譚魁龍,陳興鋒,袁 苑,汪乃東,蘇玉山,義建軍*
(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院,北京市 102206;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司廣西石化分公司,廣西省欽州市535008;3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華南化工銷售公司,廣東省廣州市 510655)
BOPP薄膜專用樹脂的研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展
譚魁龍1,陳興鋒2,袁 苑1,汪乃東2,蘇玉山3,義建軍1*
(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院,北京市 102206;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司廣西石化分公司,廣西省欽州市535008;3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華南化工銷售公司,廣東省廣州市 510655)
綜述了雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜的基本性能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況,以及國(guó)內(nèi)外先進(jìn)聚烯烴公司在BOPP薄膜專用樹脂的牌號(hào)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用情況等方面的研發(fā)進(jìn)展,并詳細(xì)介紹了BOPP薄膜專用樹脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本參數(shù)(如熔體流動(dòng)速率、等規(guī)指數(shù)、灰分、相對(duì)分子質(zhì)量及其分布等)。建議國(guó)內(nèi)BOPP薄膜專用樹脂生產(chǎn)企業(yè)和薄膜加工企業(yè)應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)BOPP薄膜專用樹脂的性能特點(diǎn)和實(shí)際消費(fèi)需求,加強(qiáng)合作,開發(fā)產(chǎn)銷適路的BOPP薄膜,逐步降低對(duì)進(jìn)口專用樹脂的依賴程度。
雙向拉伸聚丙烯 薄膜專用樹脂 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 研究進(jìn)展
雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜具有質(zhì)輕、透明、無(wú)毒、防潮、透氣性低、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn),廣泛用于食品、服裝、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。BOPP薄膜可與聚丙烯流延膜、聚乙烯膜、聚乙烯醇膜等進(jìn)行多層復(fù)合,從而提高產(chǎn)品的阻氣、阻濕、耐油和耐撕裂等性能,是近年來(lái)發(fā)展很快的一種包裝材料[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2015年第三季度末,國(guó)內(nèi)BOPP包裝薄膜的產(chǎn)能已達(dá)5 156 kt,在建產(chǎn)能930 kt,規(guī)劃產(chǎn)能60 kt[2]。BOPP薄膜專用樹脂的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)薄膜的性能起決定性作用,本文綜述了BOPP薄膜專用樹脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本參數(shù),以及國(guó)內(nèi)外BOPP薄膜專用樹脂的研發(fā)及薄膜的應(yīng)用情況,并討論了今后的發(fā)展趨勢(shì)和方向。
1.1 熔體流動(dòng)速率(MFR)
