一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜及其制备方法

1.本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜及其制备方法。

背景技术：

2.双向拉伸聚丙烯薄膜一般为多层共挤薄膜，是由聚丙烯颗粒经共挤形成片材后，再经纵横两个方向的拉伸而制得。由于其物理稳定性，机械强度较好，透明度和光泽度较高，在印刷薄膜中被广泛应用。
3.中国发明专利201010505435.3为本发明发明人前期申请的专利；其公开了一种热收缩双向拉伸薄膜，该薄膜共有三层总厚度20～23微米，其中表层厚0.5～1.5微米，芯层厚19～22微米，里层厚0.5～1.5微米。表层按重量百分比由以下组分组成：共聚聚丙烯树脂97％～99％、润滑剂0.5％～2％、抗粘连剂0.1％～1％；芯层由以下组分组成：均聚聚丙烯树脂80％～93％、抗静电剂0.3％～3％、晶体调节剂0.1％～0.5％、表面活性剂1％～2％、增刚剂5％～18％、润滑剂0.5％～1％；里层由以下组分组成：共聚聚丙烯树脂97％～99％、润滑剂0.5％～2％、抗粘连剂0.1％～1％。该薄膜具有稳定的热收缩率，热收缩率随存储时间的变化小。
4.但是发明人在进一步研究中发现，现有技术中的双向拉伸薄膜普遍存在阻隔氧气的能力一般，有待进一步改善。

