專利名稱：用于線性低密度聚乙烯薄膜的復(fù)合開口劑及其使用方法
用于線性低密度聚乙烯薄膜的復(fù)合開口劑及其使用方法本發(fā)明涉及線性低密度聚乙烯薄膜領(lǐng)域，特別是一種用于解決薄膜粘連的開口 劑。線性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜廣泛地應(yīng)用工業(yè)品及日用消費(fèi)品的包裝及農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)等方面，但薄膜在生產(chǎn)和貯存過程中會因受壓而粘連在一起，即產(chǎn)生“粘連”現(xiàn)象，從而 影響其在人們?nèi)粘Ｉ钪屑肮I(yè)化自動(dòng)包裝生產(chǎn)線中的使用。LLDPE薄膜發(fā)生粘連主要是由于表面光滑使薄膜之間形成真空所致。解決薄膜粘 連的方法是加入開口劑，開口劑能夠在薄膜的表面形成許多微細(xì)而堅(jiān)硬的突起，使外部空 氣易于進(jìn)入到兩層薄膜之間，避免兩層貼合在一起的薄膜之間形成真空。減小了薄膜之間 的接觸面積，同時(shí)就會降低薄膜表面摩擦系數(shù)，使薄膜易于開口，從而起到防止薄膜粘連的 作用。開口劑一般指二氧化硅類無機(jī)的粉末，如合成二氧化硅、硅藻土等，也有采用碳酸鈣、 滑石粉等無機(jī)粉末作為聚烯烴薄膜開口劑的。美國專利6，066，691采用二氧化硅或二氧化硅與硅酸鹽的混合物作為開口劑， 得到開口性能優(yōu)良的薄膜，當(dāng)硅膠含量為2000ppm時(shí)，薄膜表面的粘連力可從0. 8N減小 到0. 3N，且由于采用的二氧化硅納米孔徑更小，對潤滑劑的吸收減少，從而減少潤滑劑的用量。美國專利6，465，266中則是選擇多層復(fù)合薄膜的方法，在表面引入至少一層乙丙 共聚物，從而不用添加開口劑，就能達(dá)到薄膜易于開口、降低表面摩擦系數(shù)的目的。中國專利200610097861. 1中在復(fù)合助劑中加入0. 05 0. 2%的輕質(zhì)合成二氧化 硅作為開口劑，在加工過程中LLDPE分子鏈的末端被二氧化硅顆粒的空隙吸入，該顆粒同 時(shí)成為成核中心使其結(jié)晶，這樣就大大減少了外露的分子鏈，減少了兩層薄膜接觸時(shí)分子 鏈的纏繞，從而解決粘連問題，所得的LLDPE具有較好的開口性能。Gonda van Essche[Gonda van Essche, Thomas Kromminga, AndreasSchmidt. JOURNAL OF PLASTIC FILM&SHEETING, VOL. 16-APRIL2000，155-168]合成的一種具有大孔 容的二氧化硅能有效提高它在聚烯烴薄膜中的抗粘連作用，即使在1000-1500ppm這樣低 的含量下能將薄膜的粘連力降低至0. 4N,同時(shí)能提高材料耐劃傷性。本發(fā)明的目的是提供一種新的應(yīng)用于LLDPE薄膜的復(fù)合開口劑及其使用方法。本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述開口劑包括如下組分二氧化硅、苯甲酸鈉，其中二氧化硅與苯甲酸鈉 的質(zhì)量比例一般為25 75至90 10，優(yōu)選50 50至80 20。本發(fā)明開口劑的制備方法為首先將苯甲酸鈉溶于去離子水中，將硅溶膠與苯甲 酸鈉溶液攪拌均勻，再將混合好的溶液進(jìn)行噴霧干燥，得到二氧化硅與苯甲酸鈉的混合物。
本發(fā)明還提供了一種所述開口劑的使用方法，包括如下步驟將所述開口劑和 抗氧劑一起加入線性低密度聚乙烯中，經(jīng)過擠出造粒后加入吹膜機(jī)中吹制薄膜，其中開口 劑的用量0. l-lphr(每百克份數(shù)，即每一百份數(shù)的線性低密度聚乙烯基體，開口劑的用量 為0. 1-1份)，優(yōu)選0. 2-0. 5phr ；本發(fā)明對所采用的抗氧劑和加工助劑無特殊要求，均為 聚烯烴樹脂加工的通用抗氧劑和加工助劑，其添加量隨最終制品用途的不同而不同，一般 均為聚乙烯樹脂基體的0. 01 lphr。例如，抗氧劑可以為如下一種或多種的混合物四 [3-(3’，5’_ 二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧劑1010) ；(2，4_ 二叔 丁基苯基)亞磷酸三酯(即抗氧劑168)；加工助劑如硬脂酸鋅。本發(fā)明復(fù)合開口劑應(yīng)用于LLDPE吹膜制品中，得到的薄膜開口性能優(yōu)良、摩擦系 數(shù)低，并且薄膜拉伸強(qiáng)度明顯提高，綜合性能良好。
