专利名称：一种聚乙烯薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术：
流延聚乙烯薄膜(CPE)具有优良的化学稳定性、热封性、耐水性和阻水透气性的优点，是理想的包装材料，被广泛用于食品、蔬果、婴幼儿用品等的包装，在市场上占有很重要的地位。然而，CPE薄膜与大多数塑料薄膜一样，具有摩擦系数较大、摩擦静电严重、薄膜之间容易粘连等缺陷，从而限制了其在高速包装、润滑隔膜等要求薄膜具有良好爽滑性能的领域中的应用。目前，普遍采用向聚乙烯薄膜中添加爽滑剂的方法来降低薄膜的摩擦系数以改善其易粘连的缺陷，提高其爽滑性。常用的爽滑剂通常分为无机和有机两类。无机爽滑剂如碳酸钙、云母、二氧化硅等。为了降低薄膜之间的粘结性、提高表层的爽滑性能，通常需要提高无机爽滑剂的加入量。但是，无机爽滑剂通常是不透明的，爽滑剂用量的增大会导致聚乙烯薄膜的光学性能变差，不适宜于对透明度和光泽度有要求的薄膜的生产加工。有机类爽滑剂一般为胺类或者硅酮类有机物。其中，硅酮为液体状，添加使用不方便。胺类爽滑剂为迁移型添加剂，向薄膜中添加胺类爽滑剂的方法主要为将胺类爽滑剂和聚乙烯树脂混合均匀后加工成膜，但是所得聚乙烯树脂薄膜必须放置7-10天后，待爽滑剂迁移到聚乙烯树脂薄膜的表面后才能达到较好的爽滑性能，因此，生产效率较低；更为重要的是，未迁移的爽滑剂会残留在聚乙烯薄膜中而导致薄膜的光学性能和力学性能显著降低，从而严重影响了其在实际中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备聚乙烯薄膜时，需要放置一段时间才能达到其爽滑效果、生 产效率较低，并且得到的聚乙烯薄膜不能兼具良好的爽滑性能、光学性能和力学性能的缺陷，而提供一种不需要放置即可达到其爽滑效果且产率较高的聚乙烯薄膜的制备方法，并且得到的聚乙烯薄膜兼具优异的爽滑性能、光学性能和力学性能。本发明提供了一种聚乙烯薄膜，其中，所述薄膜包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层，所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°C、2.16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒。本发明还提供了一种聚乙烯薄膜的制备方法，其中，该方法包括将聚乙烯和自润滑微粒混合均匀后送入挤出机中熔融混炼并挤出造粒，得到爽滑表面层原料；将所述爽滑表面层原料和聚乙烯送入具有多层共挤结构的挤出流延设备中挤出流延，得到包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜；所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°C、2.16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒。—方面，自润滑微粒添加到爽滑表面层后，由于所述自润滑微粒与聚乙烯基体的不相容性，微粒可自动铺排、分散，并可突破或镶嵌在所述薄膜表层上，在薄膜表面形成自润滑点，从而能够有效降低聚乙烯薄膜的摩擦系数，并降低聚乙烯薄膜之间的粘结，使之爽滑性能突出。进一步地，采用本发明的方法制备聚乙烯薄膜，无需等待自润滑微粒迁移至所述薄膜的表层，能够提高薄膜的生产效率。此外，由于聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒的爽滑性能极为优异、熔融温度较高、光学性能较好，因此，根据本发明的一种优选实施方式，当所述自润滑微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或多种时，得到的聚乙烯薄膜的综合性能非常好。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。根据本发明，所述聚乙烯薄膜包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层，所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°c、2.16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒。所述聚乙烯是以乙烯为原料生产的一种热塑性树脂，具有良好的耐低温性能(最低使用温度可达-70°C至-100°c )，化学稳定以及耐腐蚀性，被广泛用于食品的包装。在本发明提供的聚乙烯薄膜中，所述聚乙烯可以商购得到，例如可以购自茂名石化、齐鲁石化、燕山石化等。优 选情况下，聚乙烯的密度为0.915-0.96克/立方厘米、熔融温度为98-125°C。根据本发明，所述自润滑微粒是指具有自润滑特性的颗粒状的耐高温高分子微粒。所述爽滑表层中自润滑微粒的加入，能够使生产的聚乙烯薄膜的摩擦系数显著降低，薄膜的爽滑性能大幅度提高。根据本发明，所述自润滑微粒的含量可以在较宽范围内变动，本领域技术人员应该理解的是，所述自润滑微粒的含量越大，爽滑性能越好，但光学性能和力学性能可能会有所下降，因此，从各方面的性能综合考虑，优选情况下，以所述爽滑表面层的总质量为基准，所述自润滑微粒的含量为0.05-10重量％，进一步优选为0.5-3重量％。