CN108164871A - 无塑化剂超透pvc热收缩标签膜制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无塑化剂超透PVC热收缩标签膜制备方法，包括如下步骤：高速混合机转动过程中投加PVC树脂主原料、稳定剂、超低聚合度PVC树脂；高速混合机温度升高到75‑80℃时，投加TPVC热塑性弹性体；高速混合机温度升高到95‑100℃时，投加润滑剂；高速混合机温度升高到125℃左右时，将混合料放入冷却混合机中搅拌冷却；冷却混合机温度到45℃以下时出料，获得干混料，备用。用超低聚合度PVC树脂+TPVC热塑性弹性体的组合设计替代增塑剂，还对改善PVC热收缩标签膜透明度提供了一定帮助。超低聚合度PVC具有与PVC树脂完全相同的链段结构，TPVC分子中也有众多氯乙烯链段，这就保证了它们与PVC树脂具有良好的相容性，可以有效保证体系折光率的一致性。

Description

无塑化剂超透PVC热收缩标签膜制备方法
技术领域
本发明涉及塑料薄膜制备技术领域，具体涉及一种无塑化剂超透PVC热收缩标签膜的制备方法。
背景技术
由于PVC热收缩标签可以赋予瓶装饮料和纯净水360°标签设计，通过印刷精美图案和绚丽色彩，形成较强视觉冲击的包装效果，凸显商品在超市货架上的完美形象和吸引力，便于品牌差异化设计和市场营销。因此，成为当前瓶装饮品的主要标签形式之一。
制作收缩标签的PVC热收缩标签膜虽属于硬质PVC透明制品，但由于加工成型和薄膜性能的需要，传统PVC热收缩标签膜的配方中是需要加入少量的(≤5 份)小分子增塑剂助剂产品。也就是塑化剂。近几年的科学研究表明，PVC常用的邻苯类增塑剂(塑化剂)具有一定的生理毒性，不能应用于直接接触食品的包装材料中。虽然标签并没有直接接触PET瓶内的饮品，但塑化剂问题已成为制约PVC热收缩标签膜进一步发展的主要技术障碍。
PVC树脂的折光率为1.544(20℃)，其制品的吸收和反射光都比较小，而且PVC制品的结晶度较小，一般小于5％。因此，纯PVC具有较高的透光率和透明度。但PVC由于其本身性能决定，其加工中必须与热稳定剂、增塑剂、加工助剂等多种助剂混合后，才能获得满意的制品和性能。PVC热收缩标签膜配方中，更是还需加入增韧剂、润滑剂，才能保证薄膜具有适宜的收缩功能、力学性能和适合印刷的表面特性。这些助剂的加入，或多或少的会使PVC透明度降低。虽配方设计和助剂选择时，会尽量选择对PVC薄膜透明度影响较小的助剂品种，比如，常用的邻苯类塑化剂折光率基本在1.48-1.51(20℃)之间，与PVC十分接近。但各种助剂与PVC的这种细小折光率差距的累积，也会导致 PVC制品透明度产生一定下降，所以普通PVC热收缩标签膜透光率在87-88％左右。
饮品更新换代、推陈出新是其一大特点。新开发的一些特殊性能或特定功效的饮品，为了让消费者能直观看到新饮品的与众不同，凸显饮品靓丽的色彩或特殊的(固液)组成，达到宣传和吸引消费者的目的，希望饮品的外包装PET 瓶和标签具有更高的透明度。87-88％透光率的普通PVC热收缩标签膜已很难适应这种新的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决现有的PVC热收缩标签膜透光率低的技术问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：1.一种无塑化剂超透PVC 热收缩标签膜制备方法，包括如下步骤：
高速混合机转动过程中投加PVC树脂主原料、稳定剂、超低聚合度PVC 树脂；高速混合机温度升高到75-80℃时，投加TPVC热塑性弹性体；高速混合机温度升高到95-100℃时，投加润滑剂；高速混合机温度升高到125℃左右时，将混合料放入冷却混合机中搅拌冷却；冷却混合机温度到45℃以下时出料，获得干混料，备用；
