一种三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙 烯上吹薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（PP)密度小、机械性能好、耐高温、具有优良的化学稳定性，适合于挤出、 注塑、吹塑、纺丝，但在熔体强度方面存在缺陷，这主要是由于普通型PP在熔融状态下不具 备应变硬化的特点，所以PP在这些领域的应用一直受到限制。解决方法是开发高熔体强度 PP，改进PP的性能，从而扩大PP的应用领域。
[0003] -般PP树脂由于熔体强度低，冷却时间长，透明度差，所以很少在传统的为聚乙 烯（PE)设计的吹塑设备上加工。PP吹膜技术一般采用下吹法水冷工艺进行，来实现非常 迅速的熔体冷却。PP和PE双层粘合复合薄膜，成本较高，将PP材料硬度大的特点和PE材 料亮度高、柔韧的特点相结合，采用多层共挤技术生产出两种特性结合的薄膜是近期吹膜 发展的趋势。使用多层共挤吹膜技术生产薄膜，替代双层粘合剂复合薄膜，可减去粘合剂和 粘合工序，降低成本，同时通过增加多种塑料间的相容性，提高多层不同塑料之间的结合强 度，提高薄膜质量，使多层复合塑料薄膜具有优异的高阻隔性能、高拉伸强度、抗撕裂、抗穿 刺的多种功能。通过对PP改性，提高PP的韧性，克服其脆性易开裂的缺点，综合PE的柔韧 性和改性PP的高强度、高阻隔性能，获得高阻隔性能、高拉伸强度、抗撕裂、抗穿刺的复合 塑料薄膜。同时，多层共挤吹塑技术具有非常高的工艺要求，多种塑料加工温度不一致，熔 融指数和熔体强度存在差异，不同内中外三层物料流动性不一致，容易导致薄膜在模头处 出现合膜线开裂，无法成膜；薄膜还要克服易褶皱、易收缩、厚薄不均匀、鱼眼晶斑缺陷等加 工过程中容易出现的各种问题。
[0004] 因此，针对PP的脆性严重、熔体强度低的缺点国内外在积极地开展改性研宄，采 用多组分共混改性的方法提高PP的韧性是目前的主要技术手段，但PP经共混增韧后一般 难以保持PP树脂的透明性，如何获得既有高韧性，又具有透明性的PP树脂是制备包装薄膜 的要求。生产的多层复合薄膜主要可用于重包装、高档食品袋、真空包装袋、液体包装袋等 的包装材料，达到保香、保鲜、防腐、气密、延长保质期的包装目的。
[0005] 马来酸酐接枝改性乙烯一辛烯共聚物（POE-g-MAH)，可用作PP的增韧剂。
[0006] POE塑料是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，其特 点是：（1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性 又有良好的加工性。（2) POE塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。（3) POE塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。（4)良好的流动性可改善 填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。POE塑料的分子量分布窄，分子结构中 侧辛基长于侧乙基，在分子结构中可形成联结点，在各成分之间起到联结、缓冲作用，使体 系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用，减少银纹因受力发展成裂纹的机会，从而提高 了体系的冲击强度。当体系受到张力时，由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较 大的形变，所以，体系的断裂伸长率有显著的增加。
[0007] TMP-6成核剂属于取代芳基磷酸酯盐类成核剂，其突出特征是赋予聚丙烯树脂良 好的透明性、刚性、表面光泽和耐热变形性，并能加快结晶速度，缩短制品的成型周期，与传 统的DBS类成核透明剂相比，低浓度下增透效果突出，耐萃取，无异味，特别适用于聚丙烯 的增透、增刚、增光改性。
[0008] 来金雅等（高分子材料科学与工程，2012, 28 (10) :94-98.)研宄了 POE-g-MAH对 聚丙烯/有机蒙脱土的增容作用，POE-g-ΜΑΗ能够起到对聚丙烯与有机蒙脱土的界面增容 和增韧双重作用。
[0009] 周松等（工程塑料应用，2013, 41⑶：30-34.)研宄了 POE-g-MAH对聚丙烯/竹纤 维复合材料性能的影响，添加 POE-g-MAH可增强竹纤维与PP基体之间的界面粘附，使复合 材料的冲击断面呈现塑性或韧性断裂的特点。
[0010] 申请号为200480026080. 2的中国发明专利研宄了 PP吹塑薄膜，该PP吹塑薄膜成 分包括有包括α-成核剂铝-羟基-双[2, 2'-亚甲基_(4, 6-二叔丁基苯基）磷酸酯]，所 发明的多层吹塑薄膜包括至少两层，其中至少一层包含PP组合物，和至少一层包含乙烯聚 合物。
[0011] 申请号为201280038730. X的中国发明专利研宄了一种不对称多层吹塑薄膜，所 属薄膜包含至少两个层，一个外含PP层和一个外密封层；所述外PP层包括至少一个PP无 规聚合物；所述密封层包括至少一个具有至少2g/10min的MFR2的LLDPE ;其中所述薄膜总 厚度的至少18 %来自所述密封层。
