一種聚丙烯功能涂覆料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚丙烯功能涂覆料及其制備方法，該功能材料組分包括聚丙烯、EMMA、石墨烯微片、表面活性劑、熔指調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、分散劑、偶聯(lián)劑。本發(fā)明功能涂覆材料流動(dòng)性好，與鋁材、紙張、PA、PET等極性基材的粘合力強(qiáng)，同時(shí)具有導(dǎo)電功能，可用于各種功能復(fù)合膜、鋁塑復(fù)合袋、紙塑復(fù)合袋等包裝產(chǎn)品生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚丙烯功能涂覆料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚丙稀功能涂覆料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 編織袋/紙塑袋/薄膜復(fù)合用涂覆級(jí)聚丙烯，是通過(guò)擠出涂覆機(jī)均勻的涂覆在包裝 袋/膜內(nèi)外側(cè)的關(guān)鍵材料，該層涂膜能夠起到粘結(jié)及防潮、防水的作用。涂覆后的包裝袋/ 膜，其使用性能和外觀會(huì)大大提高。國(guó)內(nèi)目前涂覆料多使用在普通化學(xué)原料包裝袋、水泥編 織袋、日用生活品包裝袋(如洗衣粉袋、大米袋等）以及高檔印花編織布上。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)一般使用通用級(jí)聚丙烯和LDPE(低密度聚乙烯)混合涂覆，受熱存在收縮 性，導(dǎo)致擠出成膜時(shí)縮幅現(xiàn)象嚴(yán)重，影響產(chǎn)品質(zhì)量，溫度越高，擠出速度越快，縮幅越嚴(yán)重。 且多種原料混合，成膜時(shí)存在塑化不均勻問(wèn)題，提高溫度太高，則塑料易分解，產(chǎn)品脆硬，擠 出膜收縮率增加，易引起后加工熱封的困難。
[0004] 并且通用級(jí)聚丙烯和LDPE(低密度聚乙烯）混合涂覆料，不具有導(dǎo)電功能，在流延 涂覆生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的靜電不能及時(shí)釋放，安全管理松懈時(shí)，很可能引起火災(zāi)事故，造成人 身安全和經(jīng)濟(jì)損失。
[0005] 目前有些涂覆料的導(dǎo)電功能多半添加有機(jī)或無(wú)機(jī)導(dǎo)電材料，使涂覆料性能下降。 有個(gè)別企業(yè)雖然采用石墨烯和輔助導(dǎo)電材料生產(chǎn)功能涂覆料，但沒(méi)有解決石墨烯的分散問(wèn) 題，石墨烯實(shí)際上僅僅起到填充作用，沒(méi)有釋放出良好的導(dǎo)電功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚丙烯功能涂覆料及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明所述的聚丙烯功能涂覆料，以重量份計(jì)，組分包括聚丙烯60.0~80.0份、 EMMA3-30份、石墨烯微片0.05-5份、表面活性劑0.3-1.5份、熔指調(diào)節(jié)劑0.01~1.0份、稀釋 劑0.5~5份、分散劑0.3-3份、偶聯(lián)劑0.1-2份。其中，所述的石墨烯微片采用納米二氧化硅 分散液進(jìn)行表面改性處理并做成母粒。
[0008] 具體的，所述聚丙烯，優(yōu)選粉狀均聚聚丙烯，熔體流動(dòng)速率在230°C，2.16KG條件下 測(cè)量為10_60g/10分鐘。
[0009] 具體的，所述EMMA是乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，優(yōu)選日本住友化學(xué)的產(chǎn)品，牌 號(hào)為WH303，MMA單體含量彡18 %。
[0010]具體的，所述石墨稀微片，優(yōu)選厚度為2-40nm。
[0011]具體的，所述表面活性劑為非離子型，優(yōu)選廣州市區(qū)祺化工有限公司的產(chǎn)品，牌號(hào) 為T(mén)L-20A，有效物含量99%，分解溫度300°C以上。
[0012]具體的，所述熔指調(diào)節(jié)劑優(yōu)選引發(fā)劑BPDH或引發(fā)劑DCP中的一種。
[0013] 具體的，所述稀釋劑優(yōu)選工業(yè)級(jí)無(wú)水乙醇或具體的，丙酮。
[0014] 具體的，所述分散劑為納米二氧化硅分散液，優(yōu)選浙江宇達(dá)化工有限公司產(chǎn)品，牌 號(hào)為 E0H-S-10，PH 值彡 5。
[0015] 具體的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選產(chǎn)品牌號(hào)為KH560。
