CN106240104B - 一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺 - Google Patents

一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺，复合薄膜由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；制备工艺包括：将各层原料分别投入料斗内，经过挤压熔融，使各层熔体分别进入不同流道，按照流出次序，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即得。本发明制备得到的五层共挤复合薄膜的原料安全、环保，具有良好的阻隔性能和机械性能。

Description

一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及层状产品领域，具体涉及一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺。
背景技术
目前，市场上常用的塑料薄膜包括单层薄膜和多层复合薄膜。由于各层材料功能不同、性能配伍，具有机械强度高、阻隔性高、隔氧性高、功能全面等优点，多层复合薄膜逐渐占有大量的市场份额。目前多层复合薄膜的制备方法主要有：干法复合、无溶剂复合、挤出流延复合、热熔胶复合、挤出吹塑复合、涂覆等。其中采用挤出流延复合方法制备的薄膜透明度高、手感柔软、薄膜表面光滑，是多层复合薄膜较好的制备方法。
目前的多层复合薄膜成分中或多或少地具有含卤素的高聚物、含苯环的高聚物，用以增强复合薄膜的机械强度。但是此类复合薄膜不可避免地存在单体溶出的问题，对包装内容物尤其是食品、医疗包装内容物产生污染，影响人体健康。因此需要对多层复合薄膜的各层原料的组成进行改进，提高薄膜包装材料的安全性和稳定性。
中国专利CN201310612525.6公开了一种冷鲜肉贴体包装材料，采用七层共挤吹膜工艺，生产出结构为PE/TIE/PVDC/EVOH/PVDC/TIE/PE的冷鲜肉贴体包装薄膜材料，其层间质量配比为PE：TIE：PVDC：EVOH：PVDC：TIE：PE＝2：1：1：2：1：1：2。但是该专利制备的包装材料的原料中采用PVDC，其溶出物中含有氯乙烯，会污染包装内容物冷鲜肉，从而影响人体健康，并且该包装材料采用七层共挤工艺制备薄膜，对薄膜生产设备要求高，生产成本高。
因此，需要研发一种原料安全、环保，无污染物溶出的多层复合薄膜，具有良好的阻隔性能和机械性能，提高包装材料的安全性和稳定性。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种五层共挤复合薄膜及其制备工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种五层共挤复合薄膜，由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；其中，基层由下述重量份的原料制备而成：聚丙烯60份～80份，乙烯-乙烯醇共聚物20份～35份；内层I由下述重量份的原料制备而成：聚1-丁烯45份～60份，低密度聚乙烯30份～45份，聚乙烯醇15份～20份，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物3份～6份；芯层由下述重量份的原料制备而成：聚酰胺30份～60份，聚对苯二甲酸乙二醇酯10份～20份，聚氨酯20份～40份，恶唑啉2份～5份；内层II由下述重量份的原料制备而成：聚4-甲基-1-戊烯40份～70份，低密度聚乙烯10份～15份，聚乙烯醇10份～15份，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物3份～6份；外层由下述重量份的原料制备而成：中密度聚乙烯65份～80份，茂金属线性低密度聚乙烯10份～15份，低密度聚乙烯10份～15份。
进一步地，聚丙烯优选为：无规聚丙烯。
进一步地，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物的接枝率至少为0.1％。
进一步地，聚酰胺优选为：PA66或PA1010。
进一步地，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物的接枝率至少为0.1％。
进一步地，基层、内层I、芯层、内层II、外层的厚度比为：0.8～1.1：0.6～0.9：1～1.8：0.7～1：0.9～1.3。
进一步地，五层共挤复合薄膜的厚度为20μm～200μm。
本发明的另一发明目的，在于提供一种上述五层共挤复合薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的基层、内层I、芯层、内层II、外层原料分别投入挤出机的各个料斗内，经过挤压熔融，使各层熔体分别进入不同流道，按照基层、内层I、芯层、内层II、外层的流出次序，以5m/min～8m/min的流出速率，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；
步骤S2，由模唇流出得到的复合薄膜半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即为所制五层共挤复合薄膜。
进一步地，步骤S1中，挤压熔融具体为：基层原料的熔融温度为：150℃～170℃；内层I原料的熔融温度为：145℃～165℃；芯层原料的熔融温度为：160℃～180℃；内层II原料的熔融温度为：145℃～160℃；外层原料的熔融温度为：155℃～175℃。
进一步地，步骤S2中，风环冷却定型的温度为10℃～15℃。
本发明的优点是：