根据本发明，所述聚乙烯芯层的厚度和爽滑表面层的厚度可以根据所述聚乙烯薄膜的使用条件来适当选择，若所述使用的条件要求所述聚乙烯薄膜具有较大的力学强度且对光学性能要求较低，则所述聚乙烯芯层的厚度和爽滑表面层的厚度可以较厚；若所述使用的条件要求所述聚乙烯薄膜具有较好的透光性且对力学强度要求较低，则所述聚乙烯芯层的厚度和爽滑表面层的厚度可以较薄。通常情况下，所述聚乙烯芯层的厚度可以为10-150微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度可以为0.5-15微米；为了进一步提高得到的聚乙烯薄膜的综合性能，优选情况下，所述聚乙烯芯层的厚度可以为15-50微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度可以为2-5微米。相应地，所述自润滑微粒的颗粒直径为0.1-30微米，优选为2-10微米。当所述自润滑微粒的颗粒直径为所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度的100% -200%时，本发明的聚乙烯薄膜的爽滑性能非常好。根据本发明，尽管所述自润滑微粒的种类不会对得到的聚乙烯薄膜的爽滑性能造成显著的影响，只要选自熔融温度大于或等于250°C、静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒即可，但为了获得摩擦性能、光泽度以及力学性能均更为优异的聚乙烯薄膜，并且能够进一步保证所述自润滑颗粒的均匀分散，优选情况下，所述高分子微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或几种。本发明的发明人通过深入研究发现，当所述自润滑微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或几种，且当所述自润滑微粒的颗粒直径为所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度的100% -200%时，所得的聚乙烯薄膜的综合性能极佳。推测原因可能是:所述聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒以及聚醚醚酮微粒本身具有优良的自润滑性能，可赋予薄膜表面良好的爽滑性，且以上几种自润滑高分子微粒性质稳定、可耐高温、熔融温度均在250°C以上，因此在聚乙烯薄膜的加工过程中不会发生熔融，能够在薄膜表面层保持微粒形态，从而能够提供稳定的爽滑性能。此外，当所述自润滑微粒的颗粒直径为所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度的100% -200%时，能够保证自润滑微粒镶嵌在表面层之中、且有部分突出于表面层，不仅能够充分发挥其爽滑特性，还不至于在加工或使用过程中从薄膜表面层脱落，从而使得薄膜爽滑性能更加持久。此外，根据本发明的一种优选实施方式，当以所述爽滑表面层的总质量为基准，所述自润滑微粒的含量为0.05-10重量％，优选为0.5-3重量％时，不仅不会对薄膜的透光性能造成影响，还能够显著提高所述薄膜的耐久性和耐热稳定性。根据本发明，所述自润滑微粒可以通过商购获得和按照现有的方法制备得到，例如，所述聚四氟乙烯微粒可以购自苏威 集团，牌号为F284，熔融温度为327-333 、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.04和0.04 ;所述聚酰亚胺微粒可以购自湖北双马树脂厂，牌号为SM003，或者可以按照CN101253223A公开的方法制备得到，其熔融温度为330_350°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.06和0.06 ;所述聚酰胺微粒可以购自广州逸龙塑料材料厂，牌号为A102F，或者可以按照CN 101357989A公开的方法制备得到，其熔融温度可以为255-265°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.42和0.35 ;所述聚醚醚酮微粒可以购自英国威格斯公司，熔融温度为334-340°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.2和0.2。本发明提供的聚乙烯薄膜的制备方法包括将聚乙烯和自润滑微粒混合均匀后送入挤出机中熔融混炼并挤出造粒，得到爽滑表面层原料；将所述爽滑表面层原料和聚乙烯送入具有多层共挤结构的挤出流延设备中挤出流延，得到包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜；所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°C、2.16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒。优选情况下，所述高分子微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或多种。