0.927g/cm3，分子量分布范圍為3.0 5.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于所述的母料在基礎(chǔ) 樹(shù)脂中的使用量為5 20% (重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于所述的水溶性高分 子含有聚乙烯主鏈，親水性側(cè)基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于所述的水溶性高分 子包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯吡硌 烷酮、磺化聚苯乙烯、聚4-乙烯基吡啶中的一種或其中兩種及兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于所述的透明添加劑 為二芐叉山梨醇類成核劑、有機(jī)磷酸酯鹽類成核劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，其特征在于所述的其它添加劑 包括抗氧劑、分散劑、爽滑劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透明抗靜電聚乙烯薄膜母料，主要由70-85重量份的低密度聚乙烯樹(shù)脂、10-20重量份的水溶性高分子、2-4重量份的聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐、1-4重量份的透明添加劑和0-2.5重量份的其它添加劑組成，其中低密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率為2.0-4.0g/10min，密度為0.910-0.927g/cm3，分子量分布為3.0-5.0。使用時(shí)，在聚乙烯樹(shù)脂中添加5～20％(重量)的本發(fā)明母料，就可吹制出表面電阻小于1012Ω的聚乙烯抗靜電薄膜，且薄膜的透明性好，力學(xué)性能佳。
文檔編號(hào)C08L33/26GK101942126SQ200910088720
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者劉敏, 劉永軍, 李朋朋, 梁天珍, 樊潔, 王卓妮, 許惠芳, 謝昕, 邵月君, 郭義, 魏福慶 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司