CN101412829B - 可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜及其生产方法。所述聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，其原料组分组成主要包括，聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸酯聚合物、二枯基过氧化物、聚乙烯蜡和抗氧剂。聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产工序主要包括，熔融混炼、薄膜膜胚挤出、吹膜成型和冷却定型。本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，包装袋灌装沥青时承温可达140℃，沥青施工使用时连同包装袋将沥青投入加热容器中，在160～165℃下搅拌约15分钟，包装袋可完全熔融于沥青中，且无任何残留物，薄膜本身的生产加工温度仅为170～185℃，远远低于聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等基料的加工温度(一般为210～250℃)。
Description
技术领域
本发明涉及沥青包装袋技术领域，更具体地说，是涉及一种可熔型沥青包装袋用聚合物薄膜及其生产方法。
技术背景
沥青作为石油化工的重要产品之一，广泛用于道路、工程建设等国民经济的各个领域。其中产量最大的是道路石油沥青，据不完全统计，我国沥青的年产量为500～800万吨，年进口量大于100万吨，年消耗量600～900万吨。沥青的包装，传统方式是采用铁桶包装。采用铁桶作为沥青的运输包装，其不足的地方，一是由于铁桶自重大，占用较大的运输空间，且铁桶造价较高，导致运输成本较高；二是在使用过程中，首先要加热铁桶待桶内沥青熔融后才能将沥青倒出，这样即耗费能源，铁桶又不便处理，残留在桶内的沥青不但浪费而且还会对环境造成污染。为了克服采用铁桶包装运输沥青存在的不足，目前沥青短距离的运输广泛使用槽车，但采用槽车运输沥青存在的问题是，用槽车长距离运输沥青，运输成本太高，非常不经济。沥青采用槽车运输存在的另一个问题是，对于道路不畅的地方，无法将沥青运至目的地，更不能解决因价格和施工影响的冬储夏用的矛盾。近年来，人们为了解决沥青铁桶包装和槽车包装运输存在的问题，有许多研究单位投入了大量的人力物力攻关，以期研制出熔化型或剥离型的高分子材料沥青包装袋，取代桶装和槽车运输沥青，但目前文献报道的现有技术高分子材料包装袋，据发明人所知，制作包装袋的材料，所能承受的极限温度只有130℃，包装袋与沥青混熔时不能完全混熔，给施工带来极大不便，所以现有技术高分子材料包装袋未能得到很好的推广应用。
发明内容
针对现有技术的高分子材料沥青包装袋存在的问题，本发明的目的旨在提供一种用于生产加工可熔型沥青包装袋的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜及其生产方法，以解决现有技术的高分子材料沥青包装袋材料存在的承受极限温度低，包装袋与沥青混熔时不能完全混熔，给施工带来极大不便等问题。
本发明下面公开的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，可以解决本发明所要解决的上述技术问题。
本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，其薄膜的主要原料组分组成，以重量百分比计为：
聚丙烯 60～85％
聚乙烯 6.0～30％
聚碳酸酯 6.0～20％
丙烯酸酯聚合物 1.0～3.0％
二枯基过氧化物 0.2～1.0％
聚乙烯蜡 1.0～3.0％
抗氧剂 0.8～2.5％。
在上述可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜中，其所说的抗氧剂优先采用混合型抗氧剂，即采用由型号为1010的受阻酚抗氧剂和型号为168的抗氧剂混合形成的抗氧剂。对于混合型抗氧剂，其中1010型受阻酚抗氧剂和168型抗氧剂在薄膜原料组分组成中的重量含量最好分别为0.3～1.0％和0.5～1.5％，即1010型受阻酚抗氧剂含量为0.3～1.0％，168型抗氧剂含量为0.5～1.5％。
本发明上述所公开的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，可由本发明提供的产方法来生产。
本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产方法，主要包括以下加工工序：
(1)熔融混炼：将确定的组分原料预混合后送入并列设置的两台挤出机或双机组挤出机进行熔融混炼，熔融混炼温度控制为170℃～185℃；
(2)薄膜膜胚挤出：经充分混炼熔融后的两部分熔体分别送入机头，在机头内汇集形成双层复合态熔体，膜胚从机头模口以筒形熔体挤出，机头温度控制为175℃～180℃；
(3)吹膜成型：由机头模口挤出的筒形熔体膜胚采取下吹膜法吹膜成型， 筒形薄膜吹胀比为1.4～1.6；
(4)冷却定型：采用下吹膜法吹膜成型的薄膜，在牵引装置的牵引下通过外部水浴冷却装置被冷却定型，即制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜。
在上述聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产方法中，经充分混炼熔融后的两部分熔体优先考虑以相互交叉的方向分别进入机头，在机头内被汇集形成熔体流方向相互交叉的双层复合态熔体，最好是以相互垂直的方向分别进入机头，在机头内被汇集形成熔体流方向相互垂直的双层复合态熔体。