根据本发明，为了得到性能更为优异的聚乙烯薄膜，优选情况下，该方法还包括在将聚乙烯和自润滑微粒混合之前，以及在将所述爽滑表面层原料和聚乙烯树脂送入流延机之前，将聚乙烯和自润滑微粒进行干燥。所述干燥的方法和条件可以为本领域技术人员公知的干燥方法和条件，例如，可以为真空干燥、鼓风干燥等，干燥温度可以为60-100°C。干燥设备通常为包括加热、干燥热空气吹扫或真空系统的干燥设备，例如，可以为连续干燥器、真空烘箱和热风烘箱等。一般地，所述聚乙烯树脂和自润滑微粒混合均匀的方式可以为将所述聚乙烯和自润滑微粒加入到现有的各种混合设备中搅拌共混均匀，得到混合物。其中，所述混合设备例如可以为搅拌机、捏合机、开炼机和密炼机等。搅拌共混的温度和时间为本领域技术人员所公知，例如，搅拌共混的温度可以为25-65°C，搅拌共混的时间可以为5-30分钟，搅拌共混的转速可以为50-300转/分；优选情况下，先在50-100转/分的转速下搅拌5-15分钟，然后再在100-200转/分的转速下搅拌5-15分钟。根据本发明，所述将聚乙烯和自润滑微粒混合均匀后得到的混合物进行熔融混炼并挤出造粒得到爽滑表面层原料的方法、条件和所用的挤出机为本领域技术人员所公知。例如，可以采用双螺杆挤出机、也可以采用单螺杆挤出机，螺杆转速为150-360转/分钟，各区段温度分别 150-220 0C、160-230 0C、160-230 °C、170-240 °C、170-240 °C、170-240 °C，各区段的真空度为0.02至0.09兆帕的条件下挤出造粒。本说明书中的真空度是指绝对压力与大气压力的差值的绝对值。需要说明的是，挤出流延设备通常包括多个挤出机，多个挤出机中可以对不同的物料进行加热，且经过不同的挤出机加热后的物料可以通过同一个至少包括两层的多层复合模头挤出流延，从而得到包括多层的薄膜；其中，每一个挤出机中的物料从所述多层复合模头的其中一层挤出。因此，本领域技术人员应该很容易理解的是，当需要得到聚乙烯芯层的一侧表面附着有爽滑表面层的聚乙烯薄膜时，可以采用两个不同的挤出机将所述爽滑表面层原料和聚乙烯熔融，并将熔融产物同时通过同一个包括两层的模头挤出流延，挤出后得到的两层膜层叠在一起便得到本发明的聚乙烯薄膜；当需要得到聚乙烯芯层的两侧表面均附着有爽滑表面层的聚乙烯薄膜时，可以采用三个不同的挤出机将原料熔融(其中，主挤出机中加入聚乙烯，表层挤出机中均加入爽滑表面层原料)，并将熔融产物挤出流延后便可得到本发明的聚乙烯薄膜。根据本发明，所述挤出流延的条件和所用的挤出机为本领域技术人员公知。例如，可以采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。挤出的条件通常包括挤出温度和流延冷却温度，所述挤出温度包括挤出机温度、换网区温度和机头温度，所述挤出温度可以为180-250°C ；所述流延冷却温度一般指流延辊的温度，可以为10-95°C。根据本发明，所述自润滑微粒的含量、聚乙烯芯层的厚度、爽滑表面层的厚度以及自润滑微粒的颗粒直径的选择已经在上文中描述，在这里不再赘述。实施例和对比例所用的热风烘箱购自北京京通仪器厂，型号为DF205 ;挤出流延设备购自瑞典Labtech公司，型号为LCR400 ;聚乙烯的熔融指数通过购自美国TO公司的型号为MP600的熔融指数仪进行测定。聚四氟乙烯微粒购自苏威集团，熔融温度为327-333°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.04和0.04 ;所述聚酰亚胺微粒购自湖北双马树脂厂，熔融温度为330-350°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.06和0.06 ;聚酰胺微粒购自广州逸龙塑料 材料厂，熔融温度为255-265°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为
0.42和0.35 ;所述聚醚醚酮微粒购自英国威格斯公司，熔融温度为334-340°C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.2和0.2 ;芥酸酰胺微粒购自英国禾大公司，熔融温度为79-81 °C、静摩擦系数和动摩擦系数分别为0.06和0.06。实施例1该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。该实施例中，形成聚乙烯芯层和爽滑表面层的聚乙烯购自茂名石化公司，在1900C >2.16kg下的熔融指数为20克/10分钟、熔融温度为103°C。(I)爽滑表面层原料的制备:将聚乙烯在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将99.5重量份的经过干燥后的聚乙烯与0.5重量份的聚四氟乙烯微粒(颗粒直径为2-4微米)加入到搅拌机中在25°C下搅拌均匀，搅拌机先以100转/分钟低速混合约7分钟，然后再以200转/分钟高速混合8分钟；将上述搅拌均匀的混合物送入双螺杆挤出机中。调整螺杆的转速到350转/分钟，各区段温度分别控制在:190°c、200°c、21(rc、21(rc、21(rc和210°C ;各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出之后，再经210°c模头挤出、拉条水冷切粒后，最终得到爽滑表面层原料。