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CN111423647B - 一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用 - Google Patents

一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及薄膜加工技术领域，公开了一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用。所述组合物包括第一功能层料、支撑层料和第三功能层料，其中，所述第一功能层料含有第一柔面哑光功能材料，所述第一柔面哑光功能材料为共混物经共混改性制备得到的产物，其中，所述共混物含有第一多碳聚乙烯和助剂，所述助剂含有低压高密度聚乙烯和可选的活化硅微球。采用该组合物制备的薄膜具有消光、柔和观感和触感、高雾度、低光泽度、直线易撕性和高抗穿刺性。

Description

一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用
技术领域
本发明涉及聚乙烯哑光薄膜加工领域，具体涉及一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用。
背景技术
材料是人类生产的物质基础，聚合物材料在包装工业被广泛使用。随着人们生活水平提高及审美多样化，消费者及生产者对包装不论是品质还是视觉效果追求达到极致。
目前绝大多数塑料软包装采用不同材质的薄膜通过胶水紧密贴合(复合)制成。例如，大米的单品复合包装结构是：BOPA薄膜(双向拉伸聚酰胺薄膜)//粘合剂//PE薄膜(聚乙烯薄膜)；坚果类复合包装结构：BOPP薄膜(双向拉伸聚丙烯薄膜)//粘合剂//纸//粘合剂//BOPET镀铝膜(双向拉伸聚酯薄膜)//PE薄膜(聚乙烯薄膜)。
另一方面，随着包装材料需求量及产量的增长，废弃的多材质复合包装分类、回收却不易，目前仍无有效的方法使复合不同材质的薄膜分开并分类回收。越来越多的现实情况是土地掩埋废弃包装材料会造成土壤贫瘠、恶化，农作物减产或不产；焚化废弃塑胶会产生大量CO2、CO等有毒气体以及灰分中残留重金属，加重环境污染和温室效应；大量的研究发现海洋生物正在被废弃包装材料危害生命。研究开发内外材质一致包装材料，既能兼顾功能性和精美外观，且易于可完全回收处理的塑料包装呼吁声日益高涨，保护绿色地球已迫在眉睫。
现软塑复合包装袋内层多数用聚乙烯或聚丙烯薄膜。
因此，研究和开发用于复合包装袋外层的双向拉伸聚乙烯(BOPE)柔面哑光(消光)薄膜，具有消光、柔和观感和触感，高雾度、低光泽度，直线易撕性，高抗穿刺性，其功能和外观符合保护膜、印刷复合、镀层、涂布或广告装饰等市场需求，可以与内层聚乙烯薄膜复合成内外材质一致可一体化回收的软塑包装袋，具有重要社会和经济意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的包装材料用的薄膜的直线易撕性差、抗穿刺性差以及不易于回收处理的问题，提供一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物和薄膜及其应用。采用该组合物制备的薄膜具有消光、柔和观感和触感、高雾度、低光泽度、直线易撕性和高抗穿刺性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物，所述组合物包括第一功能层料、支撑层料和第三功能层料，其中，所述第一功能层料含有第一柔面哑光功能材料，所述第一柔面哑光功能材料为共混物经共混改性制备得到的产物，其中，所述共混物含有第一多碳聚乙烯和助剂，所述助剂含有低压高密度聚乙烯和可选的活化硅微球。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的组合物制得的双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜，其中，所述薄膜包括依次叠加的第一功能层、支撑层和第三功能层，其中，所述第一功能层由所述第一功能层料挤出而得到，所述支撑层由所述支撑层料挤出而得到，以及所述第三功能层由所述第三功能层料挤出而得到。
本发明第三方面提供了一种由前述所述的双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜在保护膜、印刷复合、镀层、涂布和广告装饰中的一种或多种中的应用。
通过上述技术方案，本发明以第一柔面哑光(消光)助剂和第一多碳聚乙烯作为该双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的组分，使该双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜具有消光、柔和观感和触感、高雾度、低光泽度、直线易撕性和高抗穿刺性，并且，可以在现有双向拉伸生产线上能够在线生产，无需改造现有设备。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的薄膜的表面的SEM照片；
图2为本发明实施例1制备的薄膜中第一功能层的表面的SEM照片；
图3为本发明实施例1制备的薄膜中第三功能层的表面的SEM照片；
