BOPP母料配方设计参考

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1、BOPP母料现状及发展趋势摘要：阐述了 BOPP母料种类、牌号、性能、作用机理、生产原理、生产 工艺过程及发展趋势。关键词：BOPP 聚丙烯 母料1 前言近年来中国新的BOPP生产线陆续投产，产能已出现供大于求的状况。 同时，对BOPET、BOPA、CPP的投资方兴未艾。据统计，在20042005 年间预计将引进投产BOPET生产线十条，新增产能20万吨；BOPA生产 线十三条，新增产能6万吨；CPP生产线9条，新增产能6.5万吨。而且， 还有许多的国产CPP生产线相继投产，这势必加剧薄膜行业的激烈竞争。 因此现有的BOPP厂家，必须不断改进生产和工艺技术，改善配方，正确 选用原材料及母料，提

2、高产品质量，降低生产成本，开发新特产品，满足 下游用户需求，提高市场占有率。为了提高BOPP薄膜的品质，除了设备和生产工艺的因素外，原材料 决定了 BOPP薄膜的物理性能，特别是添加剂母料，因此必须正确地选用 BOPP母料。在聚丙烯双向拉伸薄膜的生产过程中，为了改善薄膜的某些性能，往 往需要在树脂中加入一定量的添加剂。由于纯添加剂通常为液体、糊状或 粉状物，微量的添加剂直接加入到聚丙烯树脂中很难快速混合均匀。因此 人们通常预先将较多的添加剂均匀地混入聚合物内，制成“母料”。在生产 薄膜之前再将母料按一定的比例与主体材料进行混合。2 BOPP母料的种类、牌号、性能及作用机理1剛_1薄膜在使用与加

3、工过程中，当两层薄膜接触在一起时，由于温度、压 力、作用时间和膜与膜的摩擦性能等因素的影响，两层薄膜可能因短链分 子迁移或由于膜过于平滑，产生很大的附着力，出现薄膜相互粘连的现象。 为了防止薄膜的粘连，使薄膜表面具有一定的粗糙度，使膜与膜之间保存 一定的空气，降低薄膜的摩擦系数，向树脂中加入某种称为“抗粘连剂” 的改性添加剂。表1 常用抗粘连剂聚丙烯母料牌号厂商名称牌号加入量/%母料添加剂含量 /%载体适用膜类ABPP021.5 7.02均聚物ABPP050.5 3.05均聚物0.8 y m平膜ABPP05SC0.5 3.05共聚物热封膜舒尔曼ABPP2440.5 3.05均聚物彡0.8 y

4、m平膜(Schulman)ABVT1800.5 3.05均聚物高透明平膜ABVT180.5 3.05均聚物ABVT22SC3.0 6.05共聚物镀铝膜ABVT19NSC3.06.05共聚物镀铝膜ConstobAB6019CPPAB6019PP0.5 3.01355共聚物均聚物热封膜平膜武进成章塑料 制品厂PP-AB-E(F)0.5 3.05共聚物广东佛山运通FB5010.40.7/ 1.525.2 (合成SiO2)均聚PP单层膜/三层共挤，表层塑料助剂厂FB5020.30.6/ 1.01.85.5 (合成SiO2)均聚PP单层膜/三层共挤，表层抗粘连剂加入后，在薄膜表面便会生成许多细而坚硬的突

5、起，或形成 微小裂纹，或出现不同松弛状的凸凹，从而减少了膜与膜、膜与磨件之间 的接触面积，实现了降低薄膜表面摩擦系数的目的。然而，随着添加剂的 加入，薄膜表面也有一定程度的损坏。因此，使用时一定要根据产品性能5的要求，仔细地筛选抗粘连剂。表1为常用抗粘连剂聚丙烯母粒的牌号。抗粘连剂的种类、粒径、粒径分布、用量、配制及添加方法等对薄膜 性能有很大影响。聚丙烯薄膜使用的无机抗粘连剂是以二氧化硅为主。其优点是：它是 无定性的，不会导致硅肺；高纯度的二氧化硅的折射指数与聚丙烯几乎一 样，对光学性能影响小；它是柔软的，对挤出机的螺杆和机筒磨损少；二 氧化硅能均匀的分散在薄膜中。在生产双向拉伸聚丙烯薄膜时

