聚丙烯复合膜、制法、用途及纸塑复合材料及制法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯复合膜，更具体而言，涉及一种双向拉伸聚丙烯复合膜，还 涉及本发明聚丙烯复合膜的制备方法及其与纸复合的用途，以及涉及由本发明的聚丙烯复 合膜制备的纸塑复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯复合膜与纸的复合材料用途广泛，例如在包装、印刷等领域中的应用。但 是，传统的聚丙烯复合膜与纸的复合需要使用溶剂和粘合剂，存在不利于环保、资源消耗大 的缺陷，溶剂的使用还会增加生产成本。
[0003] 申请号为201310132399. 2的中国专利申请公开了一种"双向拉伸聚丙烯热压膜 及其制作工艺"，该薄膜为三层共挤后经双向拉伸制成，中间层为均聚聚丙烯芯层，内表层 为热压层，外表层为印刷层；均聚聚丙烯芯层的组分为2%wt抗静电剂和98%wt均聚聚丙烯， 热压层的组分为70%~80%wt热粘母料（乙烯-醋酸乙烯酯、聚马来酸酐以及醋酸乙烯酯与 马来酸酐的交替共聚物中的至少一种)、2%~5%wt抗粘连剂(合成二氧化娃或交联聚甲基 丙烯酸甲酯）和15%~28%wt乙烯-丙烯-丁烯共聚物；印刷层的组分为3%wt抗粘连剂和 97%wt均聚聚丙烯。虽然该申请文件中指出，所述双向拉伸聚丙烯热压膜在纸塑复合时无需 涂胶，大幅降低了使用成本，生产过程中无有机溶剂挥发及残留，绿色环保。但是，该双向拉 伸聚丙烯热压膜本身过厚，薄膜生产过程中浪费原料，生产成本的降低受到限制。
[0004] 聚丙烯复合膜加工过程中还存在膜容易破，成膜性差的缺陷。此外，为了便于存储 和运输，聚丙烯复合膜的后续加工过程通常包括挤出后的卷取和/或切割步骤，即将聚丙 烯复合膜卷取成卷，需要避免成卷的聚丙烯复合膜发生粘连。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种聚丙烯复合膜，其依次包括表层、芯层、功能层，其中，表层为聚丙 烯和抗粘连剂的混合物，芯层为聚丙烯，功能层为选自乙烯-α -烯烃共聚物或乙烯-α -烯 烃共聚物的顺丁烯二酸酐接枝改性物中的一种或两种与聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚甲 基丙烯酸甲酯的混合物。
[0006] 在本发明聚丙烯复合膜的一个实施方案中，其中功能层中聚乙烯的含量为 10-25%，乙烯-乙酸乙烯酯的含量为20-45%，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为8-25%，余量为选 自乙烯_ α _烯烃共聚物或乙烯_ α _烯烃共聚物的顺丁烯二酸酐接枝改性物中的一种或两 种。
[0007] 在本发明聚丙烯复合膜的一个优选实施方案中，其中功能层为聚乙烯、乙烯-乙 酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯和乙烯-丁烯共聚物的混合物。所述聚乙烯的含量为 10-25%，所述乙烯-乙酸乙烯酯的含量为20-45%，所述聚甲基丙烯酸甲酯的含量为8-25%， 余量为乙烯-丁烯共聚物。
[0008] 在本发明聚丙烯复合膜的一个实施方案中，其中表层含0. 5-10%的抗粘连剂，余 量为聚丙烯。
[0009] 在本发明聚丙烯复合膜的一个优选实施方案中，本发明的聚丙烯复合膜为双向拉 伸聚丙烯复合膜。在本发明聚丙烯复合膜进一步优选的实施方案中，膜厚度为15_20μπι。 按本发明聚丙烯复合膜各层用料的重量比计算，其中功能层占5-45%，表层占5-15%，余量 为芯层，基于各层用料的总重量为100%计。
[0010] 在本发明聚丙烯复合膜的一个优选实施方案中，本发明的聚丙烯复合膜纵向拉伸 强度彡120MPa，横向拉伸强度彡200MPa。 toon] 本发明聚丙烯复合膜的功能层能够在加热加压下方便地与纸复合，无需溶剂，节 能环保，薄膜使用成本大大降低。
[0012] 本发明聚丙烯复合膜的总厚度薄，节省原料，薄膜的生产成本也大大降低，从而， 薄膜生产和使用的总成本大幅降低。
[0013] 本发明聚丙烯复合膜的加工过程中不易破损，成膜性好。
[0014] 本发明聚丙烯复合膜的拉伸强度高。
[0015] 本发明聚丙烯复合膜能够有效地防止粘连。
[0016] 本发明聚丙烯复合膜的润湿张力大，与印刷品复合时能够很好地与油墨结合。
[0017] 本发明的另一目的在于提供一种本发明聚丙烯复合膜的制备方法，所述方法包 括：
[0018] a)将各层所用原料分别加入各层的料斗中，各层料斗中的原料分别进入各层的挤 出机熔融塑化为熔体；
[0019] b)来自各层挤出机的各层的熔体料流经料筒传输、经流道分配至模头，各层的熔 体料流在模头中结合在一起形成一层复合厚片；
[0020] c)将所述复合厚片拉伸制成聚丙烯复合膜。
[0021] 在步骤a)中，如必要，可以预先对各层的原料例如功能层的原料进行预混合后加 入与之对应的料斗中。
