CN105034521A - 工业炸药包装用复合膜材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工业炸药包装用复合膜材，所述的复合膜材主要有外层、中层、内层构成，结构如图1所示。其特征在于，外层由纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺共混物组成。由于外层的纳米颗粒改性树脂具有良好的强韧、气体阻隔、阻燃性能，从而大幅提高或保证所述复合膜材的耐穿刺性能；而且外层中含有少量聚乙烯胺，提高了外层与中层的相容性，使得复合膜材具有良好的抗撕裂性能，同时复合膜材还具有良好的防水、防潮、爽滑性能，使其特别适用于工业炸药包装。

Description

工业炸药包装用复合膜材
技术领域
本发明涉及一种包装用复合膜材，尤其是一种工业炸药包装用复合膜材，属于包装塑料原材料加工应用的技术领域。
背景技术
伴随着我国经济建设快速发展，在矿山、能源开采、交通、水利、城市建设方面，市场对工业炸药的需求量不断提高，致使工业炸药的生产规模急剧扩大。民爆行业是国家基础性产业，是煤炭、采矿、交通、建筑等行业的重要支持。工业炸药是一种易燃易爆的高危化学品，确保与提高其在生产、储运、使用过程中的安全性，是当今市场形势下关注的首要议题。
工业炸药的生产线通常有三个环节构成：制药环节、装药环节、包装环节，包装环节是影响其安全性的重要工序。目前市场上普遍采用聚乙烯薄膜作为包装材料，虽然聚乙烯膜薄具有质量轻、成本低、化学稳定性好等优点，但其强度较小，尤其耐穿刺能力较差，除此以外其热封温度较低，热封温度范围较窄，无法满足炸药包装机高温、高速条件下自动化包装需求。这些都使得工业炸药在使用过程中经常出现易破漏、密封性差等严重问题。例如，因为硝铵炸药具有很强的吸湿性，采用聚乙烯薄膜包装的硝铵炸药，在使用过程中经常会出现半爆或拒爆的现象，这些都对我国从事民爆行业工作人员的人身安全产生严重威胁。
随着我国民爆行业的飞速发展，迫切需求一种具有良好的耐穿刺性能、抗撕裂、防水、防潮、爽滑的复合膜材，来满足民爆行业用高性能包装膜材的生产需求，这对于民爆行业的发展具有重要的实际意义。
发明内容
为解决目前市场上使用的工业炸药包装用膜材料存在耐穿刺能力差、强度差等缺点，本发明的目的是提供一种工业炸药包装用复合膜材。所述的复合膜材主要由外层、中层、内层构成，外层由纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺共混物组成。由于外层的纳米颗粒改性树脂具有良好的强韧，从而大幅提高或保证所述复合膜材的耐穿刺性能；而且外层中含有少量聚乙烯胺，提高了外层与中层的形容性，使得复合膜材具有良好的抗撕裂性能，同时复合膜材还具有良好的防水、防潮、爽滑性能，使其特别适用于工业炸药包装。复合膜材通过三层共挤吹塑薄膜工艺进行工业生产，制造工艺简单、成本低廉。
本发明的目的是通过以下的技术方案实现的：
第一方面，所述的复合膜材主要有外层、中层、内层构成；其各层的厚度为：外层10～20μm，中层80～160μm，内层10～20μm。
优选的，所述复合膜材各层的厚度为：外层20μm，中层160μm，内层20μm。
第二方面，所述的复合膜材中的外层由纳米颗粒改性的树脂和聚乙烯胺组成。
优选的，所述外层材料的各组分质量分数为：纳米颗粒改性树脂90～99％、聚乙烯胺1～10％。
优选的，所述聚乙烯胺具有如下分子结构式(1)：
优选的，具有结构(1)的聚丙烯胺以PVAM0570B的商品名购自三菱丽阳株式会社。该分子中的氨基团使得外层材料保持弱碱性特征，促进了纳米颗粒和基体树脂的相容性，进而提高了的外层膜材的强韧、气体阻隔、阻燃性能；同时聚丙烯胺分子中的甲酰胺基团可以与具有柔韧性能的中层材料相互作用，提高了外层和中层的相容性，从而提高了复合膜材的抗撕裂性能。
优选的，所述纳米颗粒改性的树脂中的各组分质量分数为：树脂基体70～90％、纳米颗粒10～30％、偶联剂0.1～1％。
优选的，所述纳米颗粒改性的树脂中的各组分质量分数为：树脂基体80～85％、纳米颗粒15～20％、偶联剂0.1～0.5％。
优选的，所述树脂基体为茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯、或者它们中的二者的混合物。
优选的，所述纳米颗粒为有机改性蒙脱土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、或者它们中的二者或二者以上的混合物。
优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
优选的，所述钛酸酯偶联剂为水溶性醇胺螯合类钛酸酯。
优选的，所述水溶性醇胺螯合类钛酸酯选自：二(三乙醇胺)钛酸二异丙脂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、或者它们中的二者或二者以上的混合物。
第三方面，所述的复合膜材中的中层由热塑性聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚合物多元醇、或者它们中的二者或二者以上的混合物组成。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的乙酸乙烯酯含量在5％～10％。
第四方面，所述复合膜材的内层主要有聚酰胺、低密度聚乙烯、聚丙烯、或者它们中的二者或二者以上的混合物组成。
优选的，所述复合膜材的内层有线性低密度聚乙烯组成。