用本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜制作的沥青包装袋，包装袋灌装沥青时承温可达140℃，沥青施工使用时连同包装袋将沥青投入加热容器中，在160～165℃下搅拌约10～15分钟，包装袋可完全熔融于沥青中，且无任何残留物。因此，在道路沥青施工中，包装袋无需剥离或脱包，也无需在熔融沥青中打捞残留物即可进行喷洒施工，且不会堵塞喷嘴，同时混熔有聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜包装袋熔融物的沥青，其物理、化学性能无任何不良影响。因此，采用本发明的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜制作沥青包装袋，在沥青施工中可大大减少工人的劳动强度和操作不当带来的危险，施工后无包装废弃物，对环境无任何污染，为文明施工提供了可靠保障。
本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，是以聚丙烯为基料，聚丙烯的加工温度一般为210～250℃，但本发明的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜其吹膜加工温度仅为170～185℃，即在170～185℃下就可将膜胚吹至设计尺寸的薄膜，较之其基料的加工温度大大降低，具有超低温加工性能。本发明的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜加工温度大为降低的原因，是由于薄膜原料中含有丙烯酸酯类共聚物、有机过氧化物等多种降低树脂熔点的添加剂，在它们的协效作用下所产生的结果。聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的超低温加工性能是本发明的重要特点之一。本发明的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜所具有的这一超低温加工特性，使薄膜的生产能耗大幅度地降低，大大节约了薄膜的生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。本发明提供的聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜低温加工工艺也突破了聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等的常规吹膜工艺。
为了克服单层薄膜沥青包装袋存在的这样或那样的缺点，本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，采用双层共挤工艺方法，将两部分 聚合物熔体在机头内汇聚在一起形成双层复合膜状熔体，由机头模口挤出的筒形膜胚熔体经下吹法吹膜成型、外部水浴冷却定型制得两层共挤复合薄膜。在本发明提供的生产聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜工艺方法中，由于下吹法中的“膜泡”运动方向与冷却空气运动方向呈逆向，“膜泡”又由外部水浴冷却，冷却效果优异，吹制成型的薄膜被迅速冷却定型，由于“膜泡”的快速冷却可以减少聚合物的结晶和避免大晶粒的生成，有利于提高薄膜的质量。因此，本发明提供的生产聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜工艺方法，完全解决了本发明选用结晶性聚合物生产可熔型沥青包装袋用薄膜质量疑虑问题。
本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，除了其承温可达140℃，满足包装袋灌装沥青时需要，沥青施工使用时连同包装袋将沥青投入加热容器中，在160～165℃下搅拌约10～15分钟，包装袋可完全熔融于沥青中，无任何残留物外，还具有优良的力学性能，其抗张强度、应变率和断裂伸长率都优于标准要求的指标，其技术指标全部达到了国标GB/T4456-1996《包装用聚乙烯吹塑薄膜》、包装协会BB/T0021—2001《环保型沥青软包装袋》标准。本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的性能指标及测试结果如附表1所示。
附表1
本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，概括起来具有 以下优良性能：
1、低温热熔性，在160～165℃下搅拌1约10～15分钟，包装袋可完全熔融于沥青中，无任何残留物。
2、高耐热性，由聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜制作的沥青包装袋，罐装沥青时能耐140℃高温。
3、高耐寒性，制作的沥青包装袋能耐—20℃的低温，在高寒地区长期低温保存而不会变脆。
4、高环保性，完全熔融于沥青中，且无任何残留物遗留施工现场污染环境。
5、优良的力学性，其抗张强度、应变率和断裂伸长率都优于标准要求的指标，能满足自动化包装生产线包装和运输的要求。
6、良好阻隔性，能够防止水蒸气和其他物质的渗透。
7、热封合性：热封温度低，热封合强度高。
本发明还具有其它一些方面的积极效果。
具体实施方式
下面给出的实施例是对本发明的具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术熟练人员根据上述公开的发明内容对本发明做出非本质性的改进和调整并不是难事，但这样的改进与调整仍属于本发明的范围。
在下面各实施例中，除特别说明外，各组分的份数均为重量份数，各组分的百分比均为重量百分比。
下面以列表的形式给出本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的实施例。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 聚丙烯 | 80 | 65 | 70 | 75 |