图4是本发明采用双向拉伸方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的流程示意图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜组合物，所述组合物包括第一功能层料、支撑层料和第三功能层料，其中，所述第一功能层料含有第一柔面哑光功能材料，所述第一柔面哑光功能材料为共混物经共混改性制备得到的产物，其中，所述共混物含有第一多碳聚乙烯和助剂，所述助剂含有低压高密度聚乙烯和可选的活化硅微球。
根据本发明，“共混改性”具体地指将共混物中的各组分，按比例投料，在螺杆挤出机熔融塑炼挤出、冷却、切粒。
在本发明中，双向拉伸聚乙烯可用BOPE表示。
根据本发明，所述低压高密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为7-10g/10min，密度为0.94-0.97g/cm3；优选地，低压高密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为8-9.5g/10min，密度为0.95-0.96g/cm3。
根据本发明，所述活化硅微球为采用硅烷偶联剂处理硅微球得到。
根据本发明，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨丙基三甲氧基硅烷，优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷。3-氨丙基三乙氧基硅烷在25℃下测粘度值为1.5-1.7cs，优选为1.6cs，密度为0.94-0.95g/cm3，优选为0.946g/cm3，以及闭杯闪点为96℃，其中，在本发明中，“闭杯闪点”是指在规定的条件下，加热试样，当试样达到某温度时，试样的蒸汽和周围空气的混合气，一旦与火焰接触，即发生闪燃现象，发生闪燃时试样的最低温度。
根据本发明，所述硅微球的平均粒径为2.5-3.5μm，优选为2.8-3.2μm。
根据本发明，所述硅微球和所述硅烷偶联剂的重量比为1：(0.01-0.5)，优选为1：(0.01-0.4)，更优选为1：0.2。
根据本发明，所述低压高密度聚乙烯和所述活化硅微球的重量比为1：(0-2)，优选为1：(0.2-1)。
根据本发明，所述第一柔面哑光功能材料可以自制，也可以通过商购获得，例如，可以购自上海若祎新材料科技有限公司生产的型号为MF5050E柔面哑光(消光)功能材料。在本发明中，型号为MF5050E柔面哑光(消光)功能材料含有C6聚乙烯(在本发明中，聚乙烯在聚合时，除了使用乙烯(乙烯是聚乙烯主要原料)之外，还要加入少数的其它共聚单体，如1-丁烯(4个碳)、1-丁烯、l-己烯(6个碳)或1-辛烯(8个碳)，因此，在本发明中，C6聚乙烯指的是由乙烯共聚得到的共聚物，优选情况下，C6聚乙烯指的是由乙烯、1-丁烯、l-己烯或1-辛烯单体共聚得到的共聚物)和低压高密度聚乙烯和活化硅微球，其中，所述活化硅微球为采用硅烷偶联剂处理硅微球得到的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，所述硅微球和所述硅烷偶联剂的重量比为1：0.2，以及所述低压高密度聚乙烯和所述活化硅微球的重量比为1：0.5。以所述共混物(所述第一柔面哑光功能材料)的总重量为基准，所述第一多碳聚乙烯(C6聚乙烯)为30重量％，所述助剂(高密度聚乙烯和活化硅微球)为70重量％。
根据本发明，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜中含有第一多碳聚乙烯、第二多碳聚乙烯、第三多碳聚乙烯和第四多碳聚乙烯，能够使得所制备的聚乙烯薄膜不但具有优异的抗穿刺，而且易于回收处理。
根据本发明，所述第一多碳聚合物、所述第二多碳聚合物、所述第三多碳聚合物和所述第四多碳聚合物相同或不同，且各自独立地为C4-C8的聚乙烯，优选为C6-C8的聚乙烯。
在本发明中，需要说明的是，C4-C8的聚乙烯指的是由乙烯共聚得到的共聚物，优选情况下，C4-C8的聚乙烯指的是由乙烯、l-己烯和/或1-辛烯单体共聚得到的共聚物。
在本发明中，需要说明的是，C6-C8的聚乙烯指的是由乙烯共聚得到的共聚物，优选情况下，C6-C8的聚乙烯指的是由乙烯、l-己烯和/或1-辛烯单体共聚得到的共聚物。
一方面，是由于第一多碳聚乙烯、第二多碳聚乙烯、第三多碳聚乙烯和第四多碳聚乙烯为C4-C8的聚乙烯，优选为C6-C8的聚乙烯，在生产线型低密度聚乙烯(LLDPE)的过程中，优选情况下，通过加入C6(1-己烯)和C8(1-辛烯)不饱和烯烃共聚单体与乙烯共聚，降低聚合物的密度，从而控制聚合物产品的熔体流动指数(MFR)，改善机械加工性能和耐热性能。共聚单体的含碳数目越高，聚合物的综合性能越佳。