[0016] 本發(fā)明所述的聚丙烯功能涂覆料的制備方法，包括如下步驟：
[0017] 1)石墨烯表面改性處理及母粒制備：
[0018] (1)將納米二氧化硅分散液和硅烷偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇分別進(jìn)行稀釋備用，稀釋倍 數(shù)均為2-4倍，即同無(wú)水乙醇之比為1:2-4;
[0019] (2)將石墨烯微片倒進(jìn)捏合機(jī)內(nèi)，先噴灑稀釋好的納米二氧化硅分散液，封閉攪拌 15-30分鐘，再?lài)姙⑾♂尯玫墓柰榕悸?lián)劑，繼續(xù)封閉攪拌15-30分鐘；
[0020] (3)按照2-4:1的比例稱(chēng)量粉狀聚丙烯和EMMA倒入上述捏合機(jī)內(nèi)，再封閉攪拌ΙΟ-? 5 分鐘；
[0021 ] (4)將上述捏合好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得石墨烯母粒。
[0022] 2)功能涂覆料制備：
[0023] (1)按照權(quán)利要求1所述的組分比例，先稱(chēng)量熔指調(diào)節(jié)劑并用丙酮進(jìn)行稀釋備用， 稀釋比例為1:4-6;
[0024] (2)將權(quán)利要求1所述重量份的聚丙烯粉料倒入高速攪拌機(jī)中，加入稀釋好的熔指 調(diào)節(jié)劑，攪拌2分鐘;然后再加入權(quán)利要求1所述重量份的其它組分，繼續(xù)攪拌3-5分鐘；
[0025] (3)將上述攪拌好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得聚丙烯功能涂覆料。
[0026] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：
[0027] 1)本發(fā)明具有高強(qiáng)度、高粘結(jié)力、流動(dòng)性好、成膜厚薄均勻等特點(diǎn)，同時(shí)兼有導(dǎo)電 功能；
[0028] 2)本發(fā)明采用EMMA取代LDPE，提高了產(chǎn)品的加工熱穩(wěn)定性和流動(dòng)性，使流延涂覆 工藝更易控制，尤其適用于快速涂覆的高粘結(jié)聚丙烯涂覆復(fù)合材料，并且產(chǎn)品的粘結(jié)強(qiáng)度 明顯提尚；
[0029] 3)本發(fā)明利用石墨烯良好的導(dǎo)電功能，以較適宜的添加比例，賦予產(chǎn)品穩(wěn)定而持 久的導(dǎo)電性能，可以有效地預(yù)防和解除涂覆過(guò)程的安全隱患；
[0030] 4)本發(fā)明采用納米二氧化硅分散液和硅烷偶聯(lián)劑，對(duì)石墨烯進(jìn)行兩次表面處理， 有效地解決了石墨烯的分散問(wèn)題；
[0031] 5)本發(fā)明披露的方法未采用化學(xué)降解劑，環(huán)保且降低成本，易于推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施 例。
[0033] 實(shí)施例1:
[0034] 實(shí)施配方
[0036] 實(shí)施工藝：
[0037] 1)石墨烯表面改性處理及母粒制備：
[0038] (1)將所述的納米二氧化硅分散液和所述的硅烷偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇分別進(jìn)行稀釋 備用，稀釋倍數(shù)均為2倍，即同無(wú)水乙醇之比為1:2;
[0039] (2)將稱(chēng)量好的石墨烯微片倒進(jìn)捏合機(jī)內(nèi)，先噴灑稀釋好的納米二氧化硅分散液， 封閉攪拌15分鐘，再?lài)姙⑾♂尯玫墓柰榕悸?lián)劑，繼續(xù)封閉攪拌15分鐘；
[0040] (3)按照2:1的比例稱(chēng)量粉狀聚丙烯和EMMA倒入上述捏合機(jī)內(nèi)，再封閉攪拌10分 鐘；
[0041 ] (4)將上述捏合好的物料送進(jìn)40型雙螺桿擠出機(jī)造粒，加工溫度控制在140 °C進(jìn)行 擠出造粒，即得石墨稀母粒。
[0042] 2)功能涂覆料制備：
[0043] (1)按照所述的組分比例，先稱(chēng)量熔指調(diào)節(jié)劑并用丙酮進(jìn)行稀釋備用，稀釋比例為 1:4;
[0044] (2)將聚丙烯粉料倒入高速攪拌機(jī)中，加入稀釋好的熔指調(diào)節(jié)劑，攪拌2分鐘;然后 再加入其它組分，繼續(xù)攪拌3分鐘；
[0045] (3)將上述攪拌好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得聚丙烯功能涂覆料;其 中，雙螺桿擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為25:1，雙螺桿溫度設(shè)置為120 °C、160 °C、180 °C、200 °C、220 °C、240 °C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為50rpm。
