CN107793633A - 一种具有香味的防霉薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型薄膜及其制备方法,本发明涉及聚烯烃薄膜领域技术,为提供一种具有香味的防霉薄膜,使用聚烯烃的同时辅以碳酸钙等物质,在减少聚烯烃使用的同时,还能维持甚至改进现有的薄膜的性能。本发明的技术方案如下:一种新型薄膜,所述的薄膜由如下组分的物质制备而成:聚烯烃、聚乙烯蜡、抗氧剂、表面改性的碳酸钙颗粒、防霉母粒和香味母粒。本发明的有益效果在于,通过调整不同粒径碳酸钙在薄膜中的含量,在满足薄膜使用机械性能的前提下,又可提高碳酸钙的填充量,降低薄膜成本;通过添加防霉颗粒和香味母粒,改善薄膜的使用感受。
Description
技术领域
本发明涉及聚烯烃薄膜领域技术,尤其是指一种具有香味的高碳酸钙填充量、聚乙烯防霉薄膜及其制备方法。
背景技术
聚烯烃薄膜尤其是聚乙烯薄膜应用广泛,在浴帘、台布、垃圾袋、包装材料、卫生用品等方面都有广泛应用。同时随生产工艺的进步,薄膜性能不断提升和拓展,可预见聚乙烯薄膜的用量将持续增长,但是聚乙烯主要来源于非可再生的石化资源,国际原油价格居高不下,因此找到其他可以减少聚烯烃使用方法,节约非可再生的石化资源很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有香味的防霉薄膜,使用聚烯烃的同时辅以碳酸钙等物质,在减少聚烯烃使用的同时,还能保持甚至改进现有薄膜的性能。
本发明的技术方案如下:
一种新型薄膜,所述的薄膜由如下组分的物质制备而成:聚烯烃、聚乙烯蜡、抗氧剂、表面改性的碳酸钙颗粒、防霉母粒和香味母粒;
其中聚乙烯蜡的添加量为聚烯烃重量的0.5%~2.5%,优选添加量为聚烯烃重量的1.2%~1.8%。
所述的抗氧剂的添加量为聚烯烃重量的0.02%~2.0%,优选添加量为聚烯烃重量的0.05%~1.0%。
所述的表面改性的碳酸钙颗粒与其他物质的总和的重量比约为(0.6~1.25):1;表面改性是通过硬脂酸类、钛酸酯类、硅烷偶联剂等表面活性剂进行疏水改性。
所述的防霉母粒添加量为聚烯烃重量的1%~6%,优选添加量为聚烯烃重量的2%~4%。
所述的香味母粒添加量为聚烯烃重量的1%~10%;优选添加量为聚烯烃重量的4%~8%。
所述的聚烯烃包括有LDPE(高压聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物),其中LDPE、LLDPE和EVA的重量比为1:(0.1~10):(0~10);
所述的碳酸钙颗粒包括有大粒径碳酸钙颗粒及纳米碳酸钙颗粒,所述的大粒径碳酸钙颗粒的粒径为2000~15000目,优选的粒径范围为5000~10000目。
所述的纳米碳酸钙颗粒的直径为1~100nm,所述的大粒径碳酸钙与纳米碳酸钙的重量比为(30~90):(10~50)。
所述抗氧剂选自四季戊四醇酯、四【β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸】季戊四醇酯、 三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、丙酸十八醇酯和烷基化多酚中的一种或几种。
一种新型薄膜,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)准备各组分物质;
(2)将LDPE、LLDPE、EVA、聚乙烯蜡、抗氧剂、已表面改性的大粒径碳酸钙颗粒及纳米碳酸钙颗粒加入到密炼机中,加热并混合搅拌,待混合均匀后,通过单杆挤出机或双杆挤出机挤出、造粒、干燥;
密炼机的密炼温度是110~180℃;
单杆挤出机的挤出温度是170~200℃;
(3)将防霉母粒、香味母粒和上述步骤(2)得到的粒子混合,通过流延机流延成膜,流延机的温度是170~230℃。
香味母粒中可添加耐高温香精,香味可以是花香、果香、木香或其他调制香味。
碳酸钙以产量丰富、价格低廉、色泽洁白、综合性能良好等特性成为无机填料中的首选,也是塑料加工行业使用广泛、用量巨大的无机粉体填料,但是由于为了维持薄膜本身的性能,目前碳酸钙填充聚乙烯薄膜材料中的填充量偏低,重量分数一般不超过30%,如果填充太高,填充后的聚乙烯薄膜,其机械性能尤其韧性急剧下降,低碳酸钙填充量一直是薄膜制造行业的瓶颈。
为了在满足聚乙烯薄膜使用机械性能的前提下,尽可能提高碳酸钙的填充量,同时为了降低生产成本、降低环境污染、提高聚乙烯薄膜的降解性能,本案对填充的碳酸钙做了改善,采用不同粒径的碳酸钙,同时通过调整优化不同粒径的碳酸钙的比例,改进薄膜的机械性能,又能提高碳酸钙的填充量。
碳酸钙颗粒径越小,在聚乙烯薄膜中填充的数量越多,且对聚乙烯薄膜力学性能影响越小,所以单就粒径考虑,粒径小至纳米级的纳米碳酸钙或成为填料优选,然而由于纳米碳酸钙颗粒,其比表面积大、表面活性高,即便经过表面疏水改性后与非极性聚乙烯共混,其在较高的加工温度下也极易团聚,从而影响聚乙烯薄膜的综合性能,因此,本发明采用粒径在2000~15000目的碳酸钙颗粒,与少量纳米碳酸钙颗粒混用。大粒径碳酸钙作为主要填料分散在聚合物基体中,后者可很好填充在前者的微小空隙中,不同尺寸的碳酸钙混合使用,不仅可提高碳酸钙填充量,而且可减少薄膜内部孔隙缺陷,从而提高薄膜综合性能。
此外,现有的薄膜生产中,白度不低于90的碳酸钙也可部分替代昂贵的钛白粉,在保证聚乙烯薄膜白度的同时又可降低原料成本,且具环境友好特性,因此,本案也可以通过选择白度不低于90的碳酸钙部分替代钛白粉。
