CN105015120A - 一种高透明聚乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种高透明聚乙烯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高透明聚乙烯薄膜及其制备方法，所述薄膜包括三层共挤膜，其内层和外层均由熔融指数为2g/10min的MLLDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE按质量比为(20-50)∶(50-80)复配而成，从而确保薄膜的高透明度和低温热封性；薄膜的中间层由熔融指数为1g/10min的HDPE和熔融指数为2g/10min？LDPE按质量比为(60-80)∶(20-40)组成，不仅有效确保了外层与内层之间的结合，还有利于提高薄膜的透明度和物理强度。本发明的制备方法在特定的吹胀比和牵引比为的条件下进行吹膜，使膜经过较大的拉伸，在保证薄膜良好的透明度和物理强度的前提下，有利于提高薄膜的热封性能。

Description

一种高透明聚乙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高透明聚乙烯薄膜及其制备方法，属于塑料加工技术领域。
背景技术
聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，它也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯材料由于无臭无毒、具有耐低温、耐腐蚀、电绝缘性优良、化学稳定性好、不易于溶解等诸多优点，因而得到了广泛应用，目前聚乙烯材料主要用于制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，也可作为电视、雷达等的高频绝缘材料，使得聚乙烯的使用量占世界聚烯烃树脂消费量的70％，占热塑性通用塑料消费量的44％。根据聚合方法、分子量及链结构的不同，聚乙烯基本上可分为三大类，即低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)，而茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。
目前，在生产薄膜的原料中，LDPE是最常见的一种树脂材料，超过一半以上产量的LDPE被制成了薄膜，这种薄膜具有良好的透明度和一定的抗拉强度，但在实际应用中，单一的LDPE薄膜已无法满足各种场合的需求，这就促使复合薄膜应运而生。复合薄膜是由两层或多层不同材料的薄膜复合而成，通过将不同薄膜复合可以获得具有各单一材料综合性质的材料，因此，现有技术常常通过调控成分组成来制备适用于不同环境的复合薄膜。例如，中国专利文献CN102294867A公开了一种光学级自粘性聚乙烯保护膜，它是由自粘层、中间层和背材层三层组成，通过共挤吹膜得到的复合膜，其中自粘层占复合膜厚度的10％～20％，中间层占复合膜厚度的60％～80％，背材层占复合膜厚度的10％～20％；自粘层由低密度聚乙烯和茂金属低密度聚乙烯按20/80～40/60wt％的比例复配而成，中间层由低密度聚乙烯和中密度聚乙烯按20/80～40/60wt％的比例复配而成，背材层由低密度聚乙烯组成。
上述技术中的复合膜虽然具有优异的自粘性和透明性，可用作保护膜，但由于该技术采用的聚乙烯材料的平均密度较低，导致复合膜的成膜硬度、挺度、及阻隔性都较差，且热封性能也不理想，在作为包装膜使用时会严重影响商品的存储质量和外观，而如果仅仅采用高密度聚乙烯材料虽然能够解决保护膜的硬度、挺度小的问题，但无法克服复合膜透明度低的缺陷，依然不能满足使用要求。因此，为了确保商品质量和包装美观，亟需研发一种同时具备很高的热封性、透明度及物理强度的聚乙烯薄膜，以满足正常的包装需要。
发明内容
本发明解决的是现有技术中的聚乙烯薄膜无法解决透明度好与高的热封性及物理强度之间的矛盾，进而提供一种同时具备很高的热封性、阻隔性、透明度及物理强度的聚乙烯薄膜及其制备方法。
本发明实现上述目的的技术方案为：
一种高透明聚乙烯薄膜，包括三层共挤膜，外层和内层均由熔融指数为2g/10min的MLLDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE组成，中间层由熔融指数为1g/10min的HDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE组成。在将本发明所述的薄膜用于包装时，所述外层与外界空气相接触，所述内层与被包装的产品接触。
所述外层和内层中的所述MLLDPE与LDPE的质量比为(20-50)∶(50-80)。
所述外层和内层中的所述MLLDPE与LDPE的质量比为35∶65。
所述中间层中的所述HDPE与LDPE的质量比为(60-80)∶(20-40)。
所述中间层中的所述HDPE与LDPE的质量比为70∶30。
所述MLLDPE的型号为SP2520；所述LDPE的型号为2420H或2426H；所述HDPE的型号为920A。在本发明中，所述SP2520为日本普瑞曼聚合物株式会社生产的MLLDPE粒料，所述2420H和2426H是扬子巴斯夫生产的LDPE，所述920A为三星道达尔生产的HDPE。
所述外层采用的所述LDPE的型号为2420H，所述内层采用的所述LDPE的型号为2426H。
所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶(3-4)∶1。
一种所述的高透明聚乙烯薄膜的制备方法，将各层原料分别加入至各层挤出机进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2-2.8、牵引比为5-7的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得所述高透明聚乙烯薄膜。
所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供10-15℃、20-40m/s的冷风。
与现有技术中的高透明聚乙烯薄膜相比，本发明所述的高透明聚乙烯薄膜及其制备方法具有如下优点：
(1)本发明所述的高透明聚乙烯薄膜，其内层和外层均由熔融指数为2g/10min的MLLDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE按质量比为(20-50)∶(50-80)复配而成，从而保证了薄膜的高透明度和低温热封性，使得本发明薄膜的内、外层均能快速热封；同时，薄膜的中间层由熔融指数为1g/10min的HDPE和熔融指数为2g/10min LDPE按质量比为(60-80)∶(20-40)复配而成，不仅有效确保了外层与内层之间的结合，更重要的是有利于提高薄膜的透明度、硬度、挺度、拉伸强度及阻隔性，从而使得本发明的聚乙烯薄膜的雾度可低至3％，软化温度低至100℃，热封强度可达45N，横向拉伸强度为28MPa，纵向拉伸强度为45MPa，纵向断裂伸长率为450％，横向断裂伸长率为600％，非常适用于液体、粉体、颗粒、纸巾、湿巾等产品的快速包装。