MFR對(duì)BOPP薄膜加工過(guò)程有重要影響。在一定加工條件下,若聚丙烯的MFR過(guò)小,則熔體流動(dòng)性差,在加工過(guò)程中易導(dǎo)致原料分布不均,不易填滿模具,從而影響制品質(zhì)量;反之,若MFR過(guò)大,則容易導(dǎo)致熔體局部過(guò)熱產(chǎn)生固化等現(xiàn)象,影響后續(xù)雙向拉伸工藝。一般地,聚丙烯的MFR控制在2.0~4.0 g/10 min。工業(yè)生產(chǎn)上,聚丙烯的MFR主要通過(guò)氫氣與丙烯的進(jìn)料比控制。張衛(wèi)華等[3]報(bào)道了中國(guó)石油天然氣股份有限公司(簡(jiǎn)稱中國(guó)石油)蘭州石化分公司通過(guò)調(diào)控聚合反應(yīng)釜中的氫氣用量,生產(chǎn)了MFR為0.2~6.0 g/10 min的聚丙烯,而且,聚丙烯的MFR隨氫氣用量的增加而增大。
1.2 等規(guī)指數(shù)
聚丙烯的等規(guī)指數(shù)反應(yīng)其空間結(jié)構(gòu)的規(guī)整程度,直接影響B(tài)OPP薄膜的加工和產(chǎn)品質(zhì)量。等規(guī)指數(shù)過(guò)低,BOPP薄膜的挺度、光澤度、橫向和縱向拉伸強(qiáng)度等受負(fù)面影響;等規(guī)指數(shù)過(guò)高,結(jié)晶度增加,使產(chǎn)品的硬度、剛度、模量等增加,而韌性和斷裂伸長(zhǎng)率等下降,在加工過(guò)程中,易出現(xiàn)破膜、斷膜等現(xiàn)象,影響正常生產(chǎn)。為保證BOPP成膜率,聚丙烯的等規(guī)指數(shù)通常控制在95.0%~97.0%。工業(yè)生產(chǎn)上,聚丙烯的等規(guī)指數(shù)主要通過(guò)外給電子體與主催化劑加入量的比例[即n(Si)∶n(Ti)]進(jìn)行控制。一般而言,n(Si)∶n(Ti)越大,聚丙烯的等規(guī)指數(shù)越高,反之越小。此外,外給電子體種類對(duì)聚丙烯的等規(guī)指數(shù)也有較大影響。通常,采用二烷氧基類外給電子體可提高聚丙烯的等規(guī)指數(shù)。日本三井石油化學(xué)工業(yè)公司開發(fā)了二環(huán)丙基二甲氧基硅烷外給電子,用其制備的聚丙烯的等規(guī)指數(shù)可達(dá)99.3%[4],而使用三烷氧基類外給電子體制備的聚丙烯的等規(guī)指數(shù)只有90.0%。
1.3 灰分
聚丙烯的灰分含量主要影響B(tài)OPP薄膜的晶點(diǎn)、霧度和電絕緣性能等?;曳趾吭降停珺OPP薄膜的綜合性能越好。生產(chǎn)普通薄膜和共擠出薄膜時(shí),聚丙烯的灰分含量應(yīng)小于250 μg/g,最好在200 μg/g以下。對(duì)于電容膜,灰分含量應(yīng)小于50 μg/g,最好在35 μg/g以下。聚丙烯的灰分含量主要與主催化劑的聚合活性、助催化劑和除酸劑的種類及加入量有關(guān)。通常,采用降低丙烯原料中雜質(zhì)含量、使用高活性催化劑以及選擇合適的聚合工藝等手段來(lái)降低主催化劑、助催化劑和除酸劑的用量,以達(dá)到降低灰分含量的目的。美國(guó)格雷斯公司將其開發(fā)的第六代Ziegler-Natta催化劑C501和C601用于丙烯聚合時(shí),催化劑活性最高可達(dá)100 kg/g,而且降低了助催化劑和除酸劑的用量,所制聚丙烯的灰分含量從250 μg/g降至150 μg/g,極大提升了聚丙烯的品質(zhì)和應(yīng)用范圍。此外,在聚丙烯的包裝和運(yùn)輸過(guò)程中也容易引入雜質(zhì),導(dǎo)致灰分含量增加。因此,實(shí)際操作上,應(yīng)保持包裝庫(kù)房環(huán)境整潔,保證包裝袋具有良好的抗靜電能力,從而減少聚丙烯對(duì)灰塵的吸附;同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品裝卸和運(yùn)輸過(guò)程管理,防止二次污染。
1.4 相對(duì)分子質(zhì)量及其分布
BOPP薄膜專用樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布對(duì)其力學(xué)性能和加工性能都有重要影響。相對(duì)分子質(zhì)量分布寬,加工性能好,但所制薄膜的強(qiáng)度低;相對(duì)分子質(zhì)量分布窄,薄膜的強(qiáng)度高,但加工性能變差[5]。為了平衡BOPP薄膜的加工性能和力學(xué)性能,將聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量分布控制在4~6。這主要由主催化劑的性能決定,但在聚合和后處理工序等都可以進(jìn)一步調(diào)控聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布。Yang等[6]研究發(fā)現(xiàn),隨著助催化劑烷基鋁中烷基取代基體積的增大,所制聚丙烯的重均分子量和數(shù)均分子量均有所增加,但相對(duì)分子質(zhì)量分布變窄。