另一方面，所述多碳聚乙烯线性分子链含有C6(1-己烯)和/或C8(1-辛烯)支链结构。树脂经过挤出机熔融塑化从模头挤出成厚片，经激冷辊或水浴快速冷却可获得细小球晶和较薄的片晶，有利于后续的拉伸。再预热到玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内(高弹态下)，在机械力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从而使分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列，C6(1-己烯)和/或C8(1-辛烯)支链相互缠绕形成紧密空间网络结构，在拉紧状态下进行热定型，使取向的大分子结构固定，冷却定型制得的双向拉伸聚乙烯薄膜，获得较高力学性能(拉伸强度、穿刺强度、弹性模量等)，以及沿着拉伸方向优异的直线易撕性。
根据本发明，第一多碳聚乙烯、第二多碳聚乙烯、第三多碳聚乙烯和第四多碳聚乙烯可以通过商购获得，例如，可以购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，型号为：BOPE-3。熔体流动速率(190℃，2.16kg)为2.2-3.0g/10min，密度(熔条，煮)为0.9230g/cm3，正己烷萃取物含量≤0.5wt％。在本发明中，采用密度计直接测密度，其中，气流用氦气，测量室需要用开水控温，测量数据精度比较高，准确度也好。
根据本发明，以所述共混物的总重量为基准，所述第一多碳聚乙烯为5-50重量％，所述助剂为50-95重量％；优选情况下，以所述共混物的总重量为基准，所述第一多碳聚乙烯为25-45重量％，所述助剂为55-75重量％。
根据本发明，所述第一功能层料还含有第二多碳聚合物和可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述第一功能层料的总重量为基准，所述第二多碳聚合物的含量为5-40重量％，所述第一柔面哑光(消光)功能材料的含量为20-95重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-40重量％；优选情况下，以所述第一功能层料的总重量为基准，所述第二多碳聚合物的含量为10-25重量％，所述第一柔面哑光(消光)功能材料的含量为55-85重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为5-20重量％；更优选情况下，以所述第一功能层料的总重量为基准，所述第二多碳聚合物的含量为10-20重量％，所述第一柔面哑光(消光)功能材料的含量为65-85重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为5-15重量％。
根据本发明，所述支撑层料含有第三多碳聚合物以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述支撑层料的总重量为基准，所述第三多碳聚合物的含量为80-100重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-20重量％；优选情况下，以所述支撑层料的总重量为基准，所述第三多碳聚合物的含量为90-95重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为5-10重量％。
根据本发明，所述第三功能层料含有第四多碳聚合物、非迁移无机增滑剂、可选的第二柔面哑光(消光)功能材料以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述第三功能层料的总重量为基准，所述第四多碳聚合物的含量为20-99.5重量％，所述非迁移无机增滑剂的含量为0.5-15重量％，所述第二柔面哑光(消光)功能材料的含量为0-55重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-10重量％；优选情况下，以所述第三功能层料的总重量为基准，所述第四多碳聚合物的含量为42-94重量％，所述非迁移无机增滑剂的含量为1-10重量％，所述第二柔面哑光(消光)功能材料的含量为5-40重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-8重量％。
根据本发明，所述非迁移无机增滑剂为MB3005EB，为第四多碳聚合物与二氧化硅微粉共混物，所述二氧化硅微粉的粒径D50为3微米；所述第四多碳聚合物与二氧化硅的比例为1：(0.02-0.30)。
根据本发明，本发明的发明人经过大量的科学实验发现：含有第一多碳聚乙烯、第二多碳聚乙烯、第三多碳聚乙烯和第四多碳聚乙烯，在特定的工艺条件下，熔体强度高，获得较高力学性能(拉伸强度、穿刺强度、弹性模量，等)，以及沿着拉伸方向优异的直线易撕性。
根据本发明，本发明的发明人经过大量的科学实验发现：通过添加第一多碳聚乙烯与助剂组合物共混，因冷却结晶速率的不同，形成“海-岛”现象，“海”为连续相，扫描电镜观测为平面，远离镜头黑色连续相平面；“岛”为非连续相，扫描电镜观测为靠近镜头的白色凸起部分；见图1。在逐次拉伸过程中，熔体弹性对拉伸响应不同而造成表面高低不同粗糙面，当光线照到粗糙表面发生了漫反射从而产生哑光(消光)效果。制取的薄膜具有消光、柔和观感和触感，高雾度、低光泽度。
根据本发明，所述第一柔面哑光(消光)功能材料、所述第二柔面哑光(消光)功能材料和所述第三柔面哑光(消光)功能材料相同或不同。