(2)本发明所述的高透明聚乙烯薄膜，其内层选用型号为2426H与SP2520复配，以便于开口，增大爽滑度；而其外层选用型号为2420H与SP2520复配，有助于保持印刷效果。
(3)本发明所述的高透明聚乙烯薄膜的制备方法，限定在吹胀比为2-2.8、牵引比为5-7的条件下进行吹膜，使膜经过较大的拉伸，不仅保证薄膜具有较高的透明度和挺度等物理强度，同时还有利于提高薄膜的热封性能。另外，本发明的制备方法在吹膜时选用制冷风环进行冷却，并控制冷风的温度为10-15℃、风速为20-40m/s，以压低霜线使膜骤冷实现快速结晶，从而更有力地确保了薄膜的高透明度。而如果冷风的温度过低、或者风速过小，都会导致薄膜中出现凝结水，从而影响膜的透明度，但风速也不能过大，否则将造成膜的厚度不均匀，影响薄膜质量的稳定性。
此外，本发明采用吹膜法来制备聚乙烯薄膜还具有开停机方便、选料方便、物料转换方便的优势，有效提高了生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所提供的高透明聚乙烯薄膜及其制备方法进行详细说明。在下述实施例中，1重量份表示1kg。
实施例1
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由35重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和65重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；中间层由70重量份、熔融指数为1g/10min的920A和30重量份、熔融指数为2g/10min的2426H复配而成；内层由35重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和65重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶4∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.5、牵引比为6的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供12℃、30m/s的冷风。
实施例2
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由20重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和80重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；中间层由80重量份、熔融指数为1g/10min的920A和20重量份、熔融指数为2g/10min的2426H复配而成；内层由50重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和50重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶3∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2、牵引比为7的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供10℃、20m/s的冷风。
实施例3
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由50重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和50重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；中间层由60重量份、熔融指数为1g/10min的920A和40重量份、熔融指数为2g/10min的2426H复配而成；内层由20重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和80重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶3.5∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.8、牵引比为5的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供15℃、40m/s的冷风。
实施例4
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由40重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和60重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；中间层由65重量份、熔融指数为1g/10min的920A和35重量份、熔融指数为2g/10min的2420H复配而成；内层由30重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和70重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶3.6∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.4、牵引比为5.5的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供13℃、25m/s的冷风。
实施例5
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由30重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和70重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；中间层由75重量份、熔融指数为1g/10min的920A和25重量份、熔融指数为2g/10min的2420H复配而成；内层由40重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和60重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶4∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.2、牵引比为6.5的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供11℃、35m/s的冷风。
