抗粘连BOPP母料及其制备方法

1.抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的抗粘连BOPP母料包含如下组分和重量份：
聚丙烯100；
聚甲基丙烯酸甲酯微球0.5-4；
所述抗粘连BOPP母料还包括无机抗粘连剂和用于处理无机抗粘连剂的硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为乙烯基的硅烷偶联剂，所述的聚甲基丙烯酸甲酯微球的粒径为无机抗粘连剂的10倍。
2.根据权利要求1所述的抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的聚甲基丙烯酸甲酯微球的粒径为5或10微米。
3.根据权利要求1所述的抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的聚丙烯选自等规PP、间规PP和无规PP中的一种或者数种混合。
4.根据权利要求1所述的抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的聚丙烯等规PP与无规PP的重量比为15：1-30：1。
5.根据权利要求1所述的抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的抗粘连BOPP母料还包括聚硅氧烷，所述的聚甲基丙烯酸甲酯微球与所述的聚硅氧烷按重量份，比例为1：1-5：1。
6.根据权利要求1所述的抗粘连BOPP母料，其特征在于，所述的无机抗粘连剂选自硅藻土、碳酸钙、玻璃微珠中的一种或数种，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球的粒径为无机抗粘连剂的粒径的10倍。
7.一种如权利要求1-6中任意一项权利要求所述的抗粘连BOPP母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将抗粘连BOPP母料经充分混合后经双螺杆挤出机将熔体挤出，挤出机生产温度控制在
210-240℃，电流控制在440-460A，挤出机转速控制在420-430r/min，机头压力控制在18-
20MPa/h，熔体温度控制在210-250℃，熔体挤出后经干燥、冷却、切粒而成母料成品。

抗粘连BOPP母料及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于塑料薄膜的功能助剂，具体是指一种BOPP薄膜(即：双向拉伸聚丙烯薄膜)用的防粘连母料。\n背景技术\n[0002] BOPP薄膜是一种非常重要的软包装材料，由于具有无色、无嗅、无味、无毒的特点和高拉伸强度、高冲击强度、强韧性高，优良的光学性能等特性，所以在包装领域有着十分广泛地应用，其市场也在不断扩展，我国2007年BOPP薄膜产量达200万吨/年，2008年底将有二十几条BOPP薄膜生产线投入生产，未来BOPP薄膜年产量将达到250～300万吨/年。BOPP薄膜在生产过程中的收卷、分切和其它工序，以及包装使用中会由于薄膜之间相互粘连而出现许多问题，甚至无法生产或使用。\n[0003] 解决薄膜粘连问题通常的做法是，在BOPP薄膜的表层加人一定比例的防粘连剂，其机理是，因为防粘连剂和聚丙烯原料不相容，并且比聚丙烯熔点要高，这样能够保证在薄膜生产过程中，熔融挤出时不会被融化。防粘连剂的粒径一般在3―5μm，而薄膜的表层厚度约为1μm，这样成膜后，这些防粘连剂在薄膜的表面形成许多的突起，或出现不同松弛状的凹凸，使薄膜的表面变得粗糙，层与层之间能够存留一定量的空气，从而起到防止层与层之间相互粘连的作用。\n[0004] 现有技术中，在BOPP中的抗粘连剂需要具有以下特点：\n[0005] 1、与聚丙烯树脂有相近的折光指数；\n[0006] 2、熔点比聚丙烯高，且与聚丙烯原料不相容； 3、防粘连剂的粒径大小应适合薄膜表层厚度； 4、能够均匀地分散于聚丙烯中，表面圆滑，硬度较低，避免划伤膜面。\n[0007] 目前作为BOPP薄膜上使用的防粘连剂，可分为无机防粘连剂和有机防粘连剂两大类。\n[0008] 无机防粘连剂在BOPP薄膜产品中应用最多、最广。