CN105922699A - 一种高强度塑料薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜，按照质量比例，原料组分包括：高密度聚乙烯70‑88份、线性低密度聚乙烯8‑25份、开口剂0.5‑5份、爽滑剂0.1‑3份、防静电剂0.5‑5份。本发明还公开了这种薄膜的制备方法,将薄膜的各层由挤出机送入模头挤出,风环冷却后，经吹膜，牵引卷曲制备得到。本发明所制备的薄膜厚度可控、并可低至1c－2c，同时，断裂强度和拉伸强度高、热稳定性好。

Description

一种高强度塑料薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种塑料制品及其制备方法，特别是涉及一种高强度塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
吹膜工艺是一种常用的塑料加工技术，是指将塑料粒子熔融吹成薄膜的工艺方法，主要工艺过程包括：将干燥的聚合物粒子加入下料斗中，靠粒子本身重量由进料口处进入挤出机后，与螺杆纹斜棱接触，旋转的斜面对塑料产生一与斜棱面相垂直的推力，将塑料粒子向前移送过程中由于塑料与螺杆、机筒之间的摩擦以及粒子碰撞，同时还由外部加热而逐步溶化熔融的塑料，经机头过滤去杂质从摸口挤出，风环冷却、吹胀稳泡后，经人字板、牵引辊和卷取装置，将成品薄膜成筒。
低压聚乙烯(高密度聚乙烯，HDPE)和线性低密聚乙烯(LLDEP)是国际市场上近年来大量生产的聚乙烯新品种。由于它具有优良的抗冲击强度、耐穿刺性、耐低温性能、低成本，因此得到大量使用。但由于HDPE熔融粘度大，不利于其吹膜，我国目前普遍采用的普通单螺杆挤出机只能生产高压聚乙烯薄膜，且生产出的薄膜厚度普遍在3C以上。因此，HDPE和LLDPE更多的用于中空吹塑成塑料桶或瓶，如CN105273279A公开的用于中空吹塑制品的HDPE/LLDPE复合材料；或者用于流延或拉伸成膜，如CN135313414A公开的聚乙烯薄膜。
发明内容
本发明提供了一种高强度塑料薄膜及其制备方法，采用HDPE和LLDPE为基材，该薄膜可以耐高温、拉伸性强，具有良好的抗拉伸性能。
本发明的第一个方面在于提供一种高强度塑料薄膜，按照质量百分比，原料组分包括、并优选组成为：
高密度聚乙烯70-88份，优选为73-85份，优选为75-83份，优选为77-80份；
线性低密度聚乙烯8-25份，优选为12-22份，优选为14-20份，优选为15-18份。
在一种优选实施例中，按照质量百分比，所述薄膜的原料组分包括、并优选组成为：
高密度聚乙烯70-88份，优选为73-85份，优选为75-83份，优选为77-80份；
线性低密度聚乙烯8-25份，优选为12-22份，优选为14-20份，优选为15-18份；
开口剂0.5-5份，优选为1-4份，优选为2-3份；
爽滑剂：0.1-3份，优选为0.2-2.5份，优选为0.5-2份，优选为1-1.5份；
防静电剂0.5-5份，优选为1-4份，优选为2-3份。
其中，所述高密度聚乙烯、、所述线性低密度聚乙烯熔融指数(230℃、2.16kg)分别独立地优选为0.05-1g/10min，更优选为0.1-0.8g/10min，更优选为0.2-0.6/10min，更优选为0.35-0.5g/10min。
优选的，所述爽滑剂用于提高气泡袋形成层表面的滑爽性，也可以与改善加工性能的润滑剂相同或不同，并优选为选自如下A)-C)中的任意一种或几种：
A)酰胺类化合物：如R1-CO-NH2，R1-CO-NH-R-NH-CO-R2，其中，所述R1、R2可以相同或不同，并分别独立地优选为C6-C25烃基，更优选为C8-C22烃基，更优选为C10-C20烃基，更优选为C12-C18烃基，如C14烃基、C16-C18烃基，所述烃基优选为脂肪烃基，可以是饱和或不饱和的，如果是不饱和的脂肪烃基，优选为单不饱和烃基；所述酰胺类化合物的具体举例包括但不限于：硬脂酸酰胺、N,N’-乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、三嵛酸酰胺；
B)甘油三脂肪酸酯和/或柠檬酸三脂肪酸酯：所述脂肪酸可以是饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸，所述不饱脂肪酸优选为单不饱和脂肪酸，更优选为C10-C20脂肪酸，更优选为C12-C18脂肪酸，如C14脂肪酸、C17脂肪酸、C18脂肪酸；所述甘油三脂肪酸酯和/或柠檬酸三脂肪酸酯的举例包括但不限于：柠檬酸三(十八酸)酯、甘油三硬脂酸酯；
C)硅氧烷无迁移型爽滑剂。
并且，所述爽滑剂优选为所述A)酰胺类化合物、B)甘油三脂肪酸酯和/或柠檬酸三脂肪酸酯中的任意一种或几种。