| 聚乙烯 | 7 | 20 | 12 | 13 |
| 聚碳酸酯 | 8 | 10 | 10 | 7 |
| 丙烯酸酯聚合物 | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 1.5 |
| 二枯基过氧化物 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 0.4 |
| 聚乙烯蜡 | 1.0 | 2.0 | 2.5 | 1.5 |
| 1010型受阻酚抗氧剂 | 0.7 | 0.4 | 0.5 | 1.0 |
| 168型抗氧剂 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 0.6 |
下面给出本发明提供的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜生产方法的实施例
实施例1
(1)熔融混炼：将上述可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜实施例确定的配方组分原料进行预混合，然后将充分混合后的原料送入并列设置的两台挤出机进行熔融混炼，熔融混炼温度控制为约185℃左右；
(2)薄膜膜胚挤出：经充分混炼熔融后的两部分熔体以相互交叉的方向分别进入机头，在进入机头内两部分熔体被汇集形成熔体流方向相互交叉的双层复合态熔体，薄膜膜胚从机头模口以筒形熔体挤出，机头温度控制为约180℃左右；
(3)吹膜成型：由机头模口挤出的筒形熔体膜胚采取下吹膜法吹膜成型，筒形薄膜吹胀比为1.4，即筒形熔体膜胚的直径尺寸吹胀至1.4倍；
(4)冷却定型：采用下吹膜法吹膜成型的薄膜，在牵引装置的牵引下通过外部水浴冷却装置被冷却定型，即制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜；
(5)薄膜收卷：制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜由收卷装置收卷集成卷。
实施例2
(1)熔融混炼：将上述可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜实施例确定的配方组分原料进行预混合，然后将充分混合后的原料送入双机组挤出机进行熔融混炼，熔融混炼温度控制为约180℃左右；
(2)薄膜膜胚挤出：经充分混炼熔融后的两部分熔体以相互垂直的方向分别进入机头，在进入机头内两部分熔体被汇集形成熔体流方向相互垂直的双层复合态熔体，薄膜膜胚从机头模口以筒形熔体挤出，机头温度控制为约175℃左右；
(3)吹膜成型：由机头模口挤出的筒形熔体膜胚采取下吹膜法吹膜成型， 筒形薄膜吹胀比为1.6，即筒形熔体膜胚的直径尺寸吹胀至1.6倍；
(4)冷却定型：采用下吹膜法吹膜成型的薄膜，在牵引装置的牵引下通过外部水浴冷却装置被冷却定型，即制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜；
(5)薄膜收卷：制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜由收卷装置收卷集成卷。
Claims (6)
1.一种可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，其特征在于薄膜的主要原料组分组成，以重量百分比计为：
聚丙烯 60～85％
聚乙烯 6.0～30％
聚碳酸酯 6.0～20％
丙烯酸酯聚合物 1.0～3.0％
二枯基过氧化物 0.2～1.0％
聚乙烯蜡 1.0～3.0％
抗氧剂 0.8～2.5％。
2.根据权利要求1所述的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，其特征在于所说的抗氧剂为混合型抗氧剂，是由型号为1010的受阻酚抗氧剂和型号为168的抗氧剂混合而成。
3.根据权利要求2所述的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜，其特征在1010型受阻酚抗氧剂在薄膜原料组分组成中的重量含量为0.3～1.0％，168型抗氧剂在薄膜原料组分组成中的重量含量为0.5～1.5％。
4.制备权利要求1至3中任一项权利要求所述可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产方法，其特征在于主要包括以下加工工序：
(1)熔融混炼：将确定的组分原料预混合后送入并列设置的两台挤出机或双机组挤出机进行熔融混炼，熔融混炼温度控制为170℃～185℃；
(2)薄膜膜胚挤出：经充分混炼熔融后的两部分熔体分别进入机头，在机头内汇集形成双层复合态熔体，膜胚从机头模口以筒形熔体挤出，机头温度控制为175℃～180℃；
(3)吹膜成型：由机头模口挤出的筒形熔体膜胚采取下吹膜法吹膜成型，筒形薄膜吹胀比为1.4～1.6；
(4)冷却定型：采用下吹膜法吹膜成型的薄膜，在牵引装置的牵引下通过外部水浴冷却装置被冷却定型，即制得可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜。
5.根据权利要求4所述的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产方法，其特征在于经充分混炼熔融后的两部分熔体以相互交叉的方向分别进入机头，在机头内被汇集形成熔体流方向相互交叉的双层复合态熔体。
6.根据权利要求5所述的可熔型沥青包装袋用聚烯烃/聚碳酸酯合金薄膜的生产方法，其特征在于经充分混炼熔融后的两部分熔体以相互垂直的方向分别进入机头，在机头内被汇集形成熔体流方向相互垂直的双层复合态熔体。
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