CN105385005B - 一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，包括以下步骤：取重质碳酸钙50～75份，干燥至水分含量≤0.1％；加入钛酸酯偶联剂0.1～2份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；依次再加入聚乙烯20～25份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.1～0.5份、光降解剂0.1～0.5份和降解诱导期调节剂0.1～2份，制成塑料母粒；将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜；经流延冷却辊冷却后得到流延薄膜初品；将所述流延薄膜初品热定型，经后冷却、收卷、分切得到可控降解多用途薄膜。本发明产品成本低，用途广。

Description

一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法。
背景技术
随着经济的发展，各行各业对塑料薄膜的市场需求不断上升。聚乙烯薄膜是塑料薄膜的主要产品之一，广泛用于食品、药品、化妆品、服装等包装领域，用作复合包装膜袋的内层基材。
现有的塑料薄膜的主要成分是聚乙烯，聚乙烯在自然环境中难以降解，造成严重的“白色污染”；同时，现有的塑料薄膜由于聚乙烯的含量极高，造成成本高。
为了降低塑料薄膜的成本，传统的方法用碳酸钙母料作为填充料使用，制成的成品中填充比例较低，一般不超过20％，无机粉体在最终制品中的含量较低。无机粉体填充改性塑料近几年来获得长足的发展，无机粉体填充改性塑料在降低塑料制品的成本上是无可争议的，在降低成本的同时，如何保证制品的性能或如何赋予制品新的功能方面仍有许多工作可作。纳米碳酸钙作为廉价的纳米材料，用作塑料填料具有增韧、补强的作用。可以提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性。目前纳米碳酸钙应用技术最成熟的行业就是塑料工业。在发达国家，纳米级碳酸钙已在中高档高分子材料和制品中得到普遍使用，预计未来五年将以7％的速率增长。
流延法是薄膜产品的一种重要的加工方法，由于采用了平膜骤冷新工艺，因而生产的薄膜透明度高、平整度好。流延薄膜广泛地用于软包装生产中。因此，本发明主要研制一种采用流延工艺生产低成本、可控降解的薄膜产品，以满足当前的市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用流延工艺生产可控降解的多用途薄膜的方法，生产的塑料薄膜含碳酸钙50％以上且力学性能好，能够满足使用要求，且集多种降解技术，降解周期可控，可以用作农业地膜、各种包装袋基材。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)取重质碳酸钙50～75份，干燥至水分含量≤0.1％；
(2)加入钛酸酯偶联剂0.1～2份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；
(3)依次再加入聚乙烯20～25份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.1～0.5份、光降解剂0.1～0.5份和降解诱导期调节剂0.1～2份，每加入一种原料高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min，制成塑料母粒，加热温度150～180℃；
(4)将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜；
(5)经冷却后得到流延薄膜初品；
(6)将所述流延薄膜初品热定型，经后冷却、收卷、分切得到可控 降解多用途薄膜。
优选地，步骤(4)双螺杆挤出机熔融温度及T型模口控制在180～200℃。
优选地，流延后冷却的冷却辊的工作温度及效率与薄膜品质及产品合格率息息相关，发明人发现通过逐级冷却的方法可以大大提高薄膜产品的品质。步骤(5)的冷却过程经过依次经过第一冷却辊、第二冷却辊和第三冷却辊，所述第一冷却辊的温度为100～120℃，所述第二冷却辊的温度为60～80℃，所述第冷却辊的温度为25～30℃。
优选地，步骤(6)所述热弯型的温度为150～170℃，时间为1～5秒。
优选地，热定型冷却后，先进行电晕处理，再进行收卷。
优选地，高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯混合能够提高产品的拉伸强度，聚乙烯为高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯按质量比为5：1的比例混合，产品综合性能最佳。
优选地，高于800目的重质碳酸钙所制得的薄膜手感则较光滑，而2500目的碳酸钙容易团聚，制得的薄膜力学性能较1500目时反而有所降低，所述重质碳酸钙的粒度为800～1500目，能够制得较好的薄膜产品。
优选地，所述降解诱导期调节剂为紫外光吸收剂UV531、紫外光吸收剂UV328及纳米二氧化钛中的一种或两种以上混合。
优选地，所述光降解剂为硬脂酸铁、硬脂酸铈、硬脂酸钙中的一种或两种以上混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的薄膜的降解周期是可控的，配方中光降解剂及降解诱导期调节剂的配合使用，可以根据使用目的控制产品的降解周期，在自然遗弃、垃圾填埋、集中焚烧等多种处理环境中均能实现快速降解功能，从原料角度根本解决了白色污染问题，也使得产品能够适应不同的应用领域，如农业地膜、食品或化妆品、服装的包装基材等。
2、本发明的薄膜产品使用了大量的重质碳酸钙原料，减少聚乙烯用量，大大降低原材料的成本。
3、配方中，钛酸酯偶联剂的使用提高了无机材料与有机材料的相容性，使得改性后的聚乙烯在四氢邻苯二甲酸钙在作用下提高了结晶速率，提高产品的强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其包括以下步骤：
(1)取重质碳酸钙60份，干燥至水分含量≤0.1％；
(2)加入钛酸酯偶联剂0.5份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；
(3)依次再加入聚乙烯25份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.5份、光降解剂0.1份和降解诱导期调节剂2份，每加入一种原料高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min，制成塑料母粒，加热温度150～180℃；
(4)将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜，双螺杆挤出机熔融温度及T型模口控制在180～200℃；
(5)依次经过第一冷却辊、第二冷却辊和第三冷却辊进行冷却，所述第一冷却辊的温度为100～120℃，所述第二冷却辊的温度为60～80℃，所述第冷却辊的温度为25～30℃，得到流延薄膜初品；
