量占改性聚丙締树 脂层质量的0.5%，NCC与丙締酸树脂的质量比为1:1，设定螺杆转速为3(K)rpm，改性树脂经 水冷、风干、切粒后得到改性聚丙締粒料;在=层共挤流延设备中，设定流延设备的螺杆挤 出段的溫度为230-270°C，模口溫度为270°C，冷却漉溫度为20-25°C，仅在聚丙締薄膜的表 层的两台供料螺杆上加入上述NCC改性聚丙締树脂，控制表层和忍层的进料速率，得到表层 厚度为2-3微米的CPP薄膜。然后测试改性CPP薄膜的力学性能、阻隔性能、油墨附着力（印刷 性能)和复合膜剥离强度。
[0035] 实施例2
[0036] 将10克MCC原料与100克60% (w/w)的硫酸混合后，于50°C酸解120分钟，将酸解产 物装入半透膜透析袋中密封，将透析袋置于蒸馈水中，每2小时换一次水，直至酸解产物的 PH=6,得到长度范围在100-300nm之间，平均长度200纳米，直径为20nm的棒状NCC悬浮液； 将悬浮液与水性丙締酸树脂乳液Wl: 1(干重比w/w)的比例混合，干燥、切粒得到NCC改性母 料。设定双螺杆挤出机的各段溫度为170-230°C，模口溫度为230°C，将NCC母料与聚丙締原 料树脂混合，其中NCC质量占改性聚丙締树脂层的1.0%，NCC与丙締酸树脂的质量比(干重） 为1:1，设定螺杆转速为3(K)rpm，改性树脂经水冷、风干、切粒后得到改性聚丙締粒料;在S 层共挤流延设备中，设定流延设备的螺杆挤出段的溫度为230-270°C，模口溫度为270°C，冷 却漉溫度为20-25°C，仅在聚丙締薄膜的表层和忍层两台供料螺杆上加入上述NCC改性聚丙 締树脂，控制表层和忍层的进料速率，得到表层和忍层厚度为2-3微米的CPP薄膜。测试改 性CPP薄膜的力学性能、阻隔性能、油墨附着力（印刷性能)和复合膜剥离强度。
[0037] 实施例3
[0038] NCCW及NCC-丙締酸母料的制备方法同实施例1;将NCC-丙締酸母料与聚丙締烙融 共混，使NCC占改性聚丙締质量的1.5%，其它的聚丙締改性树脂的制备方法、改性聚丙締薄 膜的制备方法同实施例2。
[0039] 对比例1
[0040] 利用=层共挤流延设备，用未改性的聚丙締原料树脂制备流延聚丙締薄膜，薄膜 的制备工艺擦书同实施例1。
[0041] 表1列出利用本专利制备的改性聚丙締薄膜的印刷复合性能，与未改性聚丙締薄 膜相比，利用NCC改性的薄膜，其印刷性能得到很大程度的提高，在NCC含量为0.5-1.5%的 条件下，油墨附着力提高97-148%，改性薄膜自身复合后其剥离强度提高19-42%;在聚丙 締薄膜印刷复合性能得到改善的同时，聚丙締薄膜的耐热性也达到较大程度提高，未改性 的聚丙締薄膜，其初始分解溫度Tnn和分解一半时对应的溫度Ti/2分别为343.7和388.6°C，在 NCC含量为0.5-1.5%的条件下，改性CPP薄膜的Tnn提高59-70°C，Ti/2提高45-62°C，耐热溫度 的提高，会改善聚丙締薄膜的尺寸稳定性，提高套印精度。从表1可见NCC改性聚丙締薄膜的 阻隔性也得到改善，在NCC含量为0.5-1.5%情况下，改性薄膜的水蒸气透过率降低16-34%，氧气透过率降低33-41 %。由于纳米纤维素粒子的异相成核作用，使得在NCC含量为 0.5-1.5 %情况下，改性薄膜的拉伸强度相对提高6.4-6.5%、杨氏模量提高15-31 %，极性 的纳米纤维素粒子提高了聚丙締的刚性，使得CPP薄膜其断裂伸长率降低9-40%，但运并不 影响聚丙締薄膜在包装领域的使用。
[0042]表1纳米微晶纤维素改性聚丙締薄膜的性能
【主权项】
1. 一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，至少包括两层，其中至少一表层 为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，其他层为聚丙烯层。2. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，为两层，一层 为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，另一层为聚丙烯层。3. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，为三层，其中 两表层为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，中间芯层为聚丙烯层。4. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，纳米级微晶纤 维素(NCC)，为其长度为100-400纳米，直径为10-30nm的棒状NCC。5. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，NCC在改性聚 丙烯薄膜层的质量含量为0.5-1.5%。6. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，纳米级微晶纤 维素外层为丙烯酸树脂，与丙烯酸树脂形成母胶。7. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，纳米级微晶纤 维素采用酸解法由一种棉纤维得到；以棉纤维微晶纤维素(MCC)为原料，采用酸水解法制备 得到NCC，优化的酸解的工艺条件为:将MCC原料与质量百分比浓度60 %的硫酸混合，控制酸 解温度为50-60 °C，酸解时间为120-150分钟。8. 按照权利要求1的一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，其特征在于，表层纳米级微 晶纤维素改性聚丙烯层薄膜厚度为2-3微米。9. 一种纳米微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜的制备，其特征在于，包括以下步骤： (1) 制备NCC母料:将MCC原料与60 %的硫酸混合后，于50-60 °C酸解120-150分钟；然后 将产物用透析袋处理，直至产物的PH为中性，得到长度范围在100_400nm之间，平均长度 170-200纳米，直径为10-30nm的棒状NCC悬浮液;将悬浮液与水性丙烯酸树脂乳液混合，干 燥、切粒得到NCC改性母料;棒状NCC悬浮液与水性丙烯酸树脂乳液，对应的干重质量比为1: 1〇 (2) NCC改性聚丙烯树脂 将步骤（1)得到的NCC母料，与一定比例的聚丙烯树脂混合，设定双螺杆挤出机的各段 温度为170-230°C，模口温度为230°C，螺杆转速为300rpm，水冷、风干、切粒后得到改性聚丙 烯树脂； (3) NCC改性聚丙烯薄膜(CPP)制备 在共挤流延设备中，设定流延设备的螺杆挤出段的温度为230-270°C，模口温度为270 °C，冷却辊温度为20-25Γ，仅在需要改性的聚丙烯薄膜对应的表层的供料螺杆上加入步骤 (2)NCC改性聚丙烯树脂，其它层不需要改性的则采用聚丙烯树脂;控制各层的进料速率，得 到纳米微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜。
【专利摘要】一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜及制备方法，属于包装材料技术领域。一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜，至少包括两层，其中至少一表层为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，其他层为聚丙烯层。制备方法：包括NCC母料制备和NCC改性聚丙烯薄膜(CPP)制备。复合薄膜复合性能得到提高，薄膜的杨氏模量、气体阻隔性能、耐热性能都有明显改善。
【IPC分类】C08L23/12, C08L33/00, B32B23/16, B32B33/00, B32B27/06, B32B23/08, B32B27/32, C08L1/04
【公开号】CN105584165
【申请号】CN201510398993
【发明人】许文才, 李东立, 廖瑞娟, 石佳子, 王雅珺, 付亚波, 何晓辉
【申请人】北京印刷学院
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年7月8日