此外,當(dāng)n(Al)∶n(Ti)較低時(shí),提高助催化劑用量,可使聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量分布變窄。Kissin等[7]研究了聚合溫度對(duì)聚丙烯相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚合溫度高于70 ℃時(shí),隨著聚合溫度升高,鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)加劇,聚丙烯重均分子量明顯降低,相對(duì)分子質(zhì)量分布變窄。1998年,美國(guó)聯(lián)合碳化物公司的專利也提到了采用提高聚合溫度到80 ℃以上制備窄相對(duì)分子質(zhì)量分布聚丙烯的方法[8]。
2.1 國(guó)外研究進(jìn)展
由于BOPP薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且消費(fèi)量極高,因此,國(guó)外先進(jìn)石化公司很早就研發(fā)和生產(chǎn)了BOPP薄膜專用樹脂,取得顯著成效,并快速占領(lǐng)市場(chǎng)。荷蘭利安德巴塞爾工業(yè)公司在雙環(huán)管Spheripol工藝上,采用與工藝配套的催化劑成功開發(fā)了系列BOPP薄膜專用樹脂,牌號(hào)及性能見表1。
北歐化工公司采用Borstar工藝開發(fā)了系列BOPP薄膜專用樹脂,多為高端產(chǎn)品,牌號(hào)及性能見表2。
日本住友公司開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂的性能非常突出。該公司生產(chǎn)的消光膜專用均聚聚丙烯FS3011E3的拉伸斷裂應(yīng)力高達(dá)47 MPa,所制BOPP薄膜具有挺度高、雜質(zhì)含量低、晶點(diǎn)少等特點(diǎn),深受下游用戶認(rèn)可;電容膜專用均聚聚丙烯SF226,F(xiàn)S3028,F(xiàn)S3029等的灰分含量低至30 μg/g,所制BOPP薄膜的絕緣性能佳;三元共聚聚丙烯FS5612在熱封膜領(lǐng)域的應(yīng)用非常好,產(chǎn)品的透明性好,霧度為0.5%,起始熱封溫度低,為120 ℃。具體性能見表3。
表1 利安德巴塞爾工業(yè)公司開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂的性能Tab.1 Properties of BOPP resin produced by Lyondell Basell
表2 北歐化工公司開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂的性能Tab.2 Properties of BOPP resin produced by Borealis
表3 日本住友公司開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂的性能Tab.3 Properties of BOPP resin produced by Sumitomo
此外,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,下游用戶認(rèn)可度較高的BOPP薄膜專用樹脂還包括:美國(guó)??松梨诠旧a(chǎn)的PP4792,臺(tái)塑永嘉公司生產(chǎn)的2020和2020S,美國(guó)格雷斯公司生產(chǎn)的L5D98,比利時(shí)Solvay公司生產(chǎn)的KS409以及中海殼牌合資公司生產(chǎn)的HP425J等?;拘阅芤姳?。
表4 其他公司開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂的性能Tab.4 Properties of BOPP resin produced by other companies
2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