第五方面，本发明还涉及前述的复合膜材的制造方法，所述复合膜材的制造方法包含如下步骤：
步骤一，将偶联剂首先加入到纳米颗粒中，混合均匀，然后加入树脂基体和聚乙烯胺，再次混合均匀。将混合物质在双螺杆设备上进行共混改性，制造出外层所需的原料——纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺共混物。
步骤二，通过三层共挤吹塑薄膜工艺进行复合膜材的制造。首先检查三层共挤吹膜机的温度自控、加热电器，及时调节各点加热温度在指标范围内。将复合膜材各层原料经料仓进入质量配料器，然后经三层共挤摸头膜管成型形成复合薄膜的外层、中层、内层，后经牵引等处理后进行收卷切割，得到工业炸药包装用复合膜材。
本发明所提供的一种工业炸药包装用复合膜材的产品性能的检测技术指标的说明如表1所示。
表1
本发明与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是：本发明的复合膜材具有优良耐穿刺性能，同时具有良好的抗撕裂、防水、防潮、爽滑性能，使其特别适用于工业炸药包装。其优异的性能表现使得工业炸药在储运过程中得到充分保护，减少安全事故的发生。同时，复合膜材的制造工艺简单、成本低廉。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所涉及的复合膜材的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1-11
本实施例提供了外层所需的原料——纳米颗粒改性树脂的制造方法，每组实施例原料总和为100质量份，各原料加入量如表2所示：
表2
注:表2中的符号对应下列化合物
m-PE：茂金属聚乙烯；
HDPE：高密度聚乙烯；
OMMT：有机改性蒙脱土；
Nano-TiO2：纳米二氧化钛；
Nano-ZnO：纳米氧化锌；
SG-Ti5105：二(三乙醇胺)钛酸二异丙脂；
NDZ-101：异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；
NDZ-102：异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；
PVAM0570B：聚乙烯胺
实施例1-11的制造方法为：
将偶联剂首先加入到纳米颗粒中，混合均匀，然后加入树脂基体和聚乙烯胺，再次混合均匀。将混合物质在双螺杆设备上进行共混改性，制造出外层所需的原料——纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺共混物。
实施例12-29
本实施例提供了工业炸药包装用复合膜材的制造方法，复合膜材的各层膜的原材料与厚度如表3所示：
表3
注:符号“○”表示尤其符合要求，符号“◇”表示完全符合要求，符号“△”表示基本符合要求，符号“×”表示不符合要求。表3中的符号对应下列化合物:
TPEE：热塑性聚氨酯弹性体；
EVA：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；
POP：聚合物多元醇；
PA：聚酰胺；
LDPE：低密度聚乙烯。
实施例12-29的复合膜材制造方法为：
通过三层共挤吹塑薄膜工艺进行复合膜材的制造。首先检查三层共挤吹膜机的温度自控、加热电器，及时调节各点加热温度在指标范围内。将复合膜材各层原料经料仓进入质量配料器，然后经三层共挤摸头膜管成型形成复合薄膜的外层、中层、内层，最终牵引等处理后进行收卷切割，得到工业炸药包装用复合膜材。
由表3可以看出，采用纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺的外层制造出的复合膜材具有良好的耐穿刺性能，同时具有良好的拉伸、抗冲击、爽滑、光学性能，从而提高其抗撕裂、防水、防潮、爽滑性能。
综上所述，本发明涉及的一种工业炸药包装用复合膜材。复合膜材结构特征在于其外层由纳米颗粒改性树脂和聚乙烯胺共混物组成，复合膜材具有优良的耐穿刺性能，同时具有良好的抗撕裂、防水、防潮、爽滑性能。复合膜材制造工艺简单、成本低廉。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种工业炸药包装用复合膜材，所述的复合膜材主要有外层、中层、内层构成，其特征在于，外层由纳米粒子改性的聚乙烯树脂和聚丙烯胺共混物组成，外层材料的各组分质量分数为：纳米颗粒改性聚乙烯树脂90～99％、聚乙烯胺1～10％。
2.如权利要求1所述的工业炸药包装用复合膜材，其特征在于，所述聚乙烯胺具有如下分子结构式(1)：
其中，m、n各自独立地取大于2的整数。
3.如权利要求1所述的工业炸药包装用复合膜材，其特征在于，纳米颗粒改性树脂中的各组分质量分数为：聚乙烯树脂80～85％、纳米颗粒15～20％、水溶性醇胺螯合类钛酸酯0.1～0.5％。
4.如权利要求3所述的工业炸药包装用复合膜材，其特征在于，纳米颗粒为有机改性蒙脱土、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、或者它们中的二者或二者以上的混合物。
5.如权利要求3所述的工业炸药包装用复合膜材，其特征在于，水溶性醇胺螯合类钛酸酯选自：二(三乙醇胺)钛酸二异丙脂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、或者它们中的二者或二者以上的混合物。
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