(6)将所述双层共挤流延薄膜初品热定型，热定型的温度为150～170℃，时间为1～5秒，经后冷却、收卷、分切得到可控降解多用途薄膜。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯。
所述重质碳酸钙粒度为800目。
所述降解诱导期调节剂为紫外光吸收剂UV531、紫外光吸收剂UV328及纳米二氧化钛中三种混合。
所述光降解剂为硬脂酸铁。
实施例2
一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其包括以下步骤：
(1)取重质碳酸钙50份，干燥至水分含量≤0.1％；
(2)加入钛酸酯偶联剂2份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；
(3)依次再加入聚乙烯20份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.1份、光降解剂0.3份和降解诱导期调节剂0.1份，每加入一种原料高速 搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min，制成塑料母粒，加热温度150～180℃；
(4)将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜，双螺杆挤出机熔融温度及T型模口控制在180～200℃；
(5)依次经过第一冷却辊、第二冷却辊和第三冷却辊进行冷却，所述第一冷却辊的温度为100～120℃，所述第二冷却辊的温度为60～80℃，所述第冷却辊的温度为25～30℃，得到流延薄膜初品；
(6)将所述流延薄膜初品热定型，热定型的温度为150～170℃，时间为1～5秒，经后冷却、收卷、分切得到可控降解多用途薄膜。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯。
所述重质碳酸钙粒度为1500目。
所述降解诱导期调节剂为紫外光吸收剂UV531。
所述光降解剂为硬脂酸钙。
实施例3
一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其包括以下步骤：
(1)聚重质碳酸钙70份，干燥至水分含量≤0.1％；
(2)加入钛酸酯偶联剂1份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；
(3)依次再加入聚乙烯24份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.3份、光降解剂0.5份和降解诱导期调节剂1份，每加入一种原料高速搅 拌5～10分钟，转速为500～1000r/min，制成塑料母粒，加热温度150～180℃；
(4)将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜，双螺杆挤出机熔融温度及T型模口控制在180～200℃；
(5)依次经过第一冷却辊、第二冷却辊和第三冷却辊进行冷却，所述第一冷却辊的温度为100～120℃，所述第二冷却辊的温度为60～80℃，所述第冷却辊的温度为25～30℃，得到流延薄膜初品；
(6)将所述双层共挤流延薄膜初品热定型，热定型的温度为150～170℃，时间为1～5秒，经后冷却、电晕处理、收卷、分切得到可控降解多用途薄膜。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯20份和线型低密度聚乙烯4份混合。
所述重质碳酸钙粒度为1500目。
所述降解诱导期调节剂为紫外光吸收剂UV328。
所述光降解剂为硬脂酸铈。
对比例1
配方：重质碳酸钙70份、高密度聚乙烯20份、线型低密度聚乙烯4份、四氢邻苯二甲酸钙0.3份、紫外光吸收剂UV328、硬脂酸铈。
制备方法与实施例3相同。
对比例2
配方：重质碳酸钙70份、钛酸酯偶联剂1份、高密度聚乙烯20 份、线型低密度聚乙烯4份、紫外光吸收剂UV328、硬脂酸铈。
制备方法与实施例3相同。
表1
按照GB/T 1040.3-2006进行力学性能测试，本发明薄膜拉力可达13.8MPa，断裂伸长率达194％，符合标准。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取重质碳酸钙50～75份，干燥至水分含量≤0.1%；
（2）加入钛酸酯偶联剂0.1～2份与干燥后的重质碳酸钙高速搅拌混合，高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min；
（3）依次再加入聚乙烯20～25份、加入四氢邻苯二甲酸钙0.1～0.5份、光降解剂0.1～0.5份和降解诱导期调节剂0.1～2份，每加入一种原料高速搅拌5～10分钟，转速为500～1000r/min，制成塑料母粒，加热温度150～180℃；
（4）将所述塑料母粒通过双螺杆挤出机熔融，由T型模口流延成膜；
（5）经冷却后得到流延薄膜初品；
（6）将所述流延薄膜初品热定型，经后冷却、收卷、分切得到可控降解多用途薄膜。
2.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于:步骤（4）双螺杆挤出机熔融温度及T型模口控制在180～200℃。
3.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于：步骤（5）的冷却过程经过依次经过第一冷却辊、第二冷却辊和第三冷却辊，所述第一冷却辊的温度为100～120℃，所述第二冷却辊的温度为60～80℃，所述第三冷却辊的温度为25～30℃。
4.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于：步骤（6）所述热定型的温度为150～170℃，时间为1～5秒。
5.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于：热定型冷却后，先进行电晕处理，再进行收卷。
6.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于: 所述聚乙烯为高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯按质量比为5：1的比例混合。
7.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于: 所述重质碳酸钙的粒度为800～1500目。
8.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于: 所述降解诱导期调节剂为紫外光吸收剂UV531、紫外光吸收剂ＵＶ328及纳米二氧化钛中的一种或两种以上混合。
9.如权利要求1所述的流延工艺生产可控降解多用途薄膜的方法，其特征在于:所述光降解剂为硬脂酸铁、硬脂酸铈、硬脂酸钙中的一种或两种以上混合。
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