[0022] 在本发明聚丙烯复合膜制备方法的一个优选实施方案中，c)步骤为对得自b)步 骤的复合厚片进行双向拉伸处理制成双向拉伸聚丙烯复合膜。
[0023] 在本发明聚丙烯复合膜制备方法的一个优选实施方案中，还包括：
[0024] d)对得自c)步骤的聚丙烯复合膜进行电晕处理。
[0025] 本发明还涉及本发明聚丙烯复合膜与纸复合的用途。
[0026] 本发明还涉及本发明聚丙烯复合膜与纸复合的纸塑复合材料，所述纸塑复合材料 包括本发明的聚丙烯复合膜层和纸层。
[0027] 利用本发明聚丙烯复合膜制备的本发明纸塑复合材料，能够顺利实现无溶剂、无 电加热的覆膜过程。
[0028] 本发明还提供利用本发明聚丙烯复合膜制备本发明纸塑复合材料的方法，包括： 在纸表面覆盖一层本发明的聚丙烯复合膜。
[0029] 在本发明的一个优选实施方案中，使用覆膜机制备本发明的纸塑复合材料，包括： 在压力为1-20巴、温度为100-130°C、纸张运动速度为10-20张/分钟下，将本发明的聚丙 烯复合膜覆盖在纸表面上。
【具体实施方式】
[0030] 除另有说明外，本发明的百分比为重量百分比。在各种组合物中，所有组分的重量 百分比之和为100%。
[0031] 在本发明中，聚合物的熔体质量流动速率（以下简称MFR)按照GB/T3682-2000 《热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》（等同采用国际标准 ISOl 133:1997《塑料一热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》）中的方 法A测定。
[0032] 在本发明中，聚合物分子量以数均分子量计，其测定采用凝胶渗透色谱（GPC)法， 按照GB/T21863-2008《凝胶渗透色谱法（GPC)用四氢呋喃做淋洗液》测定(等同采用德国标 准DIN55672-1 :2007《凝胶渗透色谱法（GPC)第1部分：用四氢呋喃（THF)作洗脱溶剂》）。
[0033] 在本发明中，接枝率采用下列文献中的方法测定：陈伟、刘江兵、赵宇，《双螺杆挤 出工艺对马来酸酐接枝POE接枝率的影响研究》，《广州化工》，2011年，第39卷第23期，第 65 -67 页。
[0034] 本发明提供一种聚丙烯复合膜，其依次包括表层、芯层、功能层，其中，表层为聚丙 烯和抗粘连剂的混合物，芯层为聚丙烯，功能层为选自乙烯-α -烯烃共聚物或乙烯-α -烯 烃共聚物的顺丁烯二酸酐接枝改性物中的一种或两种与聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚甲 基丙烯酸甲酯的混合物。
[0035] 在本发明的一个实施方案中，其中功能层中聚乙烯的含量为10-25%，优选 15-20%，乙烯-乙酸乙烯酯的含量为20-45%，优选25-40%，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为 8-25%，优选10-20%，余量为选自乙烯-α -烯烃共聚物或乙烯-α -烯烃共聚物的顺丁烯二 酸酐接枝改性物中的一种或两种。
[0036] 本发明可用的聚乙烯可以是任何本技术领域挤出涂覆用聚乙烯，根据GB/ Τ21863-2008 测定的数均分子量为 80, 000-200, 000,优选为 100,000-180, 000 ;MFR 为 6. 5-9. 0克/10分钟，优选7. 0-8. 5克/10分钟。例如，本发明使用的聚乙烯可为购自盘锦 乙烯工业公司的5070,分子量为160, 000, MFR为8. 0克/10分钟。
[0037] 本发明可用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以是通常的制备薄膜用乙烯-乙酸乙烯 酯共聚物，例如，购自美国杜邦的670、3135、3120。所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中的乙酸乙 烯酯含量为5-45%，优选5-20%，MFR为0. 5-10克/10分钟，优选0. 5-5克/10分钟。例如， 本发明使用的乙烯-乙酸乙烯共聚物可为购自美国杜邦的670,乙酸乙烯酯含量为12%，MFR 为2. 5克/10分钟。
[0038] 本发明可用的聚甲基丙烯酸甲酯通常可以是挤出级聚甲基丙烯酸甲酯，MFR为 1-5克/10分钟，优选1. 5-4克/10分钟，例如，购自台湾奇美的CM205、购自三菱丽阳的 MFOO1、购自日本住友的MG5、购自上海德固赛的8N、购自上海笔化的372、购自德国特尔的 5002E。例如，本发明使用的聚甲基丙烯酸甲酯可为购自台湾奇美的CM205, MFR为1.8克 /10分钟。
[0039] 本发明可用的乙烯-α-烯烃共聚物通常可以是乙烯与含有3-12个碳原子的 α -烯烃的共聚物，优选乙烯与含有3-8个碳原子的α -烯烃的共聚物，例如，乙烯-丁烯 共聚物，如购自美国陶氏化学的ENGAGE7467、购自美国埃克森美孚的EXACT Ρ0Ε9061、购自