早在20世紀(jì)80年代,國(guó)內(nèi)石化公司已經(jīng)開始了聚丙烯專用樹脂的開發(fā)。中國(guó)石油化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱中國(guó)石化)率先在國(guó)內(nèi)進(jìn)行BOPP薄膜專用樹脂的研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn),開發(fā)了不同應(yīng)用領(lǐng)域的BOPP薄膜專用樹脂。按聚合物類型可分為均聚聚丙烯(如F03G,F(xiàn)280,F(xiàn)280S,F(xiàn)280M,F(xiàn)300M,T36F,T46F,F(xiàn)400H,YF3003,F(xiàn)1002,F(xiàn)2002,F(xiàn)3002等)和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(如T36FE,EP3T46F等)。中國(guó)石化茂名分公司(簡(jiǎn)稱茂名石化公司)采用新型催化劑,通過(guò)調(diào)整聚合工藝,提高了聚丙烯的等規(guī)指數(shù),降低了可溶物含量,而且聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量和晶核大小可控,成功開發(fā)了高挺度BOPP薄膜專用樹脂F(xiàn)280M,該樹脂具有相對(duì)分子質(zhì)量分布寬、透明度高、抗沖擊性能好的特點(diǎn),更適于高速拉膜[9]。中國(guó)石化廣州分公司使用NA催化劑,在引進(jìn)的三井石油化學(xué)工業(yè)公司的Hypol工藝裝置上,成功開發(fā)了可高速拉伸的專用樹脂F(xiàn)400H,加工試驗(yàn)表明,F(xiàn)400H質(zhì)量穩(wěn)定,拉膜速度達(dá)到380 m/min以上,破膜率低,成膜性能好,膜厚均勻,外觀正常,能滿足高速生產(chǎn)線的要求[10]。中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱上海石化公司)使用自主開發(fā)的DQ-5催化劑,在Spheripol工藝裝置上,開發(fā)了可高速拉伸的專用樹脂F(xiàn)280S[11]。茂名石化公司在國(guó)產(chǎn)二代環(huán)管工藝裝置上開發(fā)的均聚聚丙烯F300M具有MFR、等規(guī)指數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)量分布指標(biāo)控制合理,產(chǎn)品灰分含量低等特點(diǎn),制備的BOPP薄膜在標(biāo)簽類產(chǎn)品上具有霧度低、清晰度高等特點(diǎn)。此外,上海石化公司成功開發(fā)了電工膜專用低灰分含量樹脂,該產(chǎn)品的灰分含量控制在40 μg/g左右,低于BOPP電工膜要求的50 μg/g[12]。
中國(guó)石油相繼開發(fā)了系列BOPP薄膜專用樹脂(如均聚聚丙烯BOPP-D1,T28F,T36F,T36FD,F(xiàn)1002B,L5D98,L5D98D,XH1356;無(wú)規(guī)共聚聚丙烯T28FE,T38FE等)。早在2002年,中國(guó)石油大慶石化分公司通過(guò)聚合工藝研究和產(chǎn)品對(duì)標(biāo)分析等手段,確定了BOPP薄膜專用樹脂的MFR、等規(guī)指數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)量等,并在100 kt/a的Spheripol雙環(huán)管工藝裝置上成功開發(fā)了BOPP薄膜專用樹脂BOPP-D1[13]。2008年,中國(guó)石油大慶煉化分公司成功開發(fā)了T28FE,產(chǎn)品質(zhì)量獲得華南區(qū)域BOPP薄膜生產(chǎn)廠家的認(rèn)可,廣泛用于食品保鮮膜、標(biāo)簽?zāi)?、香煙膜和鍍鋁膜等領(lǐng)域,并迅速占領(lǐng)了廣東BOPP薄膜市場(chǎng)的高端領(lǐng)域,結(jié)束了中國(guó)石油沒有可高速拉伸薄膜專用樹脂的歷史[14]。2011年,中國(guó)石油石油化工研究院自主開發(fā)了高效球形PSP-01催化劑,在中國(guó)石油撫順石化分公司90 kt/a的Spheripol液相本體聚丙烯工藝裝置上成功開發(fā)了可高速拉伸的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯T38FE,加工試驗(yàn)表明,T38FE的破膜次數(shù)在正常范圍之內(nèi),極大提高了生產(chǎn)線速度和成膜性,能替代進(jìn)口原料生產(chǎn)18 μm厚的高速彩印薄膜,適合大規(guī)模BOPP薄膜的生產(chǎn)[15]。2013年,中國(guó)石油大連石化分公司利用PSP-01催化劑成功開發(fā)了加工速度高達(dá)504 m/min的均聚聚丙烯T36FD,用戶試用表明,T36FD易加工,且加工過(guò)程無(wú)破膜、斷膜現(xiàn)象,所制BOPP薄膜具有良好的挺度、延展性、機(jī)械強(qiáng)度和透明性,產(chǎn)品全部達(dá)到優(yōu)級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)[16]。