现在已经应用在BOPP薄膜产品中的无机防粘连剂主要有单独使用的硅藻土、滑石粉、碳酸钙、合成二氧化硅或玻璃微珠等。其中，滑石粉和碳酸钙对BOPP薄膜光学性能影响较大，会明显增加雾度；硅藻土硬度过高，易划伤薄膜膜面，应用也受到限制，一般应用于其它低端的聚烯烃薄膜。普通BOPP薄膜防粘连剂母料一般使用凝胶法合成二氧化硅为防粘连剂，因为合成二氧化硅价格便宜，比重轻(比表面积大)防粘效果极佳，但是合成二氧化硅的缺点是会影响薄膜的雾度，同时二氧化硅的硬度很高，对机器以及薄膜表面造成很大影响。因此不适合于生产对光泽度、透明度要求很高的高端BOPP薄膜。\n[0009] 有机防粘连剂的光学性能很好，并且不会对薄膜表面产生划伤，但是在高温环境下极容易降解，对生产和加工工艺的控制要求很高，最主要的是有机防粘连剂的价格一般是无机防粘连剂的3～6倍左右，价格非常昂贵，实用价值不高，所以限制了有机防粘连剂在BOPP薄膜上的应用，使用很少。\n[0010] 无机防粘连剂对薄膜的光学性能有不同程度的影响，同时值得注意的是，加入了无机防粘连剂后，对于机械设备来说等于加入了产生磨损的研磨杂质，就直接会对高速生产线上的设备和包装机械等产生磨损。如挤出机的螺杆、缸筒、膜唇间隙等，日积月累，就会对设备的精度稳定性造成千定程度的影响。\n[0011] 而有机防粘连剂有相对低的软化温度或熔点，且有爽滑性能，对薄膜光学性能影响较小，但在高温模头上容易发生降解，累积在模头，久而久之会影响薄膜质量。\n[0012] BOPP薄膜的专用防粘连剂母料发展到目前，还没有真正意义上可以达到理想效果的产品。所以追求一种使用特性优良，价格又较低的防粘连剂母料，是目前BOPP薄膜功能助剂行业不断探索的课题。\n发明内容\n[0013] 本发明的目的是获得一种抗粘连BOPP母料，以克服现有的抗粘连剂效果不佳、比重大的缺陷。\n[0014] 本发明还提供一种抗粘连BOPP母料方法，以改善抗粘连颗粒的抗粘连作用。\n[0015] 一种抗粘连BOPP母料，包含如下组分和含量(重量份)：\n[0016] 聚丙烯100\n[0017] 聚甲基丙烯酸甲酯微球2-4\n[0018] 所述的聚甲基丙烯酸甲酯微球粒径为5-10微米。\n[0019] 所述的一种抗粘连BOPP母料还包括透明剂，所述的透明剂选自脂肪族或芳香族羧酸金属皂、山梨醇卞叉衍生物、有机磷酸盐和松香成核剂。\n[0020] 所述的一种抗粘连BOPP母料还包括抗氧化剂，所述的抗氧化剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯等。\n[0021] 所述的一种抗粘连剂BOPP母料还包括分散剂，所述的分散剂选自乙撑双硬脂酰胺（即：EBS）-I、II、III或IV等。\n[0022] 所述的抗粘连BOPP母料制备方法为将精密称量后的防粘连剂与聚丙烯经充分混合后经双螺杆挤出机将熔体挤出，挤出机生产温度控制在210-240℃，电流控制在440-\n460A，挤出机转速控制在420-430r/min，机头压力控制在18-20MPa/h，熔体温度控制在210-\n250℃，熔体挤出后经干燥、冷却、切粒而成母料成品。\n[0023] 采用粒径均一的聚甲基丙烯酸甲酯微球不会划伤薄膜表面，同时折光系数为\n1.50，不会影响薄膜的透明度，同时聚甲基丙烯酸甲酯熔融温度比聚丙烯高。球形的聚甲基丙烯酸甲酯不易划伤薄膜表面，制备过程中也不会对机器造成磨损。\n具体实施方式\n[0024] 下面，对本发明涉及的实施方式进行说明。另外，本发明，不受下面说明的实施方式、实施例的限定。\n[0025] 聚丙烯\n[0026] 本发明使用的聚丙烯，选自等规PP、间规PP和无规PP中的一种或者数种混合，优选等规PP与无规PP的混合物，等规PP与无规PP的重量比为15-30：1，等规度越大，结晶速率越快，薄膜产品的屈服强度和表面硬度会明显增大，为了改善薄膜的光学性能，加入少量的无规PP，无规PP在聚合物中起内部润滑剂的作用，并有利于聚合物定向。\n[0027] 同时优选熔体流动速率为2～4g/(10min)的PP。\n[0028] 抗粘连剂\n[0029] 本发明选用的抗粘连剂优选有机抗粘连剂，如聚甲基丙烯酸甲酯微球，更优选窄粒径分布的聚甲基丙烯酸甲酯微球，优选微球粒径5或10微米。