6、，抗粘连母料的加入量一般为表层共聚 聚丙烯的1.21.6%。二氧化硅的粒度为24 u m之间，有效加入量为 (2001500) mg/kg。具体的加入量取决于薄膜的品种及厚度。二氧化硅是一种无机物，在薄膜内不会迁移。因此，这种抗粘连剂可 以仅加在薄膜的表面层内。釆用先进的多层共挤出双向拉伸工艺，制 成三层复合薄膜，在占薄膜厚度10%的表面层内加入抗粘连母料量就非常有限。这样不但可以大大降低生产成本，而且可以提高薄膜的光学性能。4抗粘母料加入量/%图1抗粘连剂含量对薄膜光学性能的影响88 86 84 82图1显示了表层含有某 芝种抗粘连母料的复合BOPP| 薄膜，母料加入量对薄膜光 泽度和雾度的

7、影响。抗粘连 剂对薄膜性能影响见表2。随着BOPP产品种类 的发展，真空镀铝用的聚丙 烯薄膜推向市场。为了使镀铝层紧紧贴附薄膜表面，防止镀铝前和镀铝后料生产的薄膜，雾度非常低。图2为有机、无机添加剂含量对雾度的影响。表2 抗粘连剂对薄膜性能的影响性能提高与降低作用性 能提高与降低作用雾度个静电半衰期值+光泽度表面抗阻+热封强度个+粘连强度+可印刷性个+注：丨提高；丨降低；+正面；一负面。2%/趔她1.75 - 1.5 1.25 1-I11U0.75 0.500.250.500.751.001.251.5添加剂含量/%图2不同品种添加剂对雾度的影响2.2抗静电剂母料由于聚丙烯为典型的非极性高分子

8、材料，吸水性极差，当受到摩擦后 表面产生的电荷很难散去，使之静电性很强。为了消除在膜表面产生的电 荷需要加入抗静电剂。抗静电剂是一种双极性物质，它能迁移到薄膜表面， 吸收空气中的水分，形成导电层，及时散去积聚的电荷，使之具有控制带 电的能力。这种疏散电荷的能力对于聚丙烯膜的加工及使用是非常必要的。 否则在生产过程中，由于静电会使操作人员受到电击；在制袋或包装商品 时，表面电荷会使薄膜粘附在包装设备上；对于包装后的商品，由于静电现象，在存放或者销售过程中会吸附灰尘，影响产品的形象。抗静电剂的种类很多，有阳离子型、双离子型和非离子型，如胺类、季胺类、吡啶衍生物和羟基酰胺等。目前抗静电剂多为小分子，

9、但最近高 分子抗静电剂发展很快，这是因为高分子抗静电剂迁移性小，耐久性好， 且对被包装物不产生污染。国内目前使用的阳离子抗静电剂多为季胺型表 面活性剂，如二甲基羟乙基十八烷基季胺硝酸盐。高分子抗静电剂有低分 子量的蟥化聚苯乙烯、低分子量的聚丙烯酸类及其共聚物。由于聚酰胺吸 水性很好，所以低分子量的聚酰胺也可以用作高分子抗静电剂。抗静电剂的表面活性有助于着色剂的分散与润湿，但像季胺盐类抗静 电剂有可能降低制品的热稳定性，使制品泛黄、变色等，设计配方务必考 虑进去。相对而言非高分子型抗静电剂要好一些，所以广泛使用。用于色 母粒的抗静电剂主要有：硬脂酸单甘酯（GMS)，N，N-双（2-羟乙基）脂 肪

