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BOPP薄膜珠光母料制造材料及加工技术的研究
作者:上海塑料制品公司 陈昌麟
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塑料造粒机展厅
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由铝酸酯偶联剂进行表面活化处理的重质碳酸钙,改性后与载体聚丙烯粒(粉)料及适量其他添加剂混合,经双螺杆挤出机造粒制成BOPP珠光母粒。结果表明,改性后的重质碳酸钙与聚烯烃相容性提高,改善了其流动性,制成珠光母粒,遮盖率高、分散性好,其他各项指标能满足BOPP珠光膜的制造要求。

BOPP珠光膜是用聚丙烯树脂为原料配入由碳酸钙类无机颗粒状珠光母料混合后,经双向拉伸而成,其具有不透明的绸缎般质感,柔和悦目的珍珠光泽,较低的密度和优良的平整性及气体阻隔性。被广泛用于干果、冷饮、糖果和高档礼品的包装。

与普通的BOPP薄膜相比,BOPP珠光膜有三个典型特点:珍珠光泽、良好的遮光性和较低的密度。

制造BOPP珠光膜,珠光母料的选择比较关键。在生产工艺上,一般用各种添加剂与载体PP制成珠光母料,再以母料形式加入生产线制作BOPP珠光薄膜。

BOPP珠光母料的主要成份是碳酸钙,由于母料对PP树脂粘合力较低,经拉伸可以形成无数均匀空穴,当光线进入空穴时,发生干涉,多层次的干涉光最终形成了珠光效应。碳酸钙是一种无机粉状填料,其种类包括重质、轻质和胶质三种类型。

其中,重质碳酸钙有颗粒形状不规则、且颗粒有菱角,用于塑料加工可提高产品物理性能的特点,对制造BOPP珠光母料而言,应选用重质碳酸钙。但重碳酸钙用于聚合物时,与树脂基体的亲和性较差,往往因分散不匀而造成与聚合物基体结合力差,以至于母料难以加工使用的难题。因此,在制造珠光母料使用碳酸钙时,须使用利于做白色制品的铝酸酯偶联剂对碳酸钙进行表面活性处理。多数BOPP珠光母粒中加有钛白粉,主要起遮盖作用,可提高珠光膜的遮光度和白度。

为了赋予薄膜热封性且防止生产过程中因为珠光母料中碳酸钙粉体的脱落影响生产的顺利进行,通常BOPP薄膜均为多层结构(三层或五层结构),在珠光层的外侧置以共聚丙烯热封层。

珠光母料是珠光膜的核心。故本文对珠光母料制造材料及加工技术进行研究。

一、试验部分

1. 原料

BOPP专用树脂F280粒料(上海石化生产),040粉料(金陵石化生产),JS-B重质碳酸钙粉(长兴金石超细粉体有限公司生产),铝酸偶联剂(杰西卡化工有限公司生产),抗氧剂(瑞士汽巴精细公司生产),长链多官能团酯(松亚化工有限公司生产),R299型金石红型钛白粉(耀江钛白化工制品有限公司生产)

2. 设备与仪器

SHR-200/500A高速混合机组(张家港通沙塑料机械有限公司制造),TE-72型双螺杆挤出机(南京橡塑机械厂制造),RL-5型熔体流动指数仪(上海思尔达公司制造)。

3. 制造加工流程

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二、结果与讨论

1. 碳酸钙粉体的选择

浙江长兴金石超细粉体有限公司生产的1250目重质碳酸钙粉,产品白度高、粒径均匀、流动性好。但用于聚合物时,与树脂基体的亲和性较差,往往因分散不匀造成与聚合物基体的结合力差。用铝酸脂偶联剂对其进行表面活化处理,将表面处理剂包覆在碳酸钙粉末的表面上,形成改性层,从而改善了碳酸钙粉末的表面牲能,有利增强与载体树脂结合力。

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从图1可以看出铝酸酯偶联剂对体系粘度有明显的降粘作用,经铝酸酯偶联剂处理过的重质碳酸钙,将会大大改善填料在树脂基体中的分散性和降低熔体的加工粘度。

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从表1可以看出来经过活化改性后的碳酸钙吸油量比改性前明显降低,未改性的重质碳酸钙是疏油的,但经改性处理后的重质碳酸钙其表面性能变为亲油性,这说明了改牲后的重质碳酸钙在有机质中的分散性好,与聚烯烃的相容性提高,改善了其流动性,大大改善了加工工艺条件。所以应选择改性后的重质碳酸钙为制作BOPP珠光母料的主要原料。

2. 制造加工讨论

用TE-72型双螺杆挤出机,在相同挤出条件下生产珠光母料。

配方1.活化改性重质碳酸钙、F280树脂、钛白粉、分散剂等。

配方2.普通重质碳酸钙、F280树脂、钛白粉、分散剂等。

将改性重质碳酸钙投入高速混合机,设定混合机温度90℃,5mins,再投入其余配方原料高速混合5mins,放入到低速混合机低速混合8mins。造粒加工,使用TE-72型双螺杆挤出机,以相同的工艺条件挤出造粒生产珠光母料,进一步确认改性后的重质碳酸钙作为光母料主要原料的可行性。由于配方原料中粉状、粒状物料各半,我们在挤出机料仓加装了慢速搅拌装置,使粉、粒状物料能均匀进入挤出机料筒。结果表示如表2所示:

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挤出机温度设置:一区170℃,二区180℃,三区190℃,四区205℃,五、六区210℃。从表2可以看出,进行改性的重质碳酸钙一组配方,其物料挤出效果明显优于碳酸钙未改性的那组配方,在挤出造粒生产时,挤出机摸头融体压力也明显较小,生产出的母料熔融指数大于为未改性配方的那组。因此可进一步说明,改性后的重质碳酸钙更适宜用于BOPP 珠光母料生产。

3. 低速混合的作用

碳酸钙具有亲水性,完成高速热混后,物料自动进入冷混,使其迅速冷却,防止热混物料的降解结块,使热混物料中的添加剂继续渗入,排除热混物料中的残余气体,具有冷却速度快混合效果好的特点。

4. 制成BOPP珠光母料的应用

用上述改性碳酸钙那组配方制成的珠光母料,以16%的比例,加入F280粒料中制备BOPP珠光膜,测试见表3。

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从表3中可见,生产的珠光母料制造的BOPP珠光膜,在力学性能、雾度、密度等方面均达到BB/T0002-2008质量标准。表明筛选出用改性重质碳酸钙为主要原料配方和用高速混合机组及双螺杆挤出机为主要制造设备生产的BOPP珠光母料符合珠光膜的加工制造要求。

三、结论

1. 选择用铝酸酯偶联剂改性的重质碳酸钙与载体PP树脂制成BOPP珠光母料。

2. 用高速混合机组混合物料,先将改性后碳酸钙高温去湿后再与配方中其它物料共混后放入冷混,优化混合效果。

3.TE-72型双螺杆挤出机,主机转速400r/min,喂料频率为12Hz是较匹配的,可连续生产时间长。

4.由于配方中粉状、粒状物料各半,在TE-72型双螺杆挤出机喂料仓加装搅拌装置,利于粉料、粒料混合均匀进入挤出机料筒。

5.制作的珠光母粒,以16%添加量,配以抗静电、增滑爽等其它BOPP薄膜添加母料制成BOPP珠光膜达到BB/T0002-2008质量标准,可满足用户使用要求。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/23/2015)
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