同时,防霉剂与香味母粒的加入,可使聚乙烯薄膜具有更广泛的使用性能,可增加最终产品的使用舒适性。
本发明的有益效果在于,通过调整不同粒径碳酸钙在薄膜中的含量,在改善薄膜机械性能的同时,极大降低原料成本,并且通过添加防霉颗粒和香味母粒,改善薄膜的使用感受。
具体实施方式
实施例1
首先把密炼机密炼室温度预热为120℃,然后按照表1中实施例1的配方,依次将 11千克LDPE,33千克 LLDPE,1千克聚乙烯蜡,45千克2500目的碳酸钙粉,8千克纳米碳酸钙粉,0.2千克抗氧剂加入到密炼机中,搅拌混合5分钟使物料充分混合,后升温至150℃进一步混合10分钟,排掉混炼物料中的水分子等挥发物质后再混合分散15分钟。最后将分散均匀的料输送到双螺杆挤出机,在170~200℃温度范围内熔融挤出、造粒、干燥,得到流延粒子C-1。
将上述步骤得到的流延粒子C-1加入到流延机中,在170~230℃流延,可得到高填充的聚乙烯薄膜F-1,其力学性能等见表2。
实施例2
流延粒子C-2可按表1中实施例2的配方制备,其工艺条件同实施例1。
将流延粒子C-2与3公斤香味母粒、0.8公斤防霉母粒加入到流延机中,在170~230℃进行流延,可制备带香味、高填充的聚乙烯防霉薄膜F-2,其力学性能见表2所示。
实施例3
流延粒子C-3可按表1中实施例3的配方制备,其工艺条件同实施例1。
将流延粒子C-3加入到流延机中,在170~230℃流延,可得到高填充的聚乙烯薄膜F-3,其力学性能等见表2。
实施例4
流延粒子C-4可按表1中实施例4的配方制备,其工艺条件同实施例1。
将流延粒子C-4加入到流延机中,在170~230℃流延,可得到高填充的聚乙烯薄膜F-4,其力学性能等见表2。
表1.实施例1-4中高碳酸钙填充的聚烯烃颗粒的制备配方(单位:公斤)
性能评价方式及实行标准:
按上述本发明的步骤,制备出香味高碳酸钙填充防霉聚乙烯薄膜后,其拉伸性能按ASTM D5034-95的标准进行测试。拉伸样品尺寸:长度150毫米,宽度100毫米,拉伸速度为每分钟300毫米。所制备的薄膜纵向拉伸强度不低于17兆帕,断裂伸长率不低于100%,具体测试结果如下:
表2所制得流延膜的相关性能
Claims (10)
1.一种新型薄膜,其特征在于,所述的薄膜由如下组分的物质制备:聚烯烃、聚乙烯蜡、抗氧剂和表面改性的碳酸钙颗粒;
其中聚乙烯蜡的添加量为聚烯烃重量的0.5%~2.5%;
所述的抗氧剂的添加量为聚烯烃重量的0.02%~2.0%;
所述的表面改性的碳酸钙颗粒与其他物质的总和的重量比约为(0.6~1.25):1;
所述的聚烯烃包括有LDPE、LLDPE和EVA,其中LDPE、LLDPE和EVA的重量比为1:(0.1~10):(0~10);
所述的碳酸钙颗粒包括有大粒径碳酸钙颗粒及纳米碳酸钙颗粒,所述的大粒径碳酸钙颗粒的粒径为2000~15000目,所述的纳米碳酸钙颗粒的直径为1~100nm,所述的大粒径碳酸钙与纳米碳酸钙的重量比为(30~90):(10~50)。
2.如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,聚乙烯蜡的添加量为聚烯烃重量的0.5~2.5%,优选为1.2%~1.8%。
3.如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,大粒径碳酸钙颗粒的粒径范围为2000~15000目,优选为5000~10000目。
4. 如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,所述抗氧剂选自四季戊四醇酯、四【β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸】季戊四醇酯、 三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、丙酸十八醇酯和烷基化多酚中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,所述抗氧剂添加量为聚烯烃重量的0.02%~2%,优选为0.05%~1.0%。
6.如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,所述的物质还包括有防霉母粒,其添加量为聚烯烃重量的1%~6%。
7.如权利要求6所述的新型薄膜,其特征在于,防霉母粒添加量为聚烯烃重量的2%~4%。
8.如权利要求1所述的新型薄膜,其特征在于,所述的物质还包括有香味母粒,其添加量为聚烯烃重量的1%~10%。
9.如权利要求8所述的新型薄膜,其特征在于,香味母粒添加量为聚烯烃重量的4%~8%。
10.一种新型薄膜的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括如下步骤:
(1)准备权利要求1-9任一权利要求所述的具有新型薄膜中的各组分物质;
(2)将LDPE、LLDPE、EVA、聚乙烯蜡、抗氧剂、已表面改性的大粒径碳酸钙颗粒及纳米碳酸钙颗粒加入到密炼机中,加热并混合搅拌混合,待混合均匀后,通过挤出机挤出、造粒、干燥;
密炼机的密炼温度是110~180℃;
挤出机的挤出温度是170~200℃;
(3)将防霉母粒、香味母粒和上述步骤(2)得到的粒子混合,通过流延机流延成膜,流延机的温度是170~230℃。
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