本发明第二方面提供了一种前述所述的组合物制得的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，其中，所述薄膜包括依此叠加的第一功能层、支撑层和第三功能层，其中，所述第一功能层由所述第一功能层料挤出而得到，所述支撑层由所述支撑层料挤出而得到，以及所述第三功能层由所述第三功能层料挤出而得到。
根据本发明，所述第一功能层的厚度为0.5-5μm，所述支撑层的厚度为8-140μm，所述第三功能层的厚度为0.5-5μm；优选地，所述第一功能层的厚度为0.8-3μm，所述支撑层的厚度为9.4-94μm，所述第三功能层的厚度为0.8-3μm。
根据本发明，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的厚度为6-200μm，优选为9-150μm，更优选为9-100μm，更优选为12-85μm，最优选为18-60μm。
根据本发明，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜通过共挤出以及双向拉伸法制得。
在本发明中，采用双向拉伸方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的方法，其中，双向拉伸生产线速度100-550m/min，生产线宽幅为1.5m-11.0m。具体地，参考图4所示的制备流程示意图。
备料：
所述第一功能层料含有第二多碳聚合物、第一柔面哑光(消光)功能材料以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述第一功能层料的总重量为基准，所述第二多碳聚乙烯的含量为5-40重量％，所述第一柔面哑光(消光)功能材料的含量为20-95重量％，均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的含量为0-40重量％；
所述支撑层料含有第三多碳聚合物以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述支撑层料的总重量为基准，所述第三多碳聚合物为80-100重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总量为0-20重量％；
所述第三功能层料含有第四多碳聚合物、非迁移无机增滑剂、可选的第二柔面哑光(消光)功能材料以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述第三功能层料的总重量为基准，所述第四多碳聚合物为20-99.5重量％，所述非迁移无机增滑剂为0.5-15重量％，所述第二柔面哑光(消光)功能材料为0-55重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总量为0-10重量％。
预制配料：将第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的各组分按前述所述的重量百分比分别投入到各自对应的低速混拌料器，预混30分钟；
投料：将已预混好的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料分别负压吸至相应精密计量称内，其中，通过所投的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的用量来确定第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的厚度。
塑炼挤出：采用多台挤出机分别挤出第一功能层、支撑层、第三功能层的树脂，在185-250℃的温度条件熔融、挤出；
阻瑕疵熔体过滤：目数为80、100、150、200、250、300等多层过滤网自由组合、依次叠加；
冷却结晶和片材定型：熔体从模头挤出，风刀风冷、激冷辊冷却、水槽水浴冷却成具有细微球晶体和较薄片晶的厚片，模唇缝隙0.5mm-4mm，激冷辊的水温控制在15-35℃，进、出水口水温差控制在±2℃；冷却水槽水温控制在25-35℃；
纵向预热、拉伸及定型：经过多组温度在108-125℃预热辊预热；拉伸辊温度设定110-125℃，双级拉伸，总拉伸倍率控制在4.0-5.5之间；纵向拉伸定型区：温度控制在108-125℃；
横向预热、拉伸及横向拉伸定型：预热区温度设定为108-125℃；横向拉伸倍率6-12之间；横向拉伸定型区：温度控制在110-130℃；
牵引、测厚：测量所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度。
电晕、收卷：根据薄膜用途可选择电晕处理，或不选择电晕处理。通过高频电子放电器对薄膜进行电晕处理，下线表面张力值应达40mN/m；薄膜经过定型后进行收卷。收卷装置由收卷表面张力控制装置自动控制，以达到最佳收卷效果。
时效、分切、收卷：在温度25±5℃、温度60％RH温度环境下，静置1-2天，起到了尺寸和性能进一步稳定作用；分切出相应的成品宽度规格。
本发明第三方面提供了一种前述所述的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜在保护膜、印刷复合、镀层、涂布和广告装饰中的一种或多种中的应用。
其中，涂布也可以称为涂胶。