优选的，所述防静电剂(本发明上下文中也可以称为“抗静电剂”)为含有如下任一或几个极性基团的有机化合物：羧基(-COOH)、磺酸基(-SO3H)、硫酸基(-O-SO3H、或-O-SO2-O-)、磷酸基(-O-PO3H2、-O-PO2H-O-、-O-PO-(O-)2)、季铵盐阳离子、胺基、胺盐阳离子、羟基。
其中，所述防静电剂优选为选自如下A)-D)中的任意一种或几种：
A)阳离子抗静电剂，如季铵盐抗静电剂、脂肪胺、脂肪胺盐、咪唑啉盐；具体举例包括、但不限于N-(烷酰胺基甲基)二乙胺盐酸盐、N-(3-烷氧基-2-羟基丙基乙醇胺)、2-烷基-1-羟乙基咪唑啉硫酸酯、2-烷基-1,1-二羟乙基咪唑啉高氯盐酸盐；
B)阴离子抗静电剂，脂肪醇硫酸酯、脂肪醇硫酸酯盐、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇磷酸酯盐、烷基水杨酸盐；具体举例包括、但不限于：(烷氧基聚氧乙烯醚硫酸酯)三乙醇胺盐、
C)非离子抗静电剂，如多元醇、多元醇的酯(具体举例包括、但不限于：甘油单脂肪酸酯、季戊四醇单脂肪酸酯、山梨醇单脂肪酸酯；其中，所述脂肪酸如硬脂酸)、醇或烷基酚与环氧乙烷的加成物(RO-(CH2CH2O-)nH)、胺与环氧乙烷的加成物(H-(CH2CH2O)n-RN-(CH2CH2O)n-H)、酸与环氧乙烷的加成物(ROO-(CH2CH2O)n-H)，其中，n为聚合度，R为脂肪烃基或芳香烃基；
D)两性型抗静电剂，如季铵内盐、两性烷基咪唑啉盐、烷基氨基酸、二乙醇胺盐等；具体举例包括、但不限于：烷基二(聚氧乙烯基)季铵乙内盐氢氧化物、十二烷基二甲基季铵乙内盐、烷基氨基丙酸盐、烷基氨基二羧酸盐、烷基氨基乙酸盐、
其中，上述A)-D)中，烷基水杨酸盐优选为烷基水杨酸与三价或四价金属(如Al、Ga、Cr、Zr、Fe等)形成的络合物，其他酸的盐优选为碱金属盐，如钠盐、钾盐中的任意一种或几种。
优选的，所述开口剂为选自油酸酰胺、芥酸酰胺、滑石粉、硅藻土、二氧化硅中的任意一种或几种，更优选为油酸酰胺、芥酸酰胺、二氧化硅中的任意一种或几种，更优选为油酸酰胺或芥酸酰胺。
本发明的一种优选实施例中，所述薄膜为多层结构，各个层分别由挤出机送入模头共同挤出、吹塑制备。
其中，更优选地，所述薄膜为三层结构。在一种更优选实施例中，中间层重量占30％，底层重量占40％，顶层重量占30％。在更优选实施例中，底层中含有线性低密度聚乙烯含量最高，中间层和顶层中高密度聚乙烯含量大于底层。
其中，本领域技术人员能够理解的是，底层中可以不含有高密度聚乙烯，中间层或顶层中也可以不含有线形低密度聚乙烯。
其中，在一种优选实施例中，所述开口剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
其中，在一种优选实施例中，所述爽滑剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
本发明的第二个方面在于提供上述任一项所述薄膜的制备方法，所述薄膜为多层结构，将各个层分别由挤出机送入模头挤出，风环冷却后，经吹膜，牵引卷曲制备得到。
本发明的一种优选实施例中，所述薄膜为多层结构，各个层分别由挤出机送入模头共同挤出、吹塑制备。
其中，更优选地，所述薄膜为三层结构。在一种更优选实施例中，中间层重量占30％，底层重量占40％，顶层重量占30％。在更优选实施例中，底层中含有线性低密度聚乙烯含量最高，中间层和顶层中高密度聚乙烯含量大于底层。
其中，本领域技术人员能够理解的是，底层中可以不含有高密度聚乙烯，中间层或顶层中也可以不含有线形低密度聚乙烯。
其中，在一种优选实施例中，所述开口剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
其中，在一种优选实施例中，所述爽滑剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
本发明的优点是：可以实现高压聚乙烯/线性低密度聚乙烯复合材料薄膜的稳定生产，所制备的薄膜厚度可控、并可低至1c－2c，同时，断裂强度和拉伸强度高、热稳定性好。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
高密度聚乙烯82kg；开口剂2kg；爽滑剂1.5kg；防静电剂1.5kg；线性低密度聚乙烯13kg。
上述各组分混合，按照3︰3︰4的重量比例分成三份，依次作为上层、中间层、底层原料。三个层的原料分别通过螺杆挤出机送入三层螺旋芯棒式模头，共同挤出，鼓风机、风管和冷却风环吹膜，形成的膜通过人字板、牵引辊和卷取机构将薄膜成筒。
实施例2
高密度聚乙烯80kg；线性低密度聚乙烯15kg份；开口剂2kg；爽滑剂1kg；防静电剂2kg。
