本发明涉及bopp薄膜技术领域，尤其涉及一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜及其制备方法。
背景技术：
在食品、药品尤其是重物、硬物包装领域，传统的包装薄膜很难满足高强度热封和耐穿刺要求。目前，市场上常见的包装多为：opp/lldpe、ny/lldpe、pet/cpp、pet/vmpet/cpp、pet/ny/cpp等几种结构，此类包装存在以下几种问题：(1)包装袋的耐冲击性能差，运输、装卸、货架摆放过程中容易受到外来力的破坏，极易出现破袋、开袋现象，不但影响包装产品的外观，同时也不能起到包装本身应有的作用；(2)包装袋本身的爽滑性不好，生产过程中表现为开口性较差，生产效率低，同时也会使包装袋的使用率降低，对成本造成浪费；(3)普通的包装袋的热封强度＜20n/15mm、当热封温度过高时容易导致热封层的损害，造成包装袋的保护性能降低，内容物的保质期大大缩短，使内容物达不到相应的保质期；(4)包装袋层间剥离强度小于1.0n/15mm，因此拉断力不够，包装袋的力学性能较差，包装袋分层、包装袋不能够达到应有的承重作用，对内容物不能起到有效的保护作用；(5)包装袋的穿刺性能小于1.0n/μm，而对于鱼、肉制品，含有骨头及硬质物体，运输及堆放中产品挤压很容易使包装袋穿破，使包装袋密封性造成破坏，因此对包装袋的穿刺性要求很高；(6)包装材料的复合加工过程涉及到溶剂和胶水，对环境有一定的污染，不符合绿色包装产业政策。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜及其制备方法，本发明具有良好的抗摆锤冲击强度、热封强度、耐穿刺性能和低摩擦爽滑性能，适应现代化快速的自动包装设备，可用于重物和硬物包装。
本发明提出的一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯95-98份和抗粘母料a2-5份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅30-50份和均聚聚丙烯50-70份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯80-85份、芥酸酰胺类爽滑剂1-5份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体10-15份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯70-80份、线性低密度聚乙烯20-25份和抗粘母料b2-6份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠40-60份和二元共聚聚丙烯40-60份组成。
优选地，电晕层厚度为bopp薄膜厚度的4-8％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的75-80％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的15-20％。
优选地，均聚聚丙烯的熔融指数为2.5-3.5g/10min。
优选地，无规则二氧化硅有两种粒径范围，其粒径范围为1-2μm与2-4μm，其中，粒径为1-2μm的无规则二氧化硅与粒径为2-4μm的无规则二氧化硅的重量比为0.5-1.5：3.5-4.5。
优选地，玻璃微珠的粒径为2-4μm。
优选地，所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为20-50μm。
本发明还提出了上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、将铸片纵向拉伸得到厚膜，再进行横向拉伸，热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，其中，纵向拉伸时，电晕层预热温度为120-150℃，热封层预热温度为90-110℃，纵向拉伸温度为110-130℃，纵向拉伸倍数为4.0-5.0倍。
优选地，在s3中，横向拉伸的预热温度为175-180℃，横向拉伸温度为155-160℃，横向拉伸倍数为8-10倍。
优选地，在s3中，热定型温度为165-170℃。
优选地，在s2中，滤网为400目，高压气刀的压力为260bar。
上述s3中，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
本发明芯层采用均聚聚丙烯、芥酸酰胺类爽滑剂和sbs苯乙烯类热塑性弹性体，提高薄膜的抗冲击、耐穿刺和开口效果；电晕层选用粒度较小的浅网印刷用抗粘连母料a，薄膜印刷适用性强，不会出现丢点、套印不良等印刷问题；热封层采用茂金属三元共聚聚丙烯和线性低密度聚乙烯、抗粘母料b，使得bopp薄膜具有良好的热封性能和较低的起始热封温度；本发明根据bopp薄膜提供了适宜的制备方法，在纵向拉伸时，将电晕层和热封层以不同温度预热，以防止热封层粘辊；本发明所述bopp薄膜还可以适应于普通bopp薄膜的生产线。
本发明的热封强度可达20n/15mm以上，抗摆锤冲击(强度)能≥1.0j，摩擦系数≤0.3；耐穿刺性能≥1.5n/μm，本发明可取代部分pe或cpp复合包装，具有广泛的市场前景。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯95份和抗粘母料a5份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅30份和均聚聚丙烯70份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯80份、芥酸酰胺类爽滑剂5份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体15份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯70份、线性低密度聚乙烯25份和抗粘母料b5份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠40份和二元共聚聚丙烯60份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为20μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的4％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的80％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的16％；
均聚聚丙烯的熔融指数为2.5g/10min；无规则二氧化硅的粒径为1μm、2μm，其中，粒径为1μm的无规则二氧化硅与粒径为2μm的无规则二氧化硅的重量比为0.5：4.5；玻璃微珠的粒径为2μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为120℃，热封层预热温度为90℃，于110℃纵向拉伸4.0倍得到厚膜，取厚膜经175℃预热，于155℃横向拉伸8倍，于165℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
实施例2
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯96份和抗粘母料a4份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅40份和均聚聚丙烯60份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯81份、芥酸酰胺类爽滑剂4份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体15份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯72份、线性低密度聚乙烯24份和抗粘母料b4份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠50份和二元共聚聚丙烯50份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为30μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的5％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的78％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的17％；