具體實(shí)施方式
中采用的原料為線性低密度聚乙烯粉料。噴霧干燥裝備為噴霧干燥試驗(yàn)裝置(QP-3X型號，北京北化研石化設(shè)計(jì)院生產(chǎn))， 加工入口溫度范圍140 170°C，出口溫度40 70°C。擠出造粒的設(shè)備可以是雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)。吹膜裝備加工的溫度范圍165 220°C。測試標(biāo)準(zhǔn)薄膜粘連性試驗(yàn)方法GB/T 16276-1996薄膜摩擦系數(shù)測定GB/T 10006-88薄膜耐撕裂性試驗(yàn)方法埃萊門多夫法GB 11999-89薄膜拉伸試驗(yàn)方法GB/T 1040.3-2006薄膜抗沖擊性能試驗(yàn)方法自由落鏢法GB 9639-1988A法實(shí)施例18404將50克苯甲酸鈉(武漢盛世精細(xì)化工廠)溶于150克去離子水中，再加入200 克硅溶膠(ZA-25，Si02濃度25%，青島化工廠，pH值大約7)，用實(shí)驗(yàn)室高剪切分散乳化機(jī) (FA25，F(xiàn)LUK0生產(chǎn))以10000轉(zhuǎn)每分鐘攪拌30分鐘，在噴霧干燥試驗(yàn)裝置(QP-3X型號，北 京北化研石化設(shè)計(jì)院生產(chǎn))中噴霧，得到苯甲酸鈉與二氧化硅的混合物。將12. 5克上述混 合物與抗氧劑1010(0. 5克)，168(2克)，硬脂酸鋅(2. 5克)同時(shí)加入到2500克線性低密 度聚乙烯粉料(熔融指數(shù)1-1. 2g/10min，密度0. 917-0. 919g/cm3)中，高攪混合均勻后用雙 螺桿(型號CTE35，科倍隆科亞(南京)機(jī)械有限公司)造粒，溫度160-195°C，再加入吹膜 機(jī)(大連旅順擠出機(jī)廠)中吹膜，溫度165-200°C，薄膜厚度28-32微米，平折寬度27厘米， 霜線高度17厘米。樣品的相關(guān)測試結(jié)果見表1。比較例 1 :8400除不使用苯甲酸鈉與二氧化硅的混合物外，其余與實(shí)施例1相同。制得樣品的相 關(guān)測試結(jié)果見表1。實(shí)施例2 8403將實(shí)施例1中使用的苯甲酸鈉與二氧化硅的混合物取5克，其余與實(shí)施例1相同。 制得樣品的相關(guān)測試結(jié)果見表1。
實(shí)施例3 8402將20克苯甲酸鈉(武漢盛世精細(xì)化工廠)溶于60克去離子水中，再加入320克硅 溶膠(ZA-25，Si02濃度25%，青島化工廠，pH值大約7)，用實(shí)驗(yàn)室高剪切分散乳化機(jī)(FA25， FLUK0生產(chǎn))以10000轉(zhuǎn)每分鐘攪拌30分鐘，在噴霧干燥試驗(yàn)裝置(QP-3X型號，北京北化研 石化設(shè)計(jì)院生產(chǎn))中噴霧，得到苯甲酸鈉與二氧化硅的混合物。將12. 5克上述混合物與抗 氧劑1010 (0. 5克)，168 (2克)，硬脂酸鋅(2. 5克)同時(shí)加入到2500克線性低密度聚乙烯 粉料(熔融指數(shù)1-1. 2g/10min，密度0. 917-0. 919g/cm3)中，高攪混合均勻后用雙螺桿(型 號CTE35，科倍隆科亞(南京)機(jī)械有限公司)造粒，溫度160-195°C，再加入吹膜機(jī)(大連 旅順擠出機(jī)廠)中吹膜，溫度165-200°C，薄膜厚度28-32微米，平折寬度27厘米，霜線高度 17厘米。樣品的相關(guān)測試結(jié)果見表1。實(shí)施例4 8401將實(shí)施例3中使用的苯甲酸鈉與二氧化硅的混合物取5克，其余與實(shí)施例3相同。 制得樣品的相關(guān)測試結(jié)果見表1。