聚甲基丙烯酸甲酯微球不会划伤薄膜表面，同时折光系数为1.50，不会影响薄膜的透明度，同时聚甲基丙烯酸甲酯熔融温度比聚丙烯高。球形的聚甲基丙烯酸甲酯不易划伤薄膜表面，制备过程中也不会对机器造成磨损。窄粒径分布的微球能够使抗粘连剂能更好的均匀分散在薄膜表面，能更充分的发挥出抗粘连剂的效果。在厚度极小的薄膜中，尤其重要，粒径均一的微球能够制备出更薄的薄膜。\n[0030] 聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备方法有有乳液聚合(0.01～0.5μm)、无皂乳液聚合(0.2～0.8μm)、种子聚合(0.5～1μm)、分散聚合(0.8～6μm)、种子溶胀(1～10μm)、悬浮聚合(100～1000μm)方法。为了制备本发明所用的5-10微米的聚甲基丙烯酸甲酯微球，本发明可以采用分散聚合或者种子溶胀的方法。\n[0031] 聚丙烯为100重量份的情况下，聚甲基丙烯酸甲酯微球的用量为0.5-4重量份。\n[0032] 聚甲基丙烯酸甲酯微球为窄粒径分布的聚甲基丙烯酸甲酯微球，所述微球粒径为\n5或10微米，圆球率为95%，窄粒径分布是指大部分微球的粒径集中在某一粒径附近。\n[0033] 有机抗粘连剂还可以选择聚硅氧烷或者聚甲基丙烯酸甲酯与聚硅氧烷的混合物，优选制备成5或10微米的微球。聚硅氧烷中硅原子主要起到爽滑的作用。\n[0034] 聚甲基丙烯酸甲酯与聚硅氧烷的混合物微球的制备方法有有机硅与甲基丙烯酸甲酯利用单体乳液乳液连续滴加共聚制备微球、有机硅与甲基丙烯酸甲酯分别制备成微球后进行均匀共混。\n[0035] 聚有机硅氧烷（简称聚硅氧烷），是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，其通式为：\n[0036]\n[0037] 其中，R代表有机基团，如甲基，苯基等；n为硅原子上连接的有机基团数目；m为聚合度。\n[0038] 聚甲基丙烯酸甲酯与聚硅氧烷按重量分，比例为1:1-1.5\n[0039] 为了获得更好的抗粘连效果，本发明的抗粘连剂还可以包括无机抗粘连剂，所述的无机抗粘连剂包括硅藻土、碳酸钙、合成二氧化硅以及玻璃微珠中的一种或数种。所述的有机抗粘连剂的粒径为无机抗粘连剂的1.5-10倍。通过使用较大粒径的有机抗粘连剂，能够减少无机抗粘连剂对薄膜表面的划伤。由于无机抗粘连剂均具有较高的密度，不易均匀分散在薄膜之中。通过二者的混用，可有效解决有机抗粘连剂的易降解的缺点和无机抗粘连剂的密度较高的缺点及对机器的磨损的缺点。尤其在薄的薄膜中。\n[0040] 聚丙烯为100重量份的情况下，有机抗粘连剂的用量为0.5～4质量份\n[0041] 本发明所述的抗粘连剂还可以包括用于处理无机抗粘连剂的偶联剂。\n[0042] 硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。\n[0043] 所述偶联剂优选交联型偶联剂，优选具有乙烯基或巯基的硅烷偶联剂。具有乙烯基或巯基的硅烷偶联剂能够与无机抗粘连剂、有机抗粘连剂能够产生很好的化学键作用。\n相对于普通的氢键作用或范德华力作用，偶联效果更好。\n[0044] 聚丙烯为100重量份的情况下，硅烷偶联剂的用量为0.5～2质量份。\n[0045] 其他助剂\n[0046] 本发明的抗粘连BOPP母料还包括抗氧化剂、透明剂、分散剂。\n[0047] 抗氧化剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯等。聚丙烯为100重量份的情况下，抗氧化剂的用量为\n0.1～0.4重量份。\n[0048] 透明剂选自脂肪族或芳香族羧酸金属皂、山梨醇卞叉衍生物、有机磷酸盐和松香成核剂。聚丙烯为100重量份的情况下，透明剂的用量为0.1～0.3重量份。\n[0049] 透明剂是指可熔的有机化合物，主要有脂肪族或芳香族羧酸金属皂、山梨醇卞叉衍生物、有机磷酸盐和松香成核剂。\n[0050] 分散剂选自乙撑双硬脂酰胺（即：EBS）-I、II、III或IV等。聚丙烯为100重量份的情况下，分散剂的用量为0.5～2重量份。