一种高效抗静电BOPP薄膜及其制备方法与流程

一种高效抗静电bopp薄膜及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及塑料薄膜制备技术领域，尤其涉及一种高效抗静电bopp薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.bopp薄膜是一种非常重要的软包装材料，其具有无色、无嗅、无味、无毒的特点和高拉伸强度、高冲击强度、强韧性高，优良的光学性能等特性。但是，bopp薄膜在加工或使用过程中，由于薄膜间的摩擦会产生静电作用，使得bopp薄膜表面吸附空气中的灰尘或其他脏东西，不仅影响到薄膜的美观，而且薄膜与薄膜之间会产生相互粘结现象，影响正常生产和使用，另外静电还存在会对人体造成伤害的问题，为此人们在bopp薄膜的加工过程中加入抗静电剂来降低并消除产生静电作用。
3.为了使抗静电剂在bopp薄膜生产过程中能够均匀分散于薄膜层中，抗静电剂一般以母料的形式加入。抗静电剂与母料载体聚丙烯充分混合后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒制成抗静电剂母料。目前，抗静电剂可分为阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂和高分子导电型抗静电剂。其中非离子型抗静电剂不易引起塑料的老化降解等，具有其它类型抗静电剂不具备的优点，它通过低极性不带电的表面活性分子，吸附水分子形成溶剂化合物而形成导电层来降低并消除薄膜表面的静电，是较为理想的bopp薄膜抗静电剂。然而，单一抗静电剂的使用效果不理想。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效抗静电bopp薄膜及其制备方法，采用多种抗静电剂复配使用，所得薄膜抗静电效果好。
5.本发明提出的一种高效抗静电bopp薄膜，依次由上表层、芯层及下表层组成，所述上表层和下表层由抗粘连母料1.5
‑
3.0wt％、均聚聚丙烯97.0
‑
98.5wt％组成；所述芯层由抗静电母料0.3
‑
1.0wt％、均聚聚丙烯99.0
‑
99.7wt％组成；其中，抗静电母料是由抗静电剂和聚丙烯经熔融共混制备得到的，抗静电剂由山梨糖醇、非离子型聚氧乙烯衍生物和双性离子型烷基二甲基甜菜碱复配组成。
6.优选地，非离子型聚氧乙烯衍生物选自brij35、brij30、tween
‑
80、tritonx
‑
100中的一种或多种；双性离子型烷基二甲基甜菜碱的化学式为：rn
+
(ch3)2ch2coo
‑
，式中r为c12
‑
18的烷基。
7.优选地，山梨糖醇、非离子型聚氧乙烯衍生物和双性离子型烷基二甲基甜菜碱的质量比为2
‑
5：3
‑
7：1
‑
2。
8.优选地，抗静电母料中，抗静电剂和聚丙烯的质量比为32
‑
38：62
‑
68。
9.本发明还提出了上述高效抗静电bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
10.s1、将芯层原料抗静电母料和均聚聚丙烯加入到主挤出机中，熔融并抽真空，挤出，过滤，得芯层熔体；将上表层和下表层原料分别加入到两台辅助挤出机中，熔融并抽真
空，挤出，过滤，得上表层熔体和下表层熔体；
11.s2、按照上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体的顺序在三层结构模头中汇合挤出成膜片；
12.s3、利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后水浴冷却，再利用橡胶辊筒及高压气刀对冷却后的铸片进行除水；
13.s4、将铸片经纵向拉伸成厚片，再经横向拉伸，定型，电晕处理后收卷，即得高效抗静电bopp薄膜。
14.优选地，s1中，控制上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体中水分含量小于0.05wt％。
15.优选地，s2中，汇合挤出温度为230
‑
240℃。
16.优选地，s3中，激冷辊温度为30
‑
35℃。
17.优选地，s4中，纵向拉伸的预热温度为120
‑
140℃，拉伸温度为125
‑
130℃，拉伸倍率为4.0
‑
5.0倍；横向拉伸的预热温度为170
‑
180℃，拉伸温度为145
‑
155℃，定型温度为160
‑
170℃，拉伸倍率8.0
‑
9.0倍。
18.优选地，s4中，低温退火定型温度为160
‑
170℃，定型时间为1
‑
3s；电晕处理的功率为w
·
min/m2。
19.有益效果：本发明提出了一种高效抗静电bopp薄膜，采用非离子型抗静电剂山梨糖醇、聚氧乙烯衍生物和双性离子型烷基二甲基甜菜碱进行复配，三者协同增效，所生产的bopp薄膜抗静电效果好，且具有良好的抗老化降解性能；生产中将抗静电剂和聚丙烯熔融挤出制成抗静电母料，减少了粉体添加剂的使用，工艺简单；相较于现有技术中抗静电剂母料中抗静电剂含量约20
‑
28％且容易在辊筒表面析出凝结，造成薄膜外观划痕、杂质等异常状况，设备清洁周期频繁且难以清理等问题，本发明母料中抗静电剂含量可达32
‑
38wt％以上，该复配抗静电剂在薄膜中具有很强的附着力，不易析出，并在薄膜表面形成稠密的取向排列结构，达到吸湿导电的效果，从而起到良好的抗静电作用，母料中抗静电剂含量高，从而降低母料用量，进而降低薄膜生产成本。
具体实施方式
20.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
21.实施例1
22.一种高效抗静电bopp薄膜，由上表层、芯层及下表层组成；芯层由0.3wt％的抗静电母粒、99.7wt％的均聚聚丙烯组成；上表层和下表层均由1.5wt％的抗粘连母粒和98.5wt％的均聚聚丙烯组成；
23.其中，抗静电母粒是将抗静电剂和聚丙烯按照35：65的质量比混合，搅拌混合均匀，添加到已加热至指定温度的双螺杆挤出机中，经混合、塑化、均化、熔融，切粒机剪切，制备得到抗静电母粒；其中，抗静电剂由山梨糖醇、非离子型聚氧乙烯衍生物brij35和十二烷基二甲基甜菜碱按照2：3：1的质量比复配组成。
24.上述高效抗静电bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