本发明的发明人意外发现：在双向拉伸薄膜加工工艺中添加了第二多碳聚乙烯、第三多碳聚乙烯、第四多碳聚乙烯，在特定的工艺条件下，熔体强度高，获得较高力学性能(拉伸强度、穿刺强度、弹性模量，等)，以及沿着拉伸方向优异的直线易撕性；本发明通过添加第一多碳聚乙烯与助剂组合物在共混，因冷却结晶速率的不同，形成“海—岛”现象。在逐次拉伸过程中，熔体弹性对拉伸响应不同而造成表面高低不同粗糙面，当光线照到粗糙表面发生了漫反射。制取的薄膜具有消光、柔和观感和触感、高雾度、低光泽度，直线易撕性，高抗穿刺性，其功能和外观符合高端保护膜、印刷复合、镀层、涂布或广告装饰等市场需求的优点，并且无需改造现有设备。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
样品状态调节和试验的标准环境按GB/T2918规定进行，试验环境条件为温度23℃±2℃，相对湿度50％±1％，并在此条件下样品预放置处理8hr。
(1)表面粗糙度测试：参考GB10610-89《触针式仪器测量表面粗糙度的规则和方法》，采用MarSurfM300C型触针式表面粗糙度仪测试。
(2)抗穿刺性测试：按GB/T37841-2019《塑料薄膜和薄片耐穿刺性测试方法》的规定执行。
(3)雾度测试：按GB/T2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》的规定执行。
(4)光泽度测试：按GB8807-88《塑料镜面光泽试验方法》的规定执行，采用45°光泽度仪测试。
实施例1
本实施例在于说明采用双向拉伸方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜。
按照图4所示的流程示意图，采用双向拉伸方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，其中，生产线宽度为8.7m，生产线速度为250m/min。
备料(重量百分比)：
第一功能层料：5重量％的第一多碳聚乙烯BOPE-3、95重量％的第一柔面哑光材料MF5050E；
支撑层料：100重量％的BOPE-3；
第三功能层料：99.5重量％的BOPE-3、0.5重量％的非迁移无机增滑剂MB3005EB。
预制配料：按前述所述的重量百分比准备第一功能层料、支撑层料和第三功能层料，然后，将第一功能层料、支撑层料和第三功能层料分别投入到各自对应的低速混拌料器，预混30分钟；
投料：将已预混好的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料分别负压吸至相应精密计量称内，其中，通过所投的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的用量来确定第一功能层、支撑层、第三功能层的厚度。
塑炼挤出：采用多台挤出机分别挤出第一功能层、支撑层、第三功能层的树脂，在185-250℃的温度条件熔融、挤出；
阻瑕疵熔体过滤：目数为80、100、150、200、250、300等多层过滤网自由组合、依次叠加；
冷却结晶和片材定型：熔体从模头挤出，风刀风冷、激冷辊冷却、水槽水浴冷却成具有细微球晶体和较薄片晶的厚片，模唇缝隙0.5mm-4mm，激冷辊的水温控制在15-35℃，进、出水口水温差控制在±2℃；冷却水槽水温控制在25-35℃；
纵向预热、拉伸及定型：经过多组温度在108-125℃预热辊预热；拉伸辊温度设定110-125℃，双级拉伸，总拉伸倍率控制在4.0-5.5之间；纵向拉伸定型区：温度控制在108-125℃；
横向预热、拉伸及横向拉伸定型：预热区温度设定为108-125℃；横向拉伸倍率6-12之间；横向拉伸定型区：温度控制在110-130℃；
牵引、测厚：测量所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度。
电晕、收卷：根据薄膜用途可选择电晕处理，或不选择电晕处理。通过高频电子放电器对薄膜进行电晕处理，下线表面张力值应达40mN/m；薄膜经过定型后进行收卷。收卷装置由收卷表面张力控制装置自动控制，以达到最佳收卷效果。
时效、分切、收卷：在温度25±5℃、温度60％RH温度环境下，静置1-2天，起到了尺寸和性能进一步稳定作用；分切出相应的成品宽度规格。
结果制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度为20μm，以及第一功能层的厚度为1μm，所述支撑层的厚度为18μm，所述第三功能层的厚度为1μm；
将所制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜进行表面粗糙度测试，结果如表1所示。
另外，图2为本发明实施例1制备的薄膜中第一功能层的表面的SEM照片，从图2中能够看出：通过添加第一多碳聚乙烯与助剂组合物共混，因冷却结晶速率的不同，形成“海-岛”现象，“海”为连续相，扫描电镜观测为平面，远离镜头黑色连续相平面；“岛”为非连续相，扫描电镜观测为靠近镜头的白色凸起部分，从而使薄膜表面形成凹凸不平的粗糙面。当光线照到凹、凸点发生了漫反射从而产生哑光(消光)效果。
图3为本发明实施例1制备的薄膜中第三功能层的表面的SEM照片，从图3中能够看出：未添加第一多碳聚乙烯与助剂组合物，薄膜表面平整；添加非迁移无机增滑剂MB3005EB为照片中白点，形成一定的凸起，避免薄膜形成镜面粘连，从而达到抗粘开口效率。
实施例2