[0046] 實(shí)施例2:
[0047] 實(shí)施配方
[0049] 實(shí)施工藝：
[0050] 1)石墨烯表面改性處理及母粒制備：
[0051] (1)將納米二氧化硅分散液和所述的硅烷偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇分別進(jìn)行稀釋備用， 稀釋倍數(shù)均為3倍，即同無(wú)水乙醇之比為1:3;
[0052] (2)將稱(chēng)量好的石墨烯微片倒進(jìn)捏合機(jī)內(nèi)，先噴灑稀釋好的納米二氧化硅分散液， 封閉攪拌20分鐘，再?lài)姙⑾♂尯玫墓柰榕悸?lián)劑，繼續(xù)封閉攪拌20分鐘；
[0053] (3)按照3:1的比例稱(chēng)量粉狀聚丙烯和EMMA倒入上述捏合機(jī)內(nèi)，再封閉攪拌15分 鐘；
[0054] (4)將上述捏合好的物料送進(jìn)40型雙螺桿擠出機(jī)造粒，加工溫度控制在140 °C -230 °C進(jìn)行擠出造粒，即得石墨稀母粒。
[0055] 2)功能涂覆料制備：
[0056] (1)按照所述的組分比例，先稱(chēng)量熔指調(diào)節(jié)劑并用丙酮進(jìn)行稀釋備用，稀釋比例為 1:5；
[0057] (2)將權(quán)利1所述重量份的聚丙烯粉料倒入高速攪拌機(jī)中，加入稀釋好的熔指調(diào)節(jié) 劑，攪拌2分鐘。然后再加入所述重量份的其它組分，繼續(xù)攪拌4分鐘；
[0058] (3)將上述攪拌好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得聚丙烯功能涂覆料。其 中，雙螺桿擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為40:1，雙螺桿溫度設(shè)置為120 °C、160 °C、180 °C、200 °C、220 °C、240 °C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為200rpm。
[0059] 實(shí)施例3:
[0060] 實(shí)施配方
[0062] 實(shí)施工藝：
[0063] 1)石墨烯表面改性處理及母粒制備：
[0064] (1)將所述的納米二氧化硅分散液和所述的硅烷偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇分別進(jìn)行稀釋 備用，稀釋倍數(shù)均為4倍，即同無(wú)水乙醇之比為1:4;
[0065] (2)將稱(chēng)量好的石墨烯微片輕輕地倒進(jìn)捏合機(jī)內(nèi)，先噴灑稀釋好的納米二氧化硅 分散液，封閉攪拌30分鐘，再?lài)姙⑾♂尯玫墓柰榕悸?lián)劑，繼續(xù)封閉攪拌30分鐘；
[0066] (3)按照4:1的比例稱(chēng)量粉狀聚丙烯和EMMA倒入上述捏合機(jī)內(nèi)，再封閉攪拌15分 鐘；
[0067] (4)將上述捏合好的物料送進(jìn)40型雙螺桿擠出機(jī)造粒，加工溫度控制在140 °C -230 °C進(jìn)行擠出造粒，即得石墨稀母粒。
[0068] 2)功能涂覆料制備：
[0069] (1)按照所述的組分比例，先稱(chēng)量熔指調(diào)節(jié)劑并用丙酮進(jìn)行稀釋備用，稀釋比例為 1:6〇
[0070] (2)將聚丙烯粉料倒入高速攪拌機(jī)中，加入稀釋好的熔指調(diào)節(jié)劑，攪拌2分鐘。然后 再加入其它組分，繼續(xù)攪拌5分鐘；
[0071] (3)將上述攪拌好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得聚丙烯功能涂覆料。其 中，雙螺桿擠出機(jī)長(zhǎng)徑比為55:1，雙螺桿溫度設(shè)置為120 °C、160 °C、180 °C、200 °C、220 °C、240 °C，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為500rpm。
[0072] 對(duì)比例1
[0073] 本對(duì)比例中石墨烯的用量為0份，不做母粒，LDPE取代EMMA，其他投料及工藝步驟 同實(shí)施例1-3。
[0074] 將實(shí)施例1-3和對(duì)比例1所得樣品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：
[0076] 從上表可以看出，實(shí)施例1-3和對(duì)比例1相比，EMMA取代LDPE，涂覆料的剝離力、拉 伸屈服強(qiáng)度、熔體流動(dòng)速率較原有產(chǎn)品都有增大，說(shuō)明涂層牢度、膜強(qiáng)度、涂覆復(fù)合材料流 動(dòng)性較原有產(chǎn)品增加。在實(shí)際涂覆時(shí)，成膜寬度也有增加，涂覆線速度也加快了。