高密度聚乙烯分成两份，每份40kg，开口剂、爽滑剂、防静电剂按照3︰3︰4的重量比例分成三份，分别加入到第一份高密度聚乙烯、第二份高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中，依次作为上层、中间层、底层原料。三个层的原料分别通过螺杆挤出机送入三层螺旋芯棒式模头，共同挤出，鼓风机、风管和冷却风环吹膜，形成的膜通过人字板、牵引辊和卷取机构将薄膜成筒。
实施例3
高密度聚乙烯75kg；线性低密度聚乙烯18kg份；开口剂2.5kg；爽滑剂2kg；防静电剂2.5kg。
开口剂、爽滑剂和防静电剂按照5︰5的比例分别加入到高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中。挤出时，先将高密度聚乙烯组分加入到挤出机，然后在机筒上加入线形低密度聚乙烯组分，通过模头挤出，然后吹膜。该方法也可以形成多层薄膜。
薄膜性能测试
采用本发明薄膜材料，使得吹膜过程中，薄膜厚度可控，能够将厚度控制在1C-2C。
所得薄膜的雾度为20-40％，透明性较好。
所得薄膜的拉伸力：纵向≥4.5N/15mm，横向≥3.5N/15mm，具有良好的强度。
所得薄膜的静摩擦系数为0.25-0.368，动摩擦系数为0.2-0.235，薄膜表面光滑。
氧气透过率9725-5953cm3/m2·24h·0.1MPa，氧气透过性能良好。
将本发明制备薄膜在鼓风式恒温烘箱的不锈钢板上，在120-150℃范围检测薄膜的热收缩率，其热收缩率<0.5％，说明本发明提供的薄膜具有良好的耐热性和尺寸稳定性。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高强度塑料薄膜，其特征在于，按照质量比例，原料组分包括：
高密度聚乙烯 70-88份；
线性低密度聚乙烯 8-25份；
开口剂 0.5-5份；
爽滑剂 0.1-3份；
防静电剂 0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，按照质量比例，原料组分包括：
高密度聚乙烯 77-80份；
线性低密度聚乙烯 8-25份；
开口剂 2-3份；
爽滑剂 1-1.5份；
防静电剂 2-3份。
3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述低密度聚乙烯、所述线性低密度聚乙烯熔融指数分别独立地为0.05-1g/10min(230℃、2.16kg)。
4.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述爽滑剂选自如下A)-C)中的任意一种或几种：
A)酰胺类化合物，选自R1-CO-NH2，R1-CO-NH-R-NH-CO-R2其中，R1、R2分别独立地优选为C6-C25脂肪烃基；
B)甘油三脂肪酸酯和/或柠檬酸三脂肪酸酯，所述脂肪酸为C10-C20脂肪酸；
C)硅氧烷无迁移型爽滑剂。
5.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述防静电剂选自如下A)-D)中的任意一种或几种：
A)阳离子抗静电剂：选自季铵盐抗静电剂、脂肪胺、脂肪胺盐、咪唑啉盐；
B)阴离子抗静电剂：选自脂肪醇硫酸酯、脂肪醇硫酸酯盐、脂肪醇磷酸酯、脂肪醇磷酸酯盐、烷基水杨酸盐；
C)非离子抗静电剂：选自：多元醇、多元醇的酯、醇或烷基酚与环氧乙烷的加成物、胺与环氧乙烷的加成物、酸与环氧乙烷的加成物；
D)两性型抗静电剂，选自季铵内盐、两性烷基咪唑啉盐、烷基氨基酸、二乙醇胺盐。
6.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述开口剂选自油酸酰胺、芥酸酰胺、滑石粉、硅藻土、二氧化硅中的任意一种或几种。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述薄膜的制备方法，其特征在于，
所述薄膜为多层结构，将各个层分别由挤出机送入模头挤出，风环冷却后，经吹膜，牵引卷曲制备得到。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜为三层结构，其中，中间层重量占30％，底层重量占40％，顶层重量占30％，底层中线性低密度聚乙烯含量最高，中间层和顶层中高密度聚乙烯含量大于底层。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述开口剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述爽滑剂只存在于两个最外层中的一个或两个层中。
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