(2)聚乙烯薄膜的制备:将聚乙烯和步骤(I)得到的爽滑表面层原料分别在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将干燥后的聚乙烯加入挤出流延设备的主挤出机中，将步骤(I)得到的爽滑表面层原料加入挤出流延设备的表层挤出机中，进行熔融挤出，并经流延辊流延成型`。其中，两台挤出机的温度设定一致，挤出机各区段温度分别为210°C、220°C、230°C、230°C、23(rC，换网区温度为240°C，机头温度为235°C，流延辊温度为25°C。所述聚乙烯薄膜Xl中，聚乙烯芯层的厚度为15微米，爽滑表面层的厚度为2微米。实施例2该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。该实施例中，聚乙烯芯层和爽滑表面层的聚乙烯购自燕山石化，在190°C、2.16kg下的熔融指数为7克/10分钟、熔融温度为116°C。(I)爽滑表面层原料的制备:将聚乙烯在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将97重量份的经过干燥后的聚乙烯与3重量份的聚四氟乙烯(颗粒直径为3-6微米)加入到搅拌机中在25°C下搅拌均匀，搅拌机先以80转/分钟低速混合约5分钟，然后再以15转/分钟高速混合6分钟；将上述搅拌均匀的混合物送入双螺杆挤出机中。调整螺杆的转速到350转/分钟，各区段温度分别控制在190°c、200°c、21(rc、21(rc、21(rc和210°C ;各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出之后，再经模头挤出、拉条水冷切粒后，最终得到爽滑表面层原料。(2)聚乙烯薄膜的制备:将聚乙烯和步骤(I)得到的爽滑表面层原料分别在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将干燥后的聚乙烯加入挤出流延设备的主挤出机中，将步骤(I)得到的爽滑表面层原料加入挤出流延设备的表层挤出机中，进行熔融挤出，并经流延辊流延成型，形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X2。其中，两台挤出机的温度设定一致，挤出机各区段温度分别为210°C、220°C、230°C、230°C、23(rC，换网区温度为240°C，机头温度为235°C，流延辊温度为25°C。所述聚乙烯薄膜X2中，聚乙烯芯层的厚度为25微米，爽滑表面层的厚度为3微米。实施例3该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。该实施例中，聚乙烯芯层和爽滑表面层的聚乙烯购自齐鲁石化，在190°C、
2.16kgMPa下的熔融指数为10克/10分钟、熔融温度为110°C。(I)爽滑表面层原料的制备:将聚乙烯在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将98.5重量份的经过干燥后的聚乙烯与1.5重量份的聚醚醚酮微粒(颗粒直径为5-10微米)加入到搅拌机中在25°C下搅拌均匀，搅拌机先以80转/分钟低速混合约5分钟，然后再以15转/分钟高速混合6分钟；将上述搅拌均匀的混合物送入双螺杆挤出机中。调整螺杆的转速到350转/分钟，各区段温度分别控制在190°c、200°c、210°c、21(rc、21(rc和210°C ;各区段的真空度保持为0.02至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出之后，再经模头挤出、拉条水冷切粒后，最终得到爽滑表面层原料。(2)聚乙烯薄膜的制备:将聚乙烯和步骤(I)得到的爽滑表面层原料分别在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将干燥后的聚乙烯加入挤出流延设备的主挤出机中，将步骤(I)得到的爽滑表面层原料加入挤出流延设备的上、下表层挤出机中，进行熔融挤出，并经流延辊流延成型，形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的两侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X3。其中，三台挤出机的温度设定一致，挤出机各区段温度分别为210°C、220°C、230°C、230°C、23(rC，换网区温度为240°C，机头温度为235°C，流延辊温度为25°C。所述聚乙烯薄膜X3中，聚乙烯芯层的厚度为50微米，两层爽滑表面层的厚度均为5微米。实施例4该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例3的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，所述聚醚醚酮微粒用聚酰亚胺微粒(颗粒直径为5-10微米)替代。形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的两侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X4，其中，聚乙烯芯层的厚度为50微米，两层爽滑表面层的厚度均为5微米。