技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明提供了一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜，包括表层、芯层以及里层；
8.所述表层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份；
9.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
10.所述里层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份。
11.本发明通过大量的实验研究表明，以共聚聚丙烯树脂和抗粘连剂为表层和里层原料，以均聚聚丙烯树脂为芯层原料制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜其气体透过率较小，具有较好的氧气阻隔能力。
12.最优选地，所述表层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3份；
13.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
14.所述里层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3
份。
15.优选地，表层和里层的抗粘连剂由云母粉和滑石粉组成。
16.发明人在研究中进一步发现，在表层和里层中加入由云母粉和滑石粉组成抗粘连剂制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其摩擦系数较高，具有较好的防滑性能。
17.优选地，云母粉和滑石粉的重量比为2～4:1；
18.最优选地，云母粉和滑石粉的重量比为3:1。
19.优选地，表层和里层的抗粘连剂为改性抗粘连剂；
20.所述的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
21.(1)将云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；
22.(2)将抗粘连剂分散液加热至70～90℃，然后再加入氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在70～90℃下搅拌1～3h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂。
23.发明人在进一步研究中惊奇的发现，通过上述方法对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，其与未改性的云母粉和滑石粉相比，可以大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能；同时也可以明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力。
24.在此，发明人需要说明的是，在上述改性方法中，必须同时采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，才能大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力；仅仅采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种原料对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，并不能大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及并不能明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力。同时采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，可以协同提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及氧气阻隔能力。
25.进一优选地，步骤(1)中所述的云母粉和滑石粉的重量比为为2～4:1；
26.最优选地，云母粉和滑石粉的重量比为3:1。
27.进一优选地，步骤(1)中云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:8～12。
28.最优选地，步骤(1)中云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9。
29.进一优选地，步骤(2)中氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.1～0.3:0.5～1:0.4～0.6:9～13。
30.最优选地，步骤(2)中氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.2:0.8:0.5:10。
31.进一优选地，表层的厚度为0.5～1.5μm；芯层的厚度为15～25μm；里层的厚度为0.5～1.5μm。
32.本发明还提供了一种上述双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备方法，其包含如下步骤：
33.将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后即得所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
34.有益效果：本发明提供了一种全新的双向拉伸聚丙烯隔氧膜；该发明以共聚聚丙烯树脂和抗粘连剂为表层和里层原料，以均聚聚丙烯树脂为芯层原料制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜其气体透过率较小，具有较好的氧气阻隔能力。此外，本发明在表层和里层中加入由云母粉和滑石粉组成抗粘连剂制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其摩擦系数较高，具有较好的防滑性能。尤其是，在表层和里层中加入通过本发明所述方法对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，其与未改性的云母粉和滑石粉相比，可以大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能；同时也可以明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力。
具体实施方式
35.以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
36.以下实施例中的共聚聚丙烯树脂采用的是埃克森的牌号为7032e3的共聚聚丙烯；所述的均聚聚丙烯树脂采用的是埃克森的牌号为pp4792e1的共聚聚丙烯。其余未注明来源的原料均为本领域技术人员可以通过常规购买途径购买得到的的常规原料。
37.实施例1双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
38.所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜包括表层、芯层以及里层；
39.所述表层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3份；
40.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
41.所述里层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3份；
42.所述表层和里层的抗粘连剂由重量比为3:1的云母粉和滑石粉组成。
43.制备方法：将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后，制备得到得表层厚度为1μm、芯层厚度为18μm、里层厚度为1μm的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
44.实施例2双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
45.所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜包括表层、芯层以及里层；
46.所述表层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂97份，改性抗粘连剂3份；
47.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
48.所述里层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂97份，改性抗粘连剂3份；
49.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
50.(1)将重量比为3:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9；
51.(2)将抗粘连剂分散液加热至80℃，然后再加入氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在80℃下搅拌2h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.2:0.8:0.5:10；
52.制备方法：将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后，制备得到得表层厚度为1μm、芯层厚度为18μm、里层厚度为1μm的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
53.实施例3双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
54.所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜包括表层、芯层以及里层；
55.所述表层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂98份，改性抗粘连剂2份；
56.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
57.所述里层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂98份，改性抗粘连剂2份；
58.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
59.(1)将重量比为4:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:8；
60.(2)将抗粘连剂分散液加热至90℃，然后再加入氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在90℃下搅拌3h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.3:1:0.4:9；
61.制备方法：将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后，制备得到得表层厚度为1μm、芯层厚度为18μm、里层厚度为1μm的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
62.实施例4双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
63.所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜包括表层、芯层以及里层；
64.所述表层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂95份，改性抗粘连剂5份；
65.所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；
66.所述里层的原料重量份组成为：共聚聚丙烯树脂95份，改性抗粘连剂5份；
67.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
68.(1)将重量比为2:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:12；
69.(2)将抗粘连剂分散液加热至70℃，然后再加入氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在70℃下搅拌1h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.1:0.5:0.6:13；
70.制备方法：将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后，制备得到得表层厚度为1μm、芯层厚度为18μm、里层厚度为1μm的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。
71.对比例1双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
72.对比例1与实施例2的不同之处在于表层和里层的改性抗粘连剂的制备方法不同，其余均与实施例2相同。
73.对比例1中仅仅采用氧化铁对云母粉和滑石粉进行改性；
74.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
75.(1)将重量比为3:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9；
76.(2)将抗粘连剂分散液加热至80℃，然后再加入氧化铁，保持在80℃下搅拌2h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁与抗粘连剂分散液的重量比
为0.2:10。
77.对比例2双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
78.对比例2与实施例2的不同之处在于表层和里层的改性抗粘连剂的制备方法不同，其余均与实施例2相同。
79.对比例2中仅仅采用甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性；
80.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
81.(1)将重量比为3:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9；
82.(2)将抗粘连剂分散液加热至80℃，然后再加入甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在80℃下搅拌2h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.8:0.5:10。
83.对比例3双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
84.对比例3与实施例2的不同之处在于表层和里层的改性抗粘连剂的制备方法不同，其余均与实施例2相同。
85.对比例3中仅仅采用氧化铁和甲基三辛基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性；
86.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
87.(1)将重量比为3:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9；
88.(2)将抗粘连剂分散液加热至80℃，然后再加入氧化铁和甲基三辛基氯化铵，保持在80℃下搅拌2h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁和甲基三辛基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.2:1.3:10。
89.对比例4双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备
90.对比例4与实施例2的不同之处在于表层和里层的改性抗粘连剂的制备方法不同，其余均与实施例2相同。
91.对比例4中仅仅采用氧化铁和十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性；
92.所述表层和里层的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：
93.(1)将重量比为3:1的云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；其中，云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9；
94.(2)将抗粘连剂分散液加热至80℃，然后再加入氧化铁和十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在80℃下搅拌2h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂；其中，氧化铁和十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.2:1.3:10。
95.参照gb/t 1038.1-2022中的方法测试实施例1～4以及对比例1～4制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的气体透过率；此外采用摩擦系数试验仪测试实施例1～4以及对比例1～4制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的摩擦系数；测试结果见表1。
96.表1.
[0097][0098]
从表1实验数据可以看出，实施例1制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其具有较低的气体透过率以及较高的摩擦系数；这说明：本发明所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜具有较好的氧气阻隔能力以及较好的防滑性能。
[0099]
从表1实验数据可以看出，实施例2～4制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其气体透过率大幅小于实施例1制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，同时其摩擦系数大幅高于实施例1制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜。这说明：通过本发明所述方法对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，其与未改性的云母粉和滑石粉相比，可以大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能；同时也可以明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力。
[0100]
从表1实验数据可以看出，对比例1～4制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其气体透过率与实施例1相比，并未得到大幅的降低，其降低幅度远远小于实施例2；同时其摩擦系数与实施例1相比，同样未得到大幅的提高，其提高的程度同样远远小于实施例2。这说明：改性抗粘连剂的改性方法十分重要；必须同时采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，才能大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及才能明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力；仅仅采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种原料对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，并不能大幅提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及并不能明显提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的氧气阻隔能力。同时采用氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵对云母粉和滑石粉进行改性得到的改性抗粘连剂，可以协同提高制备得到的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的防滑性能以及氧气阻隔能力。