25.s1、将芯层原料抗静电母料和均聚聚丙烯混合均匀，加入到主挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，然后挤出，过滤，得芯层熔体；分别将上表层和下表层原料
的抗粘连母料和均聚聚丙烯混合，分别加入到两台辅助挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，挤出，过滤，得上表层熔体和下表层熔体；
26.s2、按照上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体的顺序在三层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为230℃；
27.s3、利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，激冷辊温度为30℃，然后水浴冷却，再利用橡胶辊筒及高压气刀对冷却后的铸片进行除水；
28.s4、将铸片经纵向拉伸成厚片，纵向拉伸的预热温度为120
‑
130℃，拉伸温度为125
‑
128℃，拉伸倍率为4.0倍；再经横向拉伸，横向拉伸的预热温度为170
‑
175℃，拉伸温度为145
‑
150℃，拉伸倍率8.0倍；定型，定型温度为160
‑
165℃；最后经过风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，电晕处理，然后收卷得母卷，即得高效抗静电bopp薄膜a1。
29.实施例2
30.一种高效抗静电bopp薄膜，由上表层、芯层及下表层组成；芯层由0.7wt％的抗静电母粒、99.3wt％的均聚聚丙烯组成；上表层和下表层均由2.0wt％的抗粘连母粒和98.0wt％的均聚聚丙烯组成；
31.其中，抗静电母粒是将抗静电剂和聚丙烯按照32：68的质量比混合，搅拌混合均匀，添加到已加热至指定温度的双螺杆挤出机中，经混合、塑化、均化、熔融，切粒机剪切，制备得到抗静电母粒；其中，抗静电剂由山梨糖醇、非离子型聚氧乙烯衍生物tween
‑
80和十六二甲基甜菜碱按照3.5：5：1.5的质量比复配组成。
32.上述高效抗静电bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、将芯层原料抗静电母料和均聚聚丙烯混合均匀，加入到主挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，然后挤出，过滤，得芯层熔体；分别将上表层和下表层原料的抗粘连母料和均聚聚丙烯混合，分别加入到两台辅助挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，挤出，过滤，得上表层熔体和下表层熔体；
34.s2、按照上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体的顺序在三层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为235℃；
35.s3、利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，激冷辊温度为35℃，然后水浴冷却，再利用橡胶辊筒及高压气刀对冷却后的铸片进行除水；
36.s4、将铸片经纵向拉伸成厚片，纵向拉伸的预热温度为125
‑
135℃，拉伸温度为126
‑
130℃，拉伸倍率为4.5倍；再经横向拉伸，横向拉伸的预热温度为170
‑
178℃，拉伸温度为145
‑
155℃，拉伸倍率8.5倍；定型，定型温度为160
‑
168℃；最后经过风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，电晕处理，然后收卷得母卷，即得高效抗静电bopp薄膜a2。
37.实施例3
38.一种高效抗静电bopp薄膜，由上表层、芯层及下表层组成；芯层由1.0wt％的抗静电母粒、99.0wt％的均聚聚丙烯组成；上表层和下表层均由3.0wt％的抗粘连母粒和97.0wt％的均聚聚丙烯组成；
39.其中，抗静电母粒是将抗静电剂和聚丙烯按照38：62的质量比混合，搅拌混合均匀，添加到已加热至指定温度的双螺杆挤出机中，经混合、塑化、均化、熔融，切粒机剪切，制备得到抗静电母粒；其中，抗静电剂由山梨糖醇、非离子型聚氧乙烯衍生物tritonx
‑
100和十八烷基二甲基甜菜碱按照5：7：2的质量比复配组成。
40.上述高效抗静电bopp薄膜的制备方法，包括以下步骤：
41.s1、将芯层原料抗静电母料和均聚聚丙烯混合均匀，加入到主挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，然后挤出，过滤，得芯层熔体；分别将上表层和下表层原料的抗粘连母料和均聚聚丙烯混合，分别加入到两台辅助挤出机中，熔融，同时抽真空处理，去除水分和杂质，挤出，过滤，得上表层熔体和下表层熔体；
42.s2、按照上表层熔体、芯层熔体和下表层熔体的顺序在三层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为240℃；
43.s3、利用高压气刀将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，激冷辊温度为35℃，然后水浴冷却，再利用橡胶辊筒及高压气刀对冷却后的铸片进行除水；
44.s4、将铸片经纵向拉伸成厚片，纵向拉伸的预热温度为125
‑
135℃，拉伸温度为128
‑
130℃，拉伸倍率为5.0倍；再经横向拉伸，横向拉伸的预热温度为175
‑
180℃，拉伸温度为150
‑
155℃，拉伸倍率为9.0倍；定型，定型温度为165
‑
170℃；最后经过风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，电晕处理，然后收卷得母卷，即得高效抗静电bopp薄膜a3。
45.对比例1
46.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b1，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇。