实施例5该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例2的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，自润滑微粒聚四氟乙烯微粒用聚酰胺微粒(颗粒直径为3-6微米)替代。形 成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X5，其中，聚乙烯芯层的厚度为25微米，爽滑表面层的厚度为3微米。实施例6该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例3的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，所述自润滑微粒聚醚醚酮微粒用聚酰亚胺微粒(颗粒直径为5-10微米)和聚四氟乙烯微粒(颗粒直径为5-10微米)的混合物替代，其中，所述聚酰亚胺微粒和聚四氟乙烯微粒的重量比为1:1。形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的两侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X6，其中，聚乙烯芯层的厚度为50微米，两层爽滑表面层的厚度均为5微米。实施例7该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例2的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，在爽滑表面层原料的制备过程中，所述聚乙烯的加入量为90重量份，所述聚四氟乙烯微粒的加入量为10重量份。形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X7，其中，聚乙烯芯层的厚度为25微米，爽滑表面层的厚度为3微米。实施例8该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例2的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，在爽滑表面层原料的制备过程中，所述聚乙烯的加入量为88重量份，所述聚四氟乙烯微粒的加入量为12重量份。形成包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜X8，其中，聚乙烯芯层的厚度为25微米，爽滑表面层的厚度为3微米。实施例9该实施例用于说明本发明提供的聚乙烯薄膜的制备。按照实施例2的方法制备聚乙烯薄膜，不同的是，在聚乙烯薄膜的制备过程中，通过控制爽滑表面层中原料的加入量，使得到的聚乙烯薄膜X7中，聚乙烯芯层的厚度为90微米，爽滑表面层的厚度为10微米。对比例I该对比例用于说明聚乙烯薄膜的参比制备。按照实施例2的方式制备聚乙烯薄膜，不同的是，该对比例不包括爽滑表面层原料的制备的步骤，而是将聚乙烯和聚四氟乙烯微粒直接混合并送入流延机中挤出流延，得到单层的聚乙烯薄膜，具体为:将实施例2中的聚乙烯与聚四氟乙烯微粒的混合物在热风烘箱中进行干燥，其中，干燥的方式为用80°C的干燥热空气连续吹扫8小时。将干燥后的所述混合物加入挤出流延设备的同一挤出机中，进行熔融挤出，并经流延辊流延成型，形成包括含有自润滑微米的聚乙烯薄膜DI。其中，挤出机各区段 温度分别为210°C、220°C、230°C、230°C、230°C，换网区温度为240°C，机头温度为235°C，流延辊温度为25°C。所述聚乙烯薄膜Dl的厚度为28微米。对比例2该对比例用于说明聚乙烯薄膜的参比制备。
按照对比例I的方法制备得到聚乙烯薄膜，不同的是，制备所述聚乙烯薄膜时不加入聚四氟乙烯微粒，形成不含有自润滑微粒的单层的聚乙烯薄膜D2。其中，所述聚乙烯薄膜的厚度为28微米。对比例3该对比例用于说明聚乙烯薄膜的参比制备。按照对比例I的方法制备得到聚乙烯薄膜，不同的是，所述聚四氟乙烯微粒用芥酸酰胺微粒替代，形成聚乙烯薄膜D3。其中，所述聚乙烯薄膜的厚度为28微米。对比例4该对比例用于说明聚乙烯薄膜的参比制备。按照实施例5的方法制备得到聚乙烯薄膜，不同的是，所述聚酰胺微粒用二氧化硅微粒(颗粒直径为3-6微米)替代，形成聚乙烯薄膜D4。其中，聚乙烯芯层的厚度为25微米，爽滑表面层的厚度为3微米。测试例1-9测试例1-9用于说明聚乙烯薄膜性能的测试。(I)爽滑性能的测试:薄膜爽滑性能测试根据GB/T10006的方法，使用济南兰光公司的PPT-Fl型摩擦系数仪测试。所得结果如表I所示。
(2)雾度和光泽度的测试:薄膜雾度测试根据GB/T2410的方法，使用德国BYK公司的A-4725型透射雾影分析仪测试；薄膜光泽度测试根据ASTMD2457-08的方法，使用德国BYK公司的A-4454型光泽度测试仪测试。所得结果如表I所示。(3)力学性能的测试:薄膜力学性能测试根据GB/T1040.3-2006的方法，使用德国Zwick公司的Z020型拉伸试验机测试。所得结果如表I所示。对比测试例1-4对比测试例1-4用于说明参比聚乙烯薄膜的测试。按照测试例1-9的方法对聚乙烯薄膜的性能进行测试，不同的是，所述聚乙烯薄膜分别为对比例1-4制得的聚乙烯薄膜D1-D4。所得结果如表I所示。从表I的结果可以看出，采用本发明提供的方法制备得到的聚乙烯薄膜具有优异的爽滑性能，且薄膜光学性能以及力学性能均较好。