1.本发明制备得到的五层共挤复合薄膜的原料安全、环保，无污染物溶出，采用五层共挤薄膜，提高了复合薄膜的阻隔性和机械性能；
2.本发明制备的五层共挤复合薄膜中采用马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物、马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物极大地改善了内层与基层之间的相容性，增强了复合薄膜的剥离强度和机械性能，并且无溶出之险；
3.本发明制备的五层共挤复合薄膜中采用恶唑啉作为相容剂，以提高芯层与内层材料的相容性，增强了复合薄膜的机械强度；
4.本发明采用的五层共挤复合薄膜的制备工艺简单、易操作、成本低，有利于规模化量产。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种五层共挤复合薄膜，由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；其中，基层由下述重量份的原料制备而成：聚丙烯60份，乙烯-乙烯醇共聚物20份；内层I由下述重量份的原料制备而成：聚1-丁烯45份，低密度聚乙烯30份，聚乙烯醇15份，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物3份；芯层由下述重量份的原料制备而成：聚酰胺30份，聚对苯二甲酸乙二醇酯10份，聚氨酯20份，恶唑啉2份；内层II由下述重量份的原料制备而成：聚4-甲基-1-戊烯40份，低密度聚乙烯10份，聚乙烯醇10份，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物3份；外层由下述重量份的原料制备而成：中密度聚乙烯65份，茂金属线性低密度聚乙烯10份，低密度聚乙烯10份。其中，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物的接枝率为0.1％；马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物的接枝率为0.1％；基层、内层I、芯层、内层II、外层的厚度比为：0.8：0.6：1：0.7：0.9；五层共挤复合薄膜的厚度为20μm。
实施例2
一种五层共挤复合薄膜，由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；其中，基层由下述重量份的原料制备而成：无规聚丙烯80份，乙烯-乙烯醇共聚物35份；内层I由下述重量份的原料制备而成：聚1-丁烯60份，低密度聚乙烯45份，聚乙烯醇20份，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物6份；芯层由下述重量份的原料制备而成：PA6660份，聚对苯二甲酸乙二醇酯20份，聚氨酯40份，恶唑啉5份；内层II由下述重量份的原料制备而成：聚4-甲基-1-戊烯70份，低密度聚乙烯15份，聚乙烯醇15份，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物6份；外层由下述重量份的原料制备而成：中密度聚乙烯80份，茂金属线性低密度聚乙烯15份，低密度聚乙烯15份。其中，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物的接枝率为0.5％；马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物的接枝率为1％；基层、内层I、芯层、内层II、外层的厚度比为：1.1：0.9：1.8：1：1.3；五层共挤复合薄膜的厚度为200μm。
实施例3
一种五层共挤复合薄膜，由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；其中，基层由下述重量份的原料制备而成：无规聚丙烯70份，乙烯-乙烯醇共聚物28份；内层I由下述重量份的原料制备而成：聚1-丁烯53份，低密度聚乙烯37份，聚乙烯醇17份，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物4.5份；芯层由下述重量份的原料制备而成：PA101045份，聚对苯二甲酸乙二醇酯15份，聚氨酯30份，恶唑啉3.5份；内层II由下述重量份的原料制备而成：聚4-甲基-1-戊烯55份，低密度聚乙烯12份，聚乙烯醇13份，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物4.5份；外层由下述重量份的原料制备而成：中密度聚乙烯72份，茂金属线性低密度聚乙烯12份，低密度聚乙烯13份。其中，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物的接枝率为1％；马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物的接枝率为1.5％；基层、内层I、芯层、内层II、外层的厚度比为：1：0.75：1.4：0.85：1.1；五层共挤复合薄膜的厚度为110μm。
实施例4
一种五层共挤复合薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的基层、内层I、芯层、内层II、外层原料分别投入挤出机的各个料斗内，经过挤压熔融，基层原料的熔融温度为：150℃；内层I原料的熔融温度为：145℃；芯层原料的熔融温度为：160℃；内层II原料的熔融温度为：145℃；外层原料的熔融温度为：155℃，使各层熔体分别进入不同流道，按照基层、内层I、芯层、内层II、外层的流出次序，以5m/min的流出速率，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；