[0077] 從上表可以看出，實(shí)施例1-3和對(duì)比例1相比，加入石墨烯后產(chǎn)品的表面電阻率明 顯下降，而且隨石墨烯添加量增加，表面電阻率逐漸降低。說(shuō)明石墨烯在涂覆料中分散良 好，導(dǎo)電功能釋放出來(lái)了。
[0078] 如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋 為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚丙烯功能涂覆料，其特征在于：以重量份計(jì)，組分包括聚丙烯60.0~80.0份、 EMMA 3-30份、石墨烯微片0.05-5份、表面活性劑0.3-1.5份、熔指調(diào)節(jié)劑0.01~1.0份、稀釋 劑0.5~5份、分散劑0.3-3份、偶聯(lián)劑0.1-2份，其中，所述的石墨烯微片采用納米二氧化硅 分散液進(jìn)行表面改性處理并做成母粒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述聚丙烯為均聚聚丙烯， 或?yàn)榫劬郾┡c共聚聚丙烯的混合物，產(chǎn)品為粉狀或粒狀，熔體流動(dòng)速率在230°C， 2.16KG條件下測(cè)量為10-60g/10分鐘。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述EMMA為乙烯-甲基丙烯 酸甲酯共聚物，MMA單體含量彡18 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述石墨烯微片，厚度為2-40nm〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:表面活性劑為非離子型，有 效物含量99 %，分解溫度300 °C以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于：所述熔指調(diào)節(jié)劑為引發(fā)劑 BTOH或引發(fā)劑DCP其中的一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述稀釋劑為乙醇、丙酮、氯 仿其中的一種或兩種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述分散劑為納米二氧化硅 分散液，PH值<5。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯功能涂覆料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的聚丙烯功能涂覆料的制備方法，其特征在于包括如下步 驟： 1) 石墨稀表面改性處理及母粒制備： (1) 將納米二氧化硅分散液和硅烷偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇分別進(jìn)行稀釋備用，稀釋倍數(shù)均 為2-4倍，即同無(wú)水乙醇之比為1:2-4; (2) 將石墨烯微片倒進(jìn)捏合機(jī)內(nèi)，先噴灑稀釋好的納米二氧化硅分散液，封閉攪拌15-30分鐘，再?lài)姙⑾♂尯玫墓柰榕悸?lián)劑，繼續(xù)封閉攪拌15-30分鐘； (3) 按照2-4:1的比例稱(chēng)量粉狀聚丙烯和EMMA倒入上述捏合機(jī)內(nèi)，再封閉攪拌10-15分 鐘； (4) 將上述捏合好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得石墨烯母粒。 2) 功能涂覆料制備： (1) 按照權(quán)利要求1所述的組分比例，先稱(chēng)量熔指調(diào)節(jié)劑并用丙酮進(jìn)行稀釋備用，稀釋 比例為1:4-6; (2) 將聚丙烯粉料倒入高速攪拌機(jī)中，加入稀釋好的熔指調(diào)節(jié)劑，攪拌2分鐘;然后再加 入權(quán)利要求1所述重量份的其它組分，繼續(xù)攪拌3-5分鐘； (3) 將上述攪拌好的物料送進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得聚丙烯功能涂覆料。
【文檔編號(hào)】C08L23/08GK106046555SQ201610601798
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月28日 公開(kāi)號(hào)201610601798.4, CN 106046555 A, CN 106046555A, CN 201610601798, CN-A-106046555, CN106046555 A, CN106046555A, CN201610601798, CN201610601798.4
【發(fā)明人】趙勤寬, 吳方鑫, 吳方靜
【申請(qǐng)人】寧夏易興實(shí)業(yè)有限公司