权利要求
1.一种聚乙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层，所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°C、2. 16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0. 6的高分子微粒。
2.根据权利要求I所述的聚乙烯薄膜，其中，所述高分子微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或多种。
3.根据权利要求I或2所述的聚乙烯薄膜，其中，以所述爽滑表面层的总质量为基准，所述自润滑微粒的含量为0. 05-10重量％，优选为0. 5-3重量％。
4.根据权利要求I或2所述的聚乙烯薄膜，其中，所述聚乙烯芯层的厚度为10-150微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度为0. 5-15微米，所述自润滑微粒的颗粒直径为0. 5-30微米；优选地，所述聚乙烯芯层的厚度为15-50微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度为2-5微米，所述自润滑微粒的颗粒直径为2-10微米。
5.根据权利要求4所述的聚乙烯薄膜，其中，所述自润滑微粒的颗粒直径为所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度的100% -200%。
6.根据权利要求I所述的聚乙烯薄膜，其中，所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯熔融温度为98-125°C。
7.—种聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括将聚乙烯和自润滑微粒混合均匀后送入挤出机中熔融混炼并挤出造粒，得到爽滑表面层原料；将所述爽滑表面层原料和聚乙烯送入具有多层共挤结构的挤出流延设备中挤出流延，得到包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层的聚乙烯薄膜；所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190°C、2. 16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min ;所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250°C，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0. 6的高分子微粒。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述高分子微粒选自聚四氟乙烯微粒、聚酰亚胺微粒、聚酰胺微粒和聚醚醚酮微粒中的一种或多种。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述自润滑微粒的用量使得以所述聚乙烯爽滑表面层的总质量为基准，自润滑微粒的含量为0. 05-10重量％，优选为0. 5-3重量％。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述聚乙烯和自润滑微粒的用量以及双向拉伸条件使得所述聚乙烯芯层的厚度为10-150微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度为0. 5-15微米；优选情况下，使得所述聚乙烯芯层的厚度为15-50微米，所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度为2-5微米。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述自润滑微粒的颗粒直径为所述聚乙烯芯层一侧的爽滑表面层的厚度的100% -200%。
12.—种由权利要求7-11中任意一项所述的方法制备得到的聚乙烯薄膜。
全文摘要
本发明提供了一种聚乙烯薄膜及其制备方法，其中，所述薄膜包括聚乙烯芯层和附着于所述聚乙烯芯层的至少一侧表面的爽滑表面层，所述爽滑表面层为分散有自润滑微粒的聚乙烯层；所述聚乙烯芯层和爽滑表面层中的聚乙烯在190℃、2.16kg的熔融指数为大于5g/10min且小于或等于20g/10min；所述自润滑微粒为熔融温度大于或等于250℃，静摩擦系数和动摩擦系数均小于或等于0.6的高分子微粒。本发明的聚乙烯薄膜具有优异的爽滑性能、光学性能以及力学性能。
文档编号B32B27/20GK103252963SQ2012100413
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者徐凯, 高达利, 徐萌, 张师军, 刘涛, 吕芸, 李 杰, 杨庆泉 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院