一种聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于薄膜领域，具体地，涉及一种聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚丙烯作为一种简单结构的高分子塑料，具有出色的电气绝缘性能和较高的熔点，聚丙烯薄膜作为绝缘膜包装材料有望适应更加严苛的工作环境。聚丙烯薄膜通常可由流延和双向拉伸等方法制得，但均聚聚丙烯原料制备的聚丙烯薄膜通常冲击强度较低。提高聚丙烯薄膜冲击性能的方法，可以使用嵌段抗冲聚丙烯制备薄膜，或向聚丙烯中加入聚烯烃弹性体，但以上方法制备的薄膜通常具有较高的雾度。也可以同时向薄膜中添加成核剂，通过细化薄膜中的晶体来降低薄膜的雾度，但这种方法会导致冲击性能的下降，同时部分类型的成核剂也会降低高温应用环境下材料的电绝缘性能。

2、为了提高薄膜的抗冲性能和韧性，还可通过多层共挤的方法制备薄膜，如cn101913279a就采用了三层共挤的方法制备复合薄膜，薄膜中层为按1:10-1:3比例共混的弹性体和pp，由弹性体提供较好的抗冲击性能，但这种方法在弹性体含量较高的情况下存在难以分散均匀的可能，而且在多层共挤的过程中，各层间原料流变性能的不同，往往会影响薄膜的均匀度，继而影响到薄膜的光学和力学性能。

3、因此，需要开发一种兼具电绝缘性能、机械性能和光学性能的薄膜。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的聚丙烯薄膜很难同时具备较好的光学性能、抗冲性能和电绝缘性能的问题，提供了一种聚丙烯复合薄膜及其制备方法。本发明的聚丙烯薄膜同时具有良好的抗冲性能、光学性能、拉伸性能和抗绝缘性能，而且在较低的热封温度下具有良好的热封强度。

2、本发明的第一方面提供一种聚丙烯复合薄膜，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物a形成的薄膜层a和至少一层由聚丙烯组合物b形成的薄膜层b，其中聚丙烯组合物a包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物b包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和聚丙烯接枝物z；所述聚丙烯接枝物z包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元、衍生自酸酐单体的结构单元和衍生自含烯基聚合单体的结构单元。

3、本发明的第二方面提供上述聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜。

4、本发明的第三方面提供上述聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用。

5、本发明制备的聚丙烯复合薄膜同时具有良好的电绝缘性能、抗冲性能、光学性能和拉伸性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。所述薄膜的纵向(md)拉伸强度≥40mpa，优选纵向(md)拉伸强度≥55mpa；薄膜雾度≤5.5％，优选薄膜雾度≤2.7％；摆锤冲击强度≥0.8j，优选摆锤冲击强度≥1.8j；150℃下的热封强度≥16n/15mm，优选150℃下的热封强度≥20n/15mm；体积电阻率≥1.6×1015ω·m，优选体积电阻率≥2.0×1015ω·m。

6、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物a形成的薄膜层a和至少一层由聚丙烯组合物b形成的薄膜层b，其中聚丙烯组合物a包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物b包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和聚丙烯接枝物z；所述聚丙烯接枝物z包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元、衍生自酸酐单体的结构单元和衍生自含烯基聚合单体的结构单元。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜具有以下特征中的至少一种：纵向拉伸强度≥40mpa，优选纵向拉伸强度≥55mpa；薄膜雾度≤5.5％，优选薄膜雾度≤2.7％；摆锤冲击强度≥0.8j，优选摆锤冲击强度≥1.8j；150℃下的热封强度≥16n/15mm，优选150℃下的热封强度≥20n/15mm；体积电阻率≥1.6×1015ω·m，优选体积电阻率≥2.0×1015ω·m。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，在230℃下、2.16kg载荷作用下，所述聚丙烯组合物a的熔体质量流动速率为2-10g/10min，优选为3-8g/10min；和/或

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯a为均聚聚丙烯和/或聚丙烯接枝物z；优选地，所述均聚聚丙烯在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2-15g/10min，等规度大于97％，分子量分布mw/mn为4.5-7.0。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯接枝物z的重量为基准，所述聚丙烯接枝物z中衍生自酸酐单体和含烯基聚合单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.1-5wt％，优选为0.4-3wt％；并且，所述聚丙烯接枝物z中衍生自酸酐单体且处于接枝态的结构单元的含量为0.05-2wt％，优选为0.2-0.7wt％；和/或，

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯接枝物z由共聚聚丙烯、酸酐单体和含烯基聚合单体经固相接枝反应制得。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述共聚聚丙烯的共聚单体选自除丙烯外的c2-c8的α-烯烃中的至少一种；和/或，所述共聚聚丙烯具有以下特征中的至少一种：共聚单体含量为0.5-30mol％，优选为4-25mol％；二甲苯可溶物含量为2-80wt％，优选为18-75wt％，进一步优选为30-70wt％；可溶物中共聚单体含量为10-70wt％，优选为10-50wt％，进一步优选为20-35wt％；可溶物与聚丙烯的特性粘数比为0.3-5，优选为0.5-3，更优选为0.8-1.3；在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为0.01-60g/10min，优选为0.05-35g/10min，进一步优选为0.5-15g/10min；熔融温度tm为100℃以上，优选为110-180℃，进一步优选为120-170℃；重均分子量为20×104-60×104g/mol。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述含烯基聚合单体选自具有式1所示结构的单体中的至少一种，