步骤S2，由模唇流出得到的复合薄膜半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即为所制五层共挤复合薄膜；其中风环冷却定型的温度为10℃。
实施例5
一种五层共挤复合薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的基层、内层I、芯层、内层II、外层原料分别投入挤出机的各个料斗内，经过挤压熔融，基层原料的熔融温度为：170℃；内层I原料的熔融温度为：165℃；芯层原料的熔融温度为：180℃；内层II原料的熔融温度为：160℃；外层原料的熔融温度为：175℃，使各层熔体分别进入不同流道，按照基层、内层I、芯层、内层II、外层的流出次序，以8m/min的流出速率，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；
步骤S2，由模唇流出得到的复合薄膜半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即为所制五层共挤复合薄膜；其中风环冷却定型的温度为15℃。
实施例6
一种五层共挤复合薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的基层、内层I、芯层、内层II、外层原料分别投入挤出机的各个料斗内，经过挤压熔融，基层原料的熔融温度为：160℃；内层I原料的熔融温度为：155℃；芯层原料的熔融温度为：170℃；内层II原料的熔融温度为：152℃；外层原料的熔融温度为：165℃，使各层熔体分别进入不同流道，按照基层、内层I、芯层、内层II、外层的流出次序，以6.5m/min的流出速率，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；
步骤S2，由模唇流出得到的复合薄膜半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即为所制五层共挤复合薄膜；其中风环冷却定型的温度为12℃。
实验例1
对实施例1～6所制的五层共挤复合薄膜的性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1五层共挤复合薄膜的性能测试结果
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种五层共挤复合薄膜，其特征在于，由基层、内层I、芯层、内层II、外层复合而成；其中，所述基层由下述重量份的原料制备而成：聚丙烯60份～80份，乙烯-乙烯醇共聚物20份～35份；所述内层I由下述重量份的原料制备而成：聚1-丁烯45份～60份，低密度聚乙烯30份～45份，聚乙烯醇15份～20份，马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物3份～6份；所述芯层由下述重量份的原料制备而成：聚酰胺30份～60份，聚对苯二甲酸乙二醇酯10份～20份，聚氨酯20份～40份，恶唑啉2份～5份；所述内层II由下述重量份的原料制备而成：聚4-甲基-1-戊烯40份～70份，低密度聚乙烯10份～15份，聚乙烯醇10份～15份，马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物3份～6份；所述外层由下述重量份的原料制备而成：中密度聚乙烯65份～80份，茂金属线性低密度聚乙烯10份～15份，低密度聚乙烯10份～15份；所述基层、内层I、芯层、内层II、外层的厚度比为：0.8～1.1：0.6～0.9：1～1.8：0.7～1：0.9～1.3；所述五层共挤复合薄膜的厚度为20μm～200μm；所述五层共挤复合薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的基层、内层I、芯层、内层II、外层原料分别投入挤出机的各个料斗内，经过挤压熔融，使各层熔体分别进入不同流道，按照基层、内层I、芯层、内层II、外层的流出次序，以5m/min～8m/min的流出速率，导入模头复合成型，经过模唇流出，得到复合薄膜半成品；
步骤S2，由模唇流出得到的复合薄膜半成品通过风环冷却定型，经过牵引系统引出，再经收卷、包装，即为所制五层共挤复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，所述聚酰胺为：PA66或PA1010。
3.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，所述聚丙烯为：无规聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，所述马来酸酐-聚丙烯接枝共聚物的接枝率至少为0.1％。
5.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，所述马来酸酐-聚乙烯接枝共聚物的接枝率至少为0.1％。
6.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，步骤S1中，所述挤压熔融具体为：所述基层原料的熔融温度为：150℃～170℃；所述内层I原料的熔融温度为：145℃～165℃；所述芯层原料的熔融温度为：160℃～180℃；所述内层II原料的熔融温度为：145℃～160℃；所述外层原料的熔融温度为：155℃～175℃。
7.根据权利要求1所述的五层共挤复合薄膜，其特征在于，步骤S2中，所述风环冷却定型的温度为10℃～15℃。
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