此外,中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司采用Ineos工藝,并使用專利商提供的CD催化劑,成功開發(fā)了煙膜專用樹脂F(xiàn)1002B[17]。中國(guó)石油廣西石化分公司、中國(guó)石油四川石化分公司和中國(guó)石油撫順石化分公司在Unipol氣相聚丙烯工藝裝置上開發(fā)的BOPP薄膜專用樹脂L5D98,MFR和等規(guī)指數(shù)控制合理,灰分含量低,所制BOPP廣泛應(yīng)用在消光膜、包裝膜和鍍鋁膜領(lǐng)域[18]。最近,中國(guó)石油廣西石化分公司聯(lián)合中國(guó)石油石油化工研究院通過(guò)研究聚合工藝、抗氧劑配方及產(chǎn)品結(jié)構(gòu),成功開發(fā)了高清晰BOPP薄膜專用樹脂L5D98D,并完成了產(chǎn)品加工試驗(yàn),生產(chǎn)了高清膜、消光膜、復(fù)合膜和熱封膜等。加工試驗(yàn)表明,L5D98D的綜合性能優(yōu)良,適合生產(chǎn)多種BOPP薄膜。
3.1 普通型BOPP薄膜
普通型BOPP薄膜主要用于印刷、制袋以及膠帶等領(lǐng)域。目前,用量最大的是印刷膜,其次是膠帶膜,然后是制袋膜。BOPP薄膜作為一種印刷基材,具有輕盈透明、防潮抗氧、氣密性好、有韌性、耐折、表面光滑、耐熱酸堿、耐溶劑、耐摩擦、耐撕裂,而且能再現(xiàn)商品的造型、色彩等優(yōu)點(diǎn)。BOPP薄膜在印刷方面,凹版印刷約占22%,膠印占42%、凸印占20%、柔印占8%、其他占8%。膠帶膜近幾年來(lái)起伏較大,但總體增幅可觀,其用量約占整個(gè)BOPP消耗總量的30%。膠帶膜的生產(chǎn)廠家分布極為不均,主要分布在華南和華東地區(qū),產(chǎn)量以永大(中山)有限公司為首,蒼南縣華廈薄膜廠次之,這兩家占據(jù)了國(guó)內(nèi)膠帶生產(chǎn)的半壁江山。
3.2 消光膜
BOPP消光膜是一種高霧度、低光澤度且具有呈漫反射狀消光效果的薄膜,其表現(xiàn)類似紙面,因此反射光弱而柔和。將其復(fù)合于包裝材料表面,可以消除膜面反光,使印刷圖案逼真,并具有立體感和良好的手感,因此,廣泛應(yīng)用于高檔包裝產(chǎn)品。BOPP消光膜的制備方法為:采用專用生產(chǎn)線將聚丙烯和功能性添加劑混合,熔融混煉并制成片材,然后將片材在縱、橫兩個(gè)方向拉伸,使其高度取向制成薄膜;其拉伸倍率(縱向和橫向拉伸倍率的乘積,與生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)能力有關(guān))一般為片材寬度的40~60倍,生產(chǎn)速度為100~400 m/ min,薄膜厚度為4~50 μm。
3.3 珠光膜
與普通BOPP薄膜相比,BOPP珠光膜具有綢緞般的質(zhì)感、柔和悅目的珍珠光澤,密度低,平整性和氣體阻隔性優(yōu)良,廣泛應(yīng)用于干果、雪糕、糖果、高檔香皂、禮品等行業(yè)的直接包裝;同時(shí)它還是一種較好的印刷基襯,在進(jìn)行表面印刷時(shí)可不必進(jìn)行滿版打底。因此,BOPP珠光膜倍受青睞。BOPP珠光膜母料的主要成分是CaCO3,由于母料對(duì)PP的黏合力較低,經(jīng)拉伸可以形成無(wú)數(shù)均勻的空穴。當(dāng)光線進(jìn)入空穴時(shí),發(fā)生干涉,多層次的干涉光最終形成了珠光效應(yīng)。多數(shù)珠光母料中都加入鈦白粉,主要起遮蓋作用,以提高薄膜的遮光度和白度,但對(duì)珠光色有一定的削弱作用。
3.4 煙膜
煙膜是一種高檔的BOPP薄膜,具有熱封溫度低、阻隔性能好、透明度高、厚度均勻等特點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)對(duì)煙膜的需求量為680 kt/a。煙膜的主要生產(chǎn)廠包括湛江包裝材料企業(yè)有限公司、云南紅塔塑膠有限公司、昆明昆嶺薄膜工業(yè)公司、南京中達(dá)制膜股份有限公司、貴州西眾塑膠有限公司、佛山東方塑料集團(tuán)有限公司、海南現(xiàn)代企業(yè)股份有限公司、浙江杭寶特種薄膜廠等。
3.5 復(fù)合膜
BOPP薄膜可以與多種不同材料復(fù)合,以滿足特殊的應(yīng)用需要。BOPP薄膜與鋁箔等復(fù)合可得到高度阻氣、阻濕、透明、耐高溫、耐低溫、耐蒸煮、耐油的復(fù)合膜,可應(yīng)用于油性食品、干燥食品、浸漬食品、各種蒸煮熟食、味精、煎餅、年糕等的包裝。此外,在BOPP基膜上涂上防潮或阻隔材料,能夠極大提高其防透過(guò)性能,可用于中醫(yī)藥的顆粒劑、粉劑、散劑及藥材的包裝。