均聚聚丙烯的熔融指数为2.7g/10min；无规则二氧化硅的粒径为2μm、4μm，其中，粒径为2μm的无规则二氧化硅与粒径为4μm的无规则二氧化硅的重量比为1.5：3.5；玻璃微珠的粒径为3μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为130℃，热封层预热温度为95℃，于115℃纵向拉伸4.2倍得到厚膜，取厚膜经176℃预热，于156℃横向拉伸9倍，于166℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
实施例3
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯97份和抗粘母料a3份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅50份和均聚聚丙烯50份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯82份、芥酸酰胺类爽滑剂4份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体14份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯74份、线性低密度聚乙烯23份和抗粘母料b3份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠60份和二元共聚聚丙烯40份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为40μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的6％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的76％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的18％；
均聚聚丙烯的熔融指数为2.9g/10min；无规则二氧化硅的粒径为1.5μm、3μm，其中，粒径为1.5μm的无规则二氧化硅与粒径为3μm的无规则二氧化硅的重量比为1：4；玻璃微珠的粒径为4μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为140℃，热封层预热温度为100℃，于120℃纵向拉伸4.4倍得到厚膜，取厚膜经177℃预热，于157℃横向拉伸9倍，于167℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
实施例4
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯98份和抗粘母料a2份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅40份和均聚聚丙烯60份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯83份、芥酸酰胺类爽滑剂4份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体13份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯76份、线性低密度聚乙烯22份和抗粘母料b2份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠50份和二元共聚聚丙烯50份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为50μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的7％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的75％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的18％；
均聚聚丙烯的熔融指数为3.1g/10min；无规则二氧化硅的粒径为2μm、4μm，其中，粒径为2μm的无规则二氧化硅与粒径为4μm的无规则二氧化硅的重量比为1.5：3.5；玻璃微珠的粒径为3μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为150℃，热封层预热温度为105℃，于125℃纵向拉伸4.7倍得到厚膜，取厚膜经178℃预热，于158℃横向拉伸10倍，于168℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
实施例5
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯97份和抗粘母料a3份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅30份和均聚聚丙烯70份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯84份、芥酸酰胺类爽滑剂2份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体14份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯78份、线性低密度聚乙烯20份和抗粘母料b2份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠40份和二元共聚聚丙烯60份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为40μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的8％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的77％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的15％；
均聚聚丙烯的熔融指数为3.3g/10min；无规则二氧化硅的粒径为1μm、2μm，其中，粒径为1μm的无规则二氧化硅与粒径为2μm的无规则二氧化硅的重量比为0.5：4.5；玻璃微珠的粒径为3μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为140℃，热封层预热温度为110℃，于130℃纵向拉伸4.9倍得到厚膜，取厚膜经179℃预热，于158℃横向拉伸9倍，于169℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
实施例6
一种高热封强度耐穿刺bopp薄膜，依次由电晕层、芯层、热封层构成；所述电晕层的原料按重量份由均聚聚丙烯96份和抗粘母料a4份组成；所述抗粘母料a的原料按重量份由无规则二氧化硅40份和均聚聚丙烯60份组成；
所述芯层的原料按重量份由均聚聚丙烯85份、芥酸酰胺类爽滑剂1份和sbs苯乙烯类热塑性弹性体14份组成；
所述热封层的原料按重量份由茂金属三元共聚聚丙烯78份、线性低密度聚乙烯20份和抗粘母料b2份组成；所述抗粘母料b的原料按重量份由玻璃微珠50份和二元共聚聚丙烯50份组成；
所述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的厚度为50μm；
电晕层厚度为bopp薄膜厚度的5％，芯层厚度为bopp薄膜厚度的75％，热封层厚度为bopp薄膜厚度的20％；
均聚聚丙烯的熔融指数为3.5g/10min；无规则二氧化硅的粒径为1.5μm、3μm，其中，粒径为1.5μm的无规则二氧化硅与粒径为3μm的无规则二氧化硅的重量比为1：4；玻璃微珠的粒径为2μm。
上述高热封强度耐穿刺bopp薄膜的制备方法，包括如下步骤：
s1、取芯层原料加入主挤出机中，挤出塑化熔融得到芯层熔体；取电晕层原料加入辅助挤出机中，加热熔融得到电晕层熔体；取热封层原料加入到另一台辅助挤出机中，加热熔融得到热封层熔体；
s2、将电晕层熔体、芯层熔体、热封层熔体分别经400目滤网过滤后，在三层结构模头唇口汇合挤出成膜片，用260bar高压气刀将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，并经循环冷却水冷却定型；
s3、取铸片，使得电晕层预热温度为150℃，热封层预热温度为110℃，于130℃纵向拉伸5.0倍得到厚膜，取厚膜经180℃预热，于160℃横向拉伸8倍，于170℃热定型，自然冷却至室温得到高热封强度耐穿刺bopp薄膜，将高热封强度耐穿刺bopp薄膜引入牵引系统展平，经过β射线测厚仪测量厚度后，收卷得到成品。
将上述实施例1-6制得的试样进行试验，检测结果如下表所示：
由上表可以看出，实施例1-6具有良好的抗摆锤冲击强度、热封强度、耐穿刺性能和低摩擦爽滑性能，适应现代化快速的自动包装设备，可取代部分复合产品，用于重物和硬物包装，具有成本和环保优势。
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。