\n[0051] 抗粘连BOPP母料制备方法为将精密称量后的防粘连剂与聚丙烯经充分混合后经双螺杆挤出机将熔体挤出，挤出机生产温度控制在210-240℃，电流控制在440-460A，挤出机转速控制在420-430r/min，机头压力控制在18-20MPa/h，熔体温度控制在210-250℃，熔体挤出后经干燥、冷却、切粒而成母料成品。\n[0052] BOPP性能测试采用以下标准：\n[0053] 雾度采用ASTMD1003测试，光泽度采用ASTMD2457测试。\n[0054] 实施例1～3：\n[0055]\n  等规聚丙烯 无规聚丙烯 PMMA微球\n实施例1 100 ­— 0.5\n实施例2 94 6 2\n实施例3 97 3 4\n[0056] 实施例1中，等规聚丙烯的熔体流动速率为4g/(10min)，PMMA微球为粒径1-20微米的微球。\n[0057] 实施例2中，等规聚丙烯的熔体流动速率为2g/(10min)，无规聚丙烯的熔体流动速率为4g/(10min)，，PMMA微球为粒径1-20微米的微球。\n[0058] 实施例2中，等规聚丙烯的熔体流动速率为3g/(10min)，无规聚丙烯的熔体流动速率为2g/(10min)，，PMMA微球为粒径1-20微米的微球。\n[0059] 实施例1～3的制备方法为将精密称量后的PMMA微球与等规或/和无规聚丙烯经充分混合后经双螺杆挤出机将熔体挤出，其中，熔体流动速率为3g/(10min)，挤出机生产温度控制在210-240℃，电流控制在440-460A，挤出机转速控制在420-430r/min，机头压力控制在18-20MPa/h，熔体温度控制在210-250℃，熔体挤出后经干燥、冷却、切粒而成母料成品。\n[0060] 以生产厚度28μm 的BOPP 薄膜为基准，分别添加防粘连剂母料，在相同配比、相同工艺条件下生产薄膜，其测试结果如下，测定薄膜的相关性能，如下表：\n[0061]\n  雾度/% 光泽度/%\n实施例1 78 91.4\n实施例2 71 95.2\n实施例3 72 94.8\n[0062] 实施例4～10\n[0063]\n  PP PMMA微球 聚硅氧烷 碳酸钙 二氧化硅 偶联剂\n实施例4 100 0.5   2    \n实施例5 100 0.5 0.5   2  \n实施例6 100 2 3 1 1  \n实施例7 100 2 2.5 1 0.5  \n实施例8 100 2     2 1\n实施例9 100 2     2 1\n实施例10 100 2     2 1\n[0064] 实施例4中，选用的聚丙烯的熔体流动速率为4g/(10min)，PMMA微球为窄粒径的粒径为10微米的微球。碳酸钙为粒径为1-5微米。\n[0065] 实施例5-10中，选用的聚丙烯的熔体流动速率为4g/(10min)，PMMA微球为窄粒径的粒径为5微米的微球。二氧化硅选用气相二氧化硅。\n[0066] 实施例9与实施例10的差别为，实施例9的气相二氧化硅的粒径为8微米，实施例10的气相二氧化硅的平均粒径为2.5微米。\n[0067] 实施例8的偶联剂采用KH-550。实施例9和实施例10采用具有乙烯基硅烷偶联剂。\n[0068] 实施例4～10的制备方法为将精密称量后的PMMA微球与聚丙烯以及其他组分经充分混合后经双螺杆挤出机将熔体挤出，其中，熔体流动速率为3g/(10min)，挤出机生产温度控制在210-240℃，电流控制在440-460A，挤出机转速控制在420-430r/min，机头压力控制在18-20MPa/h，熔体温度控制在210-250℃，熔体挤出后经干燥、冷却、切粒而成母料成品。\n[0069] 以生产厚度28μm 的BOPP 薄膜为基准，分别添加防粘连剂母料，在相同配比、相同工艺条件下生产薄膜，其测试结果如下，测定薄膜的相关性能，如下表：\n[0070]\n  雾度/% 光泽度/%\n实施例4 78 93.4\n实施例5 71 95.2\n实施例6 72 94.5\n实施例7 74 94.3\n实施例8 72 94.8\n实施例9 73 94.2\n实施例10 70 95.8\n[0071] 经测试，采用窄粒径分布微球的聚甲基丙烯酸甲酯微球在保证抗粘连性能的同时也不会划伤薄膜表面，不会影响薄膜的透明度。球形的聚甲基丙烯酸甲酯不易划伤薄膜表