47.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b2，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇。
48.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b3，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇。
49.对比例2
50.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b4，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物。
51.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b5，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物。
52.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b6，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物。
53.对比例3
54.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b7，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为双性离子型烷基二甲基甜菜碱。
55.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b8，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为双性离子型烷基二甲基甜菜碱。
56.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b9，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为双性离子型烷基二甲基甜菜碱。
57.对比例4
58.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b10，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照2：1的质量比复配组成的。
59.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b11，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒
的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照2：1的质量比复配组成的。
60.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b12，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照2：1的质量比复配组成的。
61.对比例5
62.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b13，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与非离子型聚氧乙烯衍生物按照2：3的质量比复配组成的。
63.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b14，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与非离子型聚氧乙烯衍生物按照2：3的质量比复配组成的。
64.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b15，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为山梨糖醇与非离子型聚氧乙烯衍生物按照2：3的质量比复配组成的。
65.对比例6
66.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b16，与实施例1相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照3：1的质量比复配组成的。
67.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b17，与实施例2相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照3：1的质量比复配组成的。
68.一种抗静电bopp薄膜及其制备方法b18，与实施例3相比，区别仅在于：抗静电母粒的制备中，抗静电剂为非离子型聚氧乙烯衍生物与双性离子型烷基二甲基甜菜碱按照3：1的质量比复配组成的。
69.对本发明实施例1
‑
3和对比例1
‑
6中制备的bopp薄膜的性能进行测试和评价。
70.测试项目：
71.1、薄膜的绝缘性能通过测试薄膜表面电阻率来评价，在上海第六电表厂的zc36高阻计上进行，测试标准是gb/t 12802.2
‑
2004；
72.2、薄膜的热收缩率按gb/t10003
‑
2008标准测试，试样尺寸为10
×
10cm的正方形，烘箱的温度为120℃恒温，放置时间为5min；
73.3、耐候性试验在上海苏盈试验仪器有限公司的gdw恒温恒湿箱中测试，按gb/t2423.3
‑
93测试条件，将薄膜放置在85℃，85％湿度条件下1000小时。
74.测试结果见表1和表2。
75.表1实施例1
‑
3和对比例1
‑
3中抗静电bopp薄膜的主要性能指标
[0076][0077][0078]
表2实施例1
‑
3和对比例4
‑
6中抗静电bopp薄膜的主要性能指标
[0079][0080]
由上表1、2可以看出实施例的薄膜具有较好的热稳定性能和良好的抗静电性能，且抗静电性能较为持久。
[0081]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。