10、酰胺（KJ-210)和羟乙基烷基胺（H2-1)等。通常，静电消除的能力是以BOPP薄膜表面积聚的电荷衰减到一半值 所表示的时间，即静电半衰期值来衡量。图3显示了环境的相对湿度与薄 膜表面电荷衰变周期之间的关系。抗静电剂具有迁移性，抗静电剂加入聚合物后，它会从加入层迁移到 含量小或未加入层。因此，在实际生产过程中，一般只把它加到薄膜的芯 层材料中。否则，如果把抗静电剂加到表层，它就会因反向迁移往芯层而 消耗掉，起不到抗静电的作用。加入芯层的抗静电剂的迁移能力，受存放温度和存放时间的影响。如 图4显示的那样，在允许范围内，温度越高迁移速度越快。在相同温度下，此外，均聚物的结晶度对添加剂的迁移程度也

11、有明显的影响。从图6 看出，结晶度高，它会阻止抗静电剂的迁移。510203040贮存温度/Coooo 00 _6 5 4 3 2 1s/Rlfe懈墀袖图3环境湿度对薄膜表面电荷衰 变的影响ooooooo6 5 4 3 2 1s/Rlfe懈墀袖10305070相对湿度/%s/sH5t懈框#图4存放温度与薄膜表面电荷 衰变的关系%/规02468丄*+ , ,n_0,lM/ra电荷衰变时间/s贮存时间/周图5存放时间与薄膜表面电荷图6 薄膜结晶度与电荷衰变时衰变的关系间的关系在双向拉伸聚丙烯薄膜的生产过程中，抗静电母料的加入量一般为芯 层聚丙烯质量的1%左右，抗静电剂的有效浓度一般在3000X 10

12、6左右，常 用的抗静电剂有高纯度硬脂酸甘油、油酸酰胺、乙氧基胺类。常用抗静电 剂母料的牌号和抗静电剂含量见表3。薄膜中加入抗静电剂后，薄膜的物理、机械性能将发生变化，具体见 表4。2.3爽滑剂母料爽滑剂的作用是使薄膜的表面爽滑和具有较低的摩擦系数；使原料在 挤出机内起到润滑作用，当提高挤出机转数增大产量时，挤出机驱动电机 的电流不至于剧增；可以防止薄膜与薄膜、薄膜与机器粘合在一起，难以 分离或难以打开。表5为常用爽滑剂聚丙烯母粒的牌号。表3常用抗静电剂聚丙烯母料的牌号生产厂牌号有效成分含量/%加入量/%AT4002PP63.05.0ConstobAT4010PP250.51.0AT406313

13、ASPS244612.5 (乙氧基化胺、甘油单硬脂酸酯）1.02.5ASP320020 (乙氧基化胺、甘油单硬脂酸酯）0.751.5ASPA2485(乙氧基化胺、甘油单硬脂酸酯）SchulmanAST1000ASP5163AST105武进成章塑料制品厂PP-AS-E (F)1.0 3.0杭州吉玛塑料材料公司JMT60111.512.5%1.03.5江阴精良塑胶有限公司ASG08PAH01112.2(合成胺和酯）34A2佛山运通塑料助剂厂AH01212.8(合成酯）1.53AH01515(合成胺和酯）34A2表4抗静电母料对薄膜性能的影响性 能提高与降低所起作用性 能提高与降低所起作用拉伸强度降

14、低最低热封温度提高延伸率提高可印刷性降低雾度提高静电半衰期值降低+光泽度降低表面抗阻降低+热封强度降低注：+正面；一负面。在加入爽滑剂的同时，必须有选择地加入抗粘连剂母料。否则，薄膜仍然会出现严重的粘连。不同用途的BOPP薄膜，对表面摩擦系数的要求各不相同，特别是香烟13包装用膜。为了保证烟包在高速包装机上顺利前进，一方面要求薄膜对金 属滑道的摩擦系数要小，另一方面由于在高速包装过程中，烟包不断地与 滑道摩擦，使滑道摩擦生热、温度升高。因此，这种薄膜就要具有较低的 热摩擦系数。表5常用爽滑剂聚丙烯母粒的牌号生产厂牌号有效成分有效含 量/%加入量/%载体备注SchulmanKER5SPER6ABER11SCIL2582SCIL2580