本实施例在于说明采用双向拉伸方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜。
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，所不同之处在于：备料不同，具体地：
第一功能层料：40重量％的BOPE-3、20重量％的第一柔面哑光哑光(消光)材料、40重量％的共聚聚丙烯；
支撑层料：80重量％的BOPE-3、20重量％的共聚聚丙烯；
第三功能层料：20重量％的BOPE-3、15重量％的非迁移无机增滑剂MB3005PE、55重量％的第二柔面哑光(消光)材料、10重量％的共聚聚丙烯；
结果制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度为20μm，以及所述第一功能层的厚度为1μm，所述支撑层的厚度为18μm，所述第三功能层的厚度为1μm。
实施例3-4
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，所不同之处在于：第一功能层料、支撑层料和第三功能层料不同，具体地，如表1所示：
表1
Figure GDA0004183745810000121
对比例1
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，所不同之处在于：第一功能层和第三功能层的厚度不同，具体地：
结果所制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度为20μm，以及第一功能层的厚度为6μm，所述支撑层的厚度为8μm，所述第三功能层的厚度为6μm。
对比例2
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，所不同之处在于：备料不同、厚度不同，具体地：
第一功能层料：25重量％的第一柔面哑光(消光)材料MF5050E、75重量％的共聚聚丙烯；
支撑层料：20重量％的BOPE-3、80重量％的共聚聚丙烯；
第三功能层料：99.5重量％的BOPE-3、0.5重量％的非迁移无机增滑剂MB3005PE；
结果制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度为60μm，以及所述第一功能层的厚度为0.5μm，所述支撑层的厚度为59μm，所述第三功能层的厚度为0.5μm。
对比例3
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜，所不同之处在于：备料不同，具体地：
第一功能层料：90重量％的BOPE-3、10重量％的柔面哑光(消光)材料MF5050E；
支撑层料：100重量％的BOPE-3；
第三功能层料：10重量％的BOPE-3、15重量％的非迁移无机增滑剂MB3005PE、65重量％的柔面哑光(消光)材料MF5050E、10重量％的共聚聚丙烯；
结果制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜的总厚度为60μm，以及所述第一功能层的厚度为0.5μm，所述支撑层的厚度为59μm，所述第三功能层的厚度为0.5μm。
对比例4
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸方法聚乙烯薄膜，所不同之处在于：备料不同，具体地：
第一功能层料：100重量％的BOPE-3；
支撑层料：100重量％的BOPE-3；
第三功能层料：100重量％的BOPE-3；
结果制备的双向拉伸聚乙烯薄膜的总厚度为20μm，以及所述第一功能层的厚度为1μm，所述支撑层的厚度为18μm，所述第三功能层的厚度为1μm。
对比例5
按照与实施例1相同的方法制备双向拉伸方法聚丙烯薄膜，所不同之处在于：备料不同，具体地：
第一功能层料：100重量％的均聚聚丙烯；
支撑层料：100重量％的均聚聚丙烯；
第三功能层料：100重量％的均聚聚丙烯；
结果制备的双向拉伸聚丙烯薄膜的总厚度为20μm，以及所述第一功能层的厚度为1μm，所述支撑层的厚度为18μm，所述第三功能层的厚度为1μm。
测试例1
本发明实施例1-4制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜与对比例1-3制备的薄膜、对比例4制备的透明双向拉伸聚乙烯薄膜、对比例5制备的透明双向拉伸聚丙烯薄膜，表面粗糙度测试数据如表2所示。
表2
Figure GDA0004183745810000141
备注1：样品状态调节和试验的标准环境按GB/T2918规定进行，试验环境条件为温度23℃±2℃，相对湿度50％±1％，并在此条件下样品预放置处理8hr。
从表2能够看出测试面的表面粗糙度关系：
第一功能层：对比例1＝实施例1＞实施例4＞实施例3＞实施例2＞对比例3＞对比例2≈对比例4＞对比例5
第三功能层：对比例3＞实施例2＞实施例4＞实施例1＝对比例1＞对比例2≈对比例3≈对比例4＞对比例5
同一材质下条件下，柔面哑光(消光)材料的比例越大，表面粗糙度越大。
同一柔面哑光(消光)材料的比例条件下，所在功能层厚度越大，表面粗糙度越大。
透明双向拉伸聚乙烯薄膜表面粗糙度大于透明的双向拉伸聚丙烯薄膜。