近年來(lái),BOPP紙塑復(fù)合材料在包裝上發(fā)展十分迅速,廣泛應(yīng)用于書刊、掛歷等的包裝。這主要得益于BOPP透明性高,防潮性好,且質(zhì)輕、挺直等優(yōu)良性能。
3.6 鍍鋁膜
鍍鋁膜是采用特殊工藝在BOPP薄膜表面鍍上一層極薄的金屬鋁而形成的一種復(fù)合軟包裝材料,真空鍍鋁法是最常用的加工方法之一,即在高真空狀態(tài)下,通過(guò)高溫將金屬鋁熔化蒸發(fā),使鋁蒸汽沉淀堆積到BOPP薄膜表面,從而使薄膜表面具有金屬光澤。由于它既具有BOPP薄膜的特性,又具有金屬的特性,因此是一種廉價(jià)美觀、性能優(yōu)良、實(shí)用性強(qiáng)的包裝材料。目前,主要應(yīng)用于餅干、膨化食品以及一些醫(yī)藥、化妝品的外包裝。
國(guó)內(nèi)學(xué)者和科技工作者在鍍鋁膜領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究。梁現(xiàn)峰等[19]對(duì)高阻隔鍍鋁型BOPP薄膜原料和工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究,研制出兩種低成本和高阻隔BOPP鍍鋁膜配方,與國(guó)外同類產(chǎn)品相比,該產(chǎn)品的熱收縮率低、阻隔率高。陳鑄紅等[20]研究了超薄薄膜專用低溫?zé)岱夤δ芨男阅噶希诜鶎挒?.2 m的BOPP薄膜生產(chǎn)線上生產(chǎn)了厚度小于10 μm的超薄型低溫?zé)岱釨OPP鍍鋁膜,并分析其各項(xiàng)性能。結(jié)果表明,該BOPP鍍鋁膜具有良好的厚度均勻性、較低的起始熱封溫度、較高的表面潤(rùn)濕張力和較好的光學(xué)性能,滿足客戶需求。
3.7 電容膜
BOPP電容膜由于具有無(wú)極性、絕緣阻抗高、頻率響應(yīng)寬廣、介質(zhì)損失小等優(yōu)點(diǎn),因此,大量應(yīng)用于交流電機(jī)、家用電器、電力電容器等領(lǐng)域,是BOPP薄膜類的頂端產(chǎn)品。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)有20余家電容膜生產(chǎn)商,絕大部分是采用專用設(shè)備生產(chǎn),有些則是改造生產(chǎn)BOPP包裝印刷膜的設(shè)備生產(chǎn)的。目前,國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能達(dá)80 kt,由于尚有部分沒有投產(chǎn),實(shí)際年產(chǎn)量約60 kt,其中,生產(chǎn)規(guī)模最大的為安徽銅峰電子股份有限公司,年產(chǎn)能12 kt,浙江大東南集團(tuán)有限公司、浙江南洋電子薄膜有限公司、佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司的年產(chǎn)能均約為10 kt。生產(chǎn)線大多從德國(guó)布魯克納公司引進(jìn),薄膜寬度從3.2 m擴(kuò)展到5.2 m,加工速度從150 m/min提高到300 m/min,厚度已降至3 μm,品種從原有的金屬化膜和粗化膜,升級(jí)到耐高溫電容膜。與普通薄膜相比,其彈性模量增加40%以上,縱向熱收縮率降低0.8%,介電強(qiáng)度增大50 V,用其制備的電容器的耐壓性和耐候性大幅提高。
3.8 特種BOPP薄膜
特種BOPP薄膜的品種很多,目前,比較成熟的產(chǎn)品有激光壓印膜和防霧膜等,雖用量較小,但附加值高。BOPP激光壓印膜由激光壓印基材膜制成,其表面經(jīng)過(guò)壓印后可反射不同的圖案,圖案可根據(jù)要求制作。激光壓印膜具有壓印效果清晰、成像性好、制品透明性佳的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信卡、名牌煙酒、藥品等的防偽包裝。BOPP防霧膜是國(guó)際上迅速發(fā)展的新材料,其突出特點(diǎn)是,即使在高低溫變化下,薄膜表面也不會(huì)由于水分的蒸發(fā)形成水霧,并有一定的防菌抗菌作用,主要用于新鮮水果、蔬菜、食用菌等包裝。隨著社會(huì)的發(fā)展,特種BOPP薄膜的需求將進(jìn)一步增長(zhǎng),個(gè)性化的要求也越來(lái)越高,同時(shí)附加值將更進(jìn)一步體現(xiàn)。