比較例 2 8405將100克硅溶膠(ZA_25，Si02濃度25%，青島化工廠，pH值大約7)，在噴霧干燥試 驗(yàn)裝置(QP-3X型號，北京北化研石化設(shè)計(jì)院生產(chǎn))中噴霧，得到二氧化硅。將12. 5克上述 二氧化硅與抗氧劑1010 (0. 5克)，168 (2克)，硬脂酸鋅(2. 5克)同時(shí)加入到2500克線性 低密度聚乙烯粉料(熔融指數(shù)1-1. 2g/10min，密度0.917-0. 919g/cm3)中，高攪混合均勻后 用雙螺桿(型號CTE35，科倍隆科亞(南京)機(jī)械有限公司)造粒，溫度160-195°C，再加入 吹膜機(jī)(大連旅順擠出機(jī)廠)中吹膜，溫度165-200°C，薄膜厚度28-32微米，平折寬度27 厘米，霜線高度17厘米。樣品的相關(guān)測試結(jié)果見表1。比較例 3 8406將比較例2中使用的二氧化硅取5克，其余與比較例2相同。制得樣品的相關(guān)測 試結(jié)果見表1。在LLDPE中加入二氧化硅與苯甲酸鈉的混合物，苯甲酸鈉含量為20 50 %，LLDPE 薄膜的粘連力均有明顯下降，如實(shí)施例1比較不加開口劑的比較例1，粘連力從0. 82牛頓 降低至0.06牛頓，開口性能明顯提高。薄膜的縱向和橫向的拉伸強(qiáng)度在添加了開口劑后 都有提高，例如實(shí)施例4中相比不加開口劑的比較例1，縱向拉伸強(qiáng)度從20. 9MPa提高到了 29MPa，橫向拉伸強(qiáng)度從22. 9MPa提高到24. 4MPa，且落鏢沖擊強(qiáng)度也有所提高。而不添加苯 甲酸鈉，直接用Si02作為開口劑的比較例3，拉伸強(qiáng)度有小幅提高，但是不如加入二氧化硅 與苯甲酸鈉的混合物的效果明顯。采用苯甲酸鈉與二氧化硅混合后噴霧干燥制得的混合物加入LLDPE中制得的吹 膜產(chǎn)品，開口性能明顯提高，并且在縱向和橫向的拉伸強(qiáng)度都有一定程度提高，得到綜合性 能優(yōu)良的LLDPE薄膜制品。表1. LLDPE配方*以及制備的薄膜**各項(xiàng)性能 *以上LLDPE薄膜造粒時(shí)，抗氧劑均為0. 02phrl010，0. 08phrl68，0. lphr硬脂酸鋅。**薄膜厚度平均為30微米。
權(quán)利要求
一種用于線性低密度聚乙烯薄膜的復(fù)合開口劑，包括如下組分二氧化硅、苯甲酸鈉，其中二氧化硅與苯甲酸鈉的質(zhì)量比例為25∶75至90∶10，并且采用如下方法制備首先將苯甲酸鈉溶于去離子水中，將硅溶膠與苯甲酸鈉溶液攪拌均勻，再將混合好的溶液進(jìn)行噴霧干燥，得到二氧化硅與苯甲酸鈉的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開口劑，其中二氧化硅與苯甲酸鈉的質(zhì)量比例為50 50至 80 20。
3.權(quán)利要求1或2所述的開口劑在制備線性低密度聚乙烯薄膜中的使用方法，包括如 下步驟將所述開口劑和抗氧劑一起加入線性低密度聚乙烯中，經(jīng)過擠出造粒后加入吹膜 機(jī)中吹制薄膜，其中開口劑的用量0. 1-lphr。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用方法，其中開口劑用量0.2-0. 5phr。
全文摘要
一種用于線性低密度聚乙烯薄膜的復(fù)合開口劑，包括如下組分二氧化硅、苯甲酸鈉，首先將苯甲酸鈉溶于去離子水中，將硅溶膠與苯甲酸鈉溶液攪拌均勻，再將混合好的溶液進(jìn)行噴霧干燥。將所述開口劑和抗氧劑一起加入線性低密度聚乙烯中，經(jīng)過擠出造粒后加入吹膜機(jī)中吹制薄膜。采用本發(fā)明開口劑制得的吹膜產(chǎn)品，開口性能明顯提高，并且在縱向和橫向的拉伸強(qiáng)度都有一定程度提高，綜合性能優(yōu)良。
文檔編號C08K5/098GK101928408SQ20091014863
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者劉軼群, 郭敏 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院