测试例2
本发明实施例1-4制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜与对比例1-3制备的薄膜、对比例4制备的透明双向拉伸聚乙烯薄膜、对比例5制备的透明双向拉伸聚丙烯薄膜，雾度测试数据如表3所示。
表3
实施例 雾度/％
实施例1 80.1
实施例2 79.3
实施例3 78.2
实施例4 85.2
对比例1 80.5
对比例2 10.0
对比例3 85.0
对比例4 2.5
对比例5 1.2
备注2：样品状态调节和试验的标准环境按GB/T2918规定进行，试验环境条件为温度23℃±2℃，相对湿度50％±1％，并在此条件下样品预放置处理8hr。
从表3能够看出薄膜的雾度关系：
同一材质下，柔面哑光(消光)材料在总厚度比例越大，雾度越大。
透明双向拉伸聚乙烯薄膜雾度大于透明的双向拉伸聚丙烯薄膜。
测试例3
本发明实施例1-4制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜与对比例1-3制备的薄膜、对比例4制备的透明双向拉伸聚乙烯薄膜、对比例5制备的透明双向拉伸聚丙烯薄膜，光泽度测试数据如表4所示。
表4
实施例 测试面 光泽度/％ 测试面 光泽度/％
实施例1 第一功能层 6.4 第三功能层 55.6
实施例2 第一功能层 7.8 第三功能层 8.5
实施例3 第一功能层 6.2 第三功能层 6.24
实施例4 第一功能层 6.0 第三功能层 8.2
对比例1 第一功能层 6.8 第三功能层 56.2
对比例2 第一功能层 10.5 第三功能层 53.2
对比例3 第一功能层 56.2 第三功能层 8.5
对比例4 第一功能层 80 第三功能层 82
对比例5 第一功能层 93 第三功能层 92
备注3：样品状态调节和试验的标准环境按GB/T2918规定进行，试验环境条件为温度23℃±2℃，相对湿度50％±1％，并在此条件下样品预放置处理8hr。
从表4能够看出测试面的光泽度关系：
功能层一：对比例1≈实施例1≈实施例3≈实施例4<实施例2<对比例2<对比例3<对比例4<对比例5
功能层三：实施例2≈对比例3≈实施例4<对比例2<实施例1≈对比例1≈实施例3<对比例4<对比例5
同一材质下条件下，柔面哑光(消光)材料的比例越大，光泽度越低。
同一柔面哑光(消光)材料的比例条件下，所在功能层厚度越大，光泽度越低。
透明双向拉伸聚乙烯薄膜光泽度小于透明的双向拉伸聚丙烯薄膜。
测试例4
本发明实施例1-4制备的双向拉伸聚乙烯柔面哑光(消光)薄膜与对比例1-3制备的薄膜、对比例4制备的透明双向拉伸聚乙烯薄膜、对比例5制备的透明双向拉伸聚丙烯薄膜，耐穿刺测试数据如表5所示。
表5
实施例 耐穿刺强度/N
实施例1 4.98
实施例2 3.24
实施例3 4.82
实施例4 3.82
对比例1 4.22
对比例2 3.53
对比例3 6.20
对比例4 9.50
对比例5 1.82
备注4：样品状态调节和试验的标准环境按GB/T2918规定进行，试验环境条件为温度23℃±2℃，相对湿度50％±1％，并在此条件下样品预放置处理8hr。
从表5能够看出薄膜的耐穿刺强度关系：
多碳聚乙烯比例越大，耐穿刺强度越大。
双向拉伸聚乙烯薄膜耐穿刺强度大于双向拉伸聚丙烯薄膜。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜，其特征在于，所述薄膜包括依次叠加的第一功能层、支撑层和第三功能层，其中，所述第一功能层由所述第一功能层料挤出而得到，所述支撑层由所述支撑层料挤出而得到，以及所述第三功能层由所述第三功能层料挤出而得到；
所述第一功能层料含有第一柔面哑光功能材料；所述第一柔面哑光功能材料为共混物经共混改性制备得到的产物；所述共混物含有第一多碳聚乙烯和助剂；所述助剂含有低压高密度聚乙烯和可选的活化硅微球；且以所述共混物的总重量为基准，所述第一多碳聚乙烯为5-50重量％，所述助剂为50-95重量％；
所述第一多碳聚乙烯型号为：BOPE-3，购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为2.2-3.0g/10min，密度为0.9230g/cm3，正己烷萃取物含量≤0.5wt％；
所述支撑层料含有第三多碳聚合物以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；
所述第三多碳聚合物的含量为80-100重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-20重量％；
所述第三功能层料含有第四多碳聚合物、非迁移无机增滑剂、可选的第二柔面哑光功能材料以及可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；
所述第四多碳聚合物的含量为20-99.5重量％，所述非迁移无机增滑剂的含量为0.5-15重量％，所述第二柔面哑光功能材料的含量为0-55重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-10重量％；