BOPP薄膜因其優(yōu)良的綜合性能而得到廣泛應(yīng)用,并推動(dòng)了國(guó)內(nèi)BOPP薄膜專用樹脂的發(fā)展。國(guó)內(nèi)石化公司開發(fā)了系列BOPP薄膜專用樹脂,但與國(guó)外先進(jìn)聚烯烴公司生產(chǎn)的專用樹脂的綜合性能還存在差距,有些BOPP薄膜專用樹脂(如用于高挺度煙膜、高潔凈鍍鋁膜、高透清晰膜、超高速膜和電容膜等)仍不能滿足下游用戶需求,需依靠進(jìn)口。為此,國(guó)內(nèi)BOPP生產(chǎn)企業(yè)和BOPP薄膜加工企業(yè)需要緊密結(jié)合,加大研發(fā)投入,共同攻關(guān),開發(fā)市場(chǎng)需求旺盛的產(chǎn)品。一方面,聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)須盡快提高產(chǎn)品檔次,加快共聚合產(chǎn)品及電容膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),以滿足市場(chǎng)需求,打破進(jìn)口產(chǎn)品壟斷的局面;另一方面,BOPP薄膜加工企業(yè),應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)BOPP的性能特點(diǎn)和實(shí)際消費(fèi)需求,進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整產(chǎn)品加工工藝,開發(fā)產(chǎn)銷適路的BOPP薄膜,逐步降低對(duì)進(jìn)口樹脂的依賴程度。
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Research and Development of BOPP
Tan Kuilong1,Chen Xingfeng2,Yuan Yuan1,Wang Naidong2,Su Yushan3,Yi Jianjun1
(1. Petrochemical Research Institute, PetroChina, Beijing 102206, China; 2. Guangxi Petrochemical Co., PetroChina, Qinzhou 535008,China; 3. South China Chemicals Marketing Co., PetroChina, Guangzhou 510655, China)
This paper reviews the basic properties,application and production capacity of biaxially oriented polypropylene(BOPP)film in China as well as the research and development of the grade,structure and usage of the resin in advanced polyolefin companies. The structural characteristics and properties such as melt flow rate,isotactic index,ash,relative molecular mass and molecular weight distribution are also introduced. It suggests that the BOPP plants and BOPP film manufacturers should cooperate mutually to develop new BOPP film that meets the requirements of the market and reduce the dependence of imported resin according to the properties and demands of the resin in China.
biaxially oriented polypropylene; film special resin; structural characteristics; research & development
TQ 325.1+4
A
1002-1396(2017)01-0085-06
2016-07-27;
2016-10-26。
譚魁龍,男,1982年生,博士,高級(jí)工程師,2009年畢業(yè)于北京化工大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè),現(xiàn)主要從事聚烯烴催化劑和聚合工藝的研究工作。聯(lián)系電話:(010)80165460;E-mail:tankuilong@petrochina.com.cn。
*通信聯(lián)系人。E-mail:yijianju@petrochina.com.cn。