技术特征：

1.一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜，包括表层、芯层以及里层；其特征在于，所述表层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份；所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；所述里层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份。2.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜；其特征在于，所述表层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3份；所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；所述里层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂97份，抗粘连剂3份。3.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，表层和里层的抗粘连剂由云母粉和滑石粉组成。4.根据权利要求3所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，云母粉和滑石粉的重量比为2～4:1；最优选地，云母粉和滑石粉的重量比为3:1。5.根据权利要求3所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，表层和里层的抗粘连剂为改性抗粘连剂；所述的改性抗粘连剂通过如下方法制备得到：(1)将云母粉和滑石粉混合，然后加入水中搅拌均匀，得抗粘连剂分散液；(2)将抗粘连剂分散液加热至70～90℃，然后再加入氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵，保持在70～90℃下搅拌1～3h后分离固体，将固体干燥后即得所述的改性抗粘连剂。6.根据权利要求5所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，步骤(1)中所述的云母粉和滑石粉的重量比为为2～4:1；最优选地，云母粉和滑石粉的重量比为3:1。7.根据权利要求5所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，步骤(1)中云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:8～12；最优选地，步骤(1)中云母粉和滑石粉的总重量与水的重量比为1:9。8.根据权利要求5所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，步骤(2)中氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.1～0.3:0.5～1:0.4～0.6:9～13；最优选地，步骤(2)中氧化铁、甲基三辛基氯化铵以及十二烷基二甲基苄基氯化铵与抗粘连剂分散液的重量比为0.2:0.8:0.5:10。9.根据权利要求1所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，其特征在于，表层的厚度为0.5～1.5μm；芯层的厚度为15～25μm；里层的厚度为0.5～1.5μm。10.权利要求1～9任一项所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将表层、芯层以及里层的原料各自混合均匀后放入各自的挤出机中熔融挤出，然后再经铸片冷却、纵向拉伸、横向拉伸、牵引测厚度以及收卷处理后即得所述的双向拉伸聚丙烯
隔氧膜。

技术总结

本发明涉及薄膜制备技术领域，具体公开了一种双向拉伸聚丙烯隔氧膜及其制备方法。所述的双向拉伸聚丙烯隔氧膜，包括表层、芯层以及里层；其特征在于，所述表层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份；所述芯层的制备原料为均聚聚丙烯树脂；所述里层的制备原料包含如下重量份的组分：共聚聚丙烯树脂95～98份，抗粘连剂2～5份。该双向拉伸聚丙烯隔氧膜具有较好的氧气阻隔能力同时也具有较好的防滑性能。隔能力同时也具有较好的防滑性能。