所述第一功能层料还含有第二多碳聚合物和可选的均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，且以所述第一功能层料的总重量为基准，所述第二多碳聚合物的含量为5-40重量％，所述第一柔面哑光功能材料的含量为20-95重量％，所述均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯的总含量为0-40重量％；
所述第二多碳聚合物、所述第三多碳聚合物和所述第四多碳聚合物型号为：BOPE-3，购自中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，在190℃，2.16kg条件下的熔体流动速率为2.2-3.0g/10min，密度为0.9230g/cm3，正己烷萃取物含量≤0.5wt％；
所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）预制配料：将第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的各组分按前述所述的重量百分比分别投入到各自对应的低速混拌料器，预混30分钟；
（2）投料：将已预混好的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料分别负压吸至相应精密计量称内，其中，通过所投的第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的用量来确定第一功能层料、支撑层料、第三功能层料的厚度；
（3）塑炼挤出：采用多台挤出机分别挤出第一功能层、支撑层、第三功能层的树脂，在185-250℃的温度条件熔融、挤出；
（4）阻瑕疵熔体过滤：目数为80、100、150、200、250、300等多层过滤网自由组合、依次叠加；
（5）冷却结晶和片材定型：熔体从模头挤出，风刀风冷、激冷辊冷却、水槽水浴冷却成具有细微球晶体和较薄片晶的厚片，模唇缝隙0 .5mm-4mm，激冷辊的水温控制在15-35℃，进、出水口水温差控制在±2℃；冷却水槽水温控制在25-35℃；
（6）纵向预热、拉伸及定型：经过多组温度在108-125℃预热辊预热；拉伸辊温度设定110-125℃，双级拉伸，总拉伸倍率控制在4 .0-5 .5之间；纵向拉伸定型区温度控制在108-125℃；
（7）横向预热、拉伸及横向拉伸定型：预热区温度设定为108-125℃；横向拉伸倍率6-12之间；横向拉伸定型区温度控制在110-130℃；
（8）牵引、测厚：测量所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜的总厚度；
（9）电晕、收卷：根据薄膜用途可选择电晕处理，或不选择电晕处理，通过高频电子放电器对薄膜进行电晕处理，下线表面张力值应达40mN/m；薄膜经过定型后进行收卷，收卷装置由收卷表面张力控制装置自动控制；
（10）时效、分切、收卷：在温度25±5℃、温度60％RH温度环境下，静置1-2天；分切出相应的成品宽度规格。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述第一功能层的厚度为0.5-5μm，所述支撑层的厚度为8-140μm，所述第三功能层的厚度为0.5-5μm。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜的厚度为6-200μm。
4.根据权利要求3所述的薄膜，其中，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜的厚度为9-150μm。
5.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述低压高密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为7-10g/10min，密度为0.94-0.97g/cm3。
6.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述活化硅微球为采用硅烷偶联剂处理硅微球得到。
7.根据权利要求6所述的薄膜，其中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨丙基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求6所述的薄膜，其中，所述硅微球和所述硅烷偶联剂的重量比为1：(0.01-0.5)。
9.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述低压高密度聚乙烯和所述活化硅微球的重量比为1：(0-2)。
10.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述第一柔面哑光功能材料和所述第二柔面哑光功能材料相同或不同。
11.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜通过共挤出以及双向拉伸法制得。
12.权利要求1-11中任意一项所述的双向拉伸聚乙烯柔面哑光薄膜在保护膜、印刷复合、镀层、涂布和广告装饰中的一种或多种中的应用。
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