[0012] 申请号为201280057959. 8的中国发明专利研宄了多层薄膜及其制造方法，公开 了一种具有表面接触芯层的外层A的薄膜，其中外层A包括塑性体，和其中外层A含有不大 于0. lwt%的Mw〈约5. OOX 104g/mol的C4-C10-基聚合物。该发明还公开了控制多层吹塑 薄膜的剥离粘着力的方法。
[0013] 以上国内外对多层薄膜改性研宄，都没有同时采用P〇E-g-MAH、α -成核剂增韧改 性ΡΡ，并采用三层共挤上吹法制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜的报道。
【发明内容】
[0014] 为了解决现有技术中聚丙烯熔体强度低，共混增韧后难以保持透明性的问题，本 发明提供了一种三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜及其制备方法。
[0015] 本发明提供一种三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜，其内层、中层、外层 分别为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯，所述内层和外层的聚丙烯为改性聚丙烯吹膜树脂，所述改 性聚丙烯吹膜树脂的组成成分和质量份数配比为：聚丙烯79. 9-89份，增韧剂10-20份，成 核剂〇. 1-1份；所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯一辛烯共聚物；所述成核剂为α -成核剂 ΤΜΡ-6〇
[0016] 优选的是，所述内层改性聚丙烯吹膜树脂、中层聚乙烯、外层改性聚丙烯吹膜树脂 质量份数配比为26-34 :33-45 :26-34。
[0017] 优选的是，所述改性聚丙烯吹膜树脂的制备方法为按照配比，将聚丙烯与增韧剂、 成核剂机械混合成预混料，预混料由双螺杆挤出机加料口加入，经熔融挤出，水冷，切粒，烘 干得到改性聚丙烯吹膜树脂。
[0018] 优选的是，所述双螺杆挤出机的设定温度为：一区：160-180°c，二区：170-190°c， 三区：175-195°C，四区：180-200°C，五区：180-200°C，六区：180-200°C，七区：180-200°C， 八区：180-200°C，机头：170-190°C ;螺杆转速：100-300rpm。
[0019] 本发明还提供一种三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜的制备方法，将改 性聚丙烯吹膜树脂分别加入三层共挤吹膜机的内层、外层挤出机，聚乙烯加入中层挤出机， 采用上吹法吹塑成膜，得到三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜。
[0020] 优选的是，三层共挤吹膜机的设定温度为：外一区：185-205 °C，外二区： 185-205 °C，外三区：190-210 °C，外四区：195-215 °C，外五区：195-215 °C ;中一区： 185-205 °C，中二区：185-205 °C，中三区：190-210 °C，中四区：195-215 °C，中五区： 195-215 °C ;内一区：185-205 °C，内二区：185-205 °C，内三区：190-210 °C，内四区： 195-215°C，内五区：195-215°C ;主机螺杆转速：50-300rpm，牵引速度5-10m/min，吹胀比 2-6 〇
[0021] 本发明的有益效果：
[0022] 本发明使用POE-g-MAH作为PP的增韧剂，与PP有较POE更好的相容性，这是由于 MAH具有反应酸酐官能团，能够与PP的侧位甲基发生相互作用，提高PP与POE的相容性，可 有效提高PP薄膜的拉伸断裂伸长率和抗撕裂强度。用α -成核剂为PP成核剂，可以增加 晶核数量，降低PP结晶晶粒尺寸，减少PP结晶晶区间的缺陷，保持聚丙烯树脂良好的刚性、 表面光泽和耐热变形性，并能加快结晶速度。该增韧剂、成核剂无毒无味，符合环保要求，撕 裂强度高达145KN/m，解决了 PP薄膜脆性严重的缺陷，并保持了 PP的透明性。同时采用上 吹法具有对吹膜设备普适性强、操作简便的优点。
[0023] 本发明得到的三层共挤聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯上吹薄膜产品应用领域广泛，可 替代PE、PVC等制成各种塑料袋，尤其在需要高阻隔的食品包装薄膜领域，市场前景广阔， 对推动新型包装材料产业的发展，具有重大的经济和社会意义。
【具体实施方式】
[0024] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发 明作进一步详细描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。以下实施例中的PP均由 中国石化上海石油化工股份有限公司，型号：F5606 ;PE由中国石油天然气股份有限公司大 庆石化分公司提供，牌号：18D0 ;P0E-g-MAH由沈阳科通塑胶有限公司提供，牌号：KT-915 ; 成核剂由山西化工研宄院提供，牌号：ΤΜΡ-6,属于取代芳基磷酸酯盐类成核剂；以下 实施例中薄膜拉伸性能是GB/T 1010. 3-2006的标准进行测试的；抗撕裂强度是按照