9.根据权利要求8所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，r1、r2、r3各自独立地选自h、取代或未取代的c1-c6烷基；

10.根据权利要求9所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述含烯基聚合单体选自乙酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基烷基醚、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑和丙烯腈中的至少一种；所述(甲基)丙烯酸酯优选为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；优选地，所述含烯基聚合单体选自乙酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯；进一步优选地，所述含烯基聚合单体为苯乙烯。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述含有酸酐基团的聚丙烯接枝物中衍生自酸酐单体的结构单元与衍生自含烯基聚合单体的结构单元的摩尔比为1：1-20，优选为1：1-10。

12.根据权利要求1-11中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述酸酐选自具有至少一个烯烃不饱和度的酸酐；优选地，所述酸酐选自马来酸酐和/或衣康酸酐；进一步优选地，所述酸酐为马来酸酐。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚烯烃弹性体b和所述聚烯烃弹性体y各自独立地为乙烯与α烯烃的弹性体共聚物，其中所述α烯烃优选为c3-c12的α烯烃，更优选选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。

14.根据权利要求1-13中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述无规聚丙烯x为丙烯与乙烯和/或丁烯的共聚物，优选选自乙烯-丙烯-丁烯三元无规共聚物、丙烯-乙烯二元无规共聚物、丙烯-丁烯二元无规共聚物中的至少一种；和/或，所述无规聚丙烯x在230℃，2.16kg载荷下的熔体质量流动速率为2-10g/10min。

15.根据权利要求1-14中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯组合物a的总重量为基准，所述聚丙烯组合物a包括50-100wt％的聚丙烯a和0-50wt％的聚烯烃弹性体b；优选地，所述聚丙烯组合物a包括75-95wt％的聚丙烯a和5-25wt％的聚烯烃弹性体b。

16.根据权利要求1-15中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯组合物b的总重量为基准，所述聚丙烯组合物b包括50-90wt％的无规聚丙烯x、5-40wt％的聚烯烃弹性体y和2-40wt％的聚丙烯接枝物z；优选地，所述聚丙烯组合物b包括60-85wt％的无规聚丙烯x、5-20wt％的聚烯烃弹性体y和5-20wt％的聚丙烯接枝物z。

17.根据权利要求1-16中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，以聚丙烯组合物a的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体b的重量份数计为wb，以聚丙烯组合物b的总重量为100重量份计，所述聚烯烃弹性体y的重量份数计为wy，wb和wy的比值为6:1-1:4，优选为4:1-1:4。

18.根据权利要求1-17中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯复合薄膜中，其他膜层厚度之和与所述薄膜层a的厚度之比为1:4-2:1，优选为1:2-1:1。

19.根据权利要求1-18中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，当聚丙烯复合薄膜为三层以上结构时，所述薄膜层b为表层。

20.根据权利要求1-19中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物a和/或聚丙烯组合物b还包括抗氧剂和/或润滑剂；

21.根据权利要求1-20中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯组合物a和/或聚丙烯组合物b还包括成膜助剂，所述成膜助剂优选选自抗卤素剂、光稳定剂、热稳定剂、着色剂、填料、爽滑剂、抗粘剂和抗静电剂中的至少一种；更优选地，以聚丙烯组合物a或聚丙烯组合物b的总量为100重量份计，所述成膜助剂的含量为0.01-0.5重量份，优选为0.05-0.3重量份。

22.权利要求1-21中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜的制备方法，包括：将用于形成各层的原料组合物在任选的造粒过程后挤出流延形成所述复合薄膜；任选地，该方法进一步包括将所得复合薄膜进行拉伸，优选双向拉伸。

23.权利要求1-21中任意一项所述的聚丙烯复合薄膜在包装材料领域中的应用；所述包装优选为电池包装、电子产品包装或食品包装。

技术总结
本发明属于薄膜领域，涉及一种聚丙烯复合薄膜及其制备方法和应用。所述聚丙烯复合薄膜包括至少一层由聚丙烯组合物A形成的薄膜层A和至少一层由聚丙烯组合物B形成的薄膜层B，其中聚丙烯组合物A包括聚丙烯a和任选的聚烯烃弹性体b，聚丙烯组合物B包括无规聚丙烯x、聚烯烃弹性体y和聚丙烯接枝物z；所述聚丙烯接枝物z包括衍生自共聚聚丙烯的结构单元、衍生自酸酐单体的结构单元和衍生自含烯基聚合单体的结构单元。本发明制备的聚丙烯复合薄膜同时具有良好的电绝缘性能、抗冲性能、光学性能和拉伸性能，而且在较低的热封温度下具有很好的热封强度。

技术研发人员：张琦,徐萌,高达利,张师军,尹华,袁浩,邵清,徐凯,邵静波,白弈青
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11