实施例6
本实施例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由35重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和65重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；中间层由65重量份、熔融指数为1g/10min的920A和35重量份、熔融指数为2g/10min的2426H复配而成；内层由40重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和60重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶4∶1。
本实施例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.5、牵引比为6的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供12℃、30m/s的冷风。
对比例1
本对比例中聚乙烯薄膜的原料组成与中国专利文献CN102294867A中实施例1的原料组成相同：取2420H作为背材层树脂；取2420H 30份和埃克森美孚生产的中密度聚乙烯3505CH 70份作为中间层树脂；取2420H 30份，埃克森美孚生产的茂金属低密度聚乙烯1018HA 70份作为自粘层树脂。将上述各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2.5、牵引比为6的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，内层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供12℃、30m/s的冷风。
对比例2
本对比例所述的高透明聚乙烯薄膜由三层共挤膜组成，其中，外层由35重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和65重量份、熔融指数为2g/10min的2420H组成；中间层由70重量份、熔融指数为1g/10min的920A和30重量份、熔融指数为2g/10min的2426H复配而成；内层由35重量份、熔融指数为2g/10min的SP2520和65重量份、熔融指数为2g/10min的2426H组成；所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶4∶1。
本对比例通过将各层原料分别加入至各层挤出机中进行熔融塑化、挤出、吹膜，再经制冷风环冷却，制得厚度为50微米的高透明聚乙烯薄膜。其中，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，内层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供12℃、30m/s的冷风。
上述实施例1-6及对比例1-2中的高透明聚乙烯薄膜的性能指标如下表所示：
从上表可以看出，本发明所述的高透明聚乙烯薄膜具有优异的透明度、物理强度及热封性能，对比例1的透明度、物理强度及热封性能都有所降低，说明本发明薄膜的材料组成有利于提高薄膜的上述性能，而对比例2的透明度和物理强度下降地更多，表明本发明在特定的吹胀比、牵引比下进行拉伸的工艺步骤有助于增强薄膜的透明度和物理强度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高透明聚乙烯薄膜，包括三层共挤膜，其特征在于，外层和内层均由熔融指数为2g/10min的MLLDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE组成，中间层由熔融指数为1g/10min的HDPE和熔融指数为2g/10min的LDPE组成。
2.根据权利要求1所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述外层和内层中的所述MLLDPE与LDPE的质量比为(20-50)∶(50-80)。
3.根据权利要求2所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述外层和内层中的所述MLLDPE与LDPE的质量比为35∶65。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述中间层中的所述HDPE与LDPE的质量比为(60-80)∶(20-40)。
5.根据权利要求4所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述中间层中的所述HDPE与LDPE的质量比为70∶30。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述MLLDPE的型号为SP2520；所述LDPE的型号为2420H或2426H；所述HDPE的型号为920A。
7.根据权利要求6所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述外层采用的所述LDPE的型号为2420H，所述内层采用的所述LDPE的型号为2426H。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高透明聚乙烯薄膜，其特征在于，所述外层与所述中间层、内层的厚度之比为1∶(3-4)∶1。
9.一种权利要求1-8任一项所述的高透明聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，将各层原料分别加入至各层挤出机进行熔融塑化、挤出，在吹胀比为2-2.8、牵引比为5-7的条件下进行吹膜，再经制冷风环冷却，制得所述高透明聚乙烯薄膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述各层挤出机的温度分别为：外层和内层的加工温度均为155℃，中间层的加工温度为170℃；所述制冷风环提供10-15℃、20-40m/s的冷风。
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