其中各成分配比为：PVC树脂主原料：100；超低聚合度PVC树脂：8-10； TPVC热塑性弹性体：5-8；稳定剂；1.8～2.5；润滑剂：0.2-0.3；
其中超低聚合物的平均聚合度小于450；
将混合好的干混料的利用挤出机、第一膜泡和第二膜泡进行吹塑成型。
进一步的，所述润滑剂为有机硅油。
进一步的，在吹塑成型过程中，物料经过首先经过塑化挤出机塑化，在经过一台以提高塑化质量和加强过滤效果为目的的压滤挤出机；其中压滤挤出机为单螺杆结构，长径比为16:1，压缩比为3.2-3.5:1。采用渐变式螺杆结构，螺杆内部通冷却水，压滤挤出机机头处装有筛板与滤网，滤网采用3-5层，孔径由大到小排列，滤网分别为40目、60目、80目、100目(2层)或40目、60目(2 层)、100目2层。
用超低聚合度PVC树脂+TPVC热塑性弹性体的组合设计替代增塑剂，还对改善PVC热收缩标签膜透明度提供了一定帮助。超低聚合度PVC具有与PVC 树脂完全相同的链段结构，TPVC分子中也有众多氯乙烯链段，这就保证了它们与PVC树脂具有良好的相容性，可以有效保证体系折光率的一致性。为了更好地提高PVC热收缩标签膜配方体系的透明性，配方设计时，还用透明效果更佳，用量更少的有机硅油替代传统的润滑剂体系，以减少蜡类材料对体系透明度的不良影响。
具体实施方式
(1)塑化剂的替代：
在普通PVC热收缩标签膜配方中，塑化剂的作用主要有两个，一个是改善 PVC加工性能，提高熔体的流动性。另一个是使PVC链的移动变得容易一些，在PVC加工过程中便于PVC分子链和链段的定向，以使其获得较高的收缩率。
不使用塑化剂，要想获得同样的效果，就需要找到一种能使PVC产生内增塑作用的物质。超低聚合度PVC树脂。平均聚合度低于450，是通过特殊助剂配比和加工条件聚合而成的，是一种由PVC初级粒子松散堆积的聚集态微结构，其没有常规PVC树脂中包裹初级粒子的皮膜结构。熔融加工过程中，超低聚合度PVC树脂的初级粒子，很容易脱离开原有结构，进入到普通PVC树脂分子链之间，起到增塑作用。
TPVC热塑性弹性体，它由软质PVC与部分交联(凝胶)PVC或高聚合度 PVC或部分交联NBR共混而成，其具有的柔性链段(软质PVC)也对PVC具有一定的增塑作用。
采用超低聚合度PVC树脂+TPVC热塑性弹性体的组合方式，可以很好的替代塑化剂在PVC热收缩配方体系中的作用，并可同时替代或部分替代增韧剂 MBS的增韧作用。
(2)配方设计
用超低聚合度PVC树脂+TPVC热塑性弹性体的组合设计替代增塑剂，还对改善PVC热收缩标签膜透明度提供了一定帮助。超低聚合度PVC具有与PVC 树脂完全相同的链段结构，TPVC分子中也有众多氯乙烯链段，这就保证了它们与PVC树脂具有良好的相容性，可以有效保证体系折光率的一致性。为了更好地提高PVC热收缩标签膜配方体系的透明性，配方设计时，还用透明效果更佳，用量更少的有机硅油替代传统的润滑剂体系，以减少蜡类材料对体系透明度的不良影响。
具体的无塑化超透PVC热收缩标签膜配方组成
注：【1】超低聚合度PVC树脂可选择：日本钟渊公司的Kanevinyl S-1007、美国西方化学公司的Rucodur B221、美国EVC公司的Corvic D55/9等。
【2】TPVC热塑性弹性体可选择：日本住友公司的Sumiflex；日本三菱公司的Samprence；日本电气化学公司的Denka Rheomer G；日本瑞翁公司的Elastar等。
【3】有机硅油：道康宁公司DC203
(3)、捏合工艺
按照配方比例称取PVC原料和助剂，按照以下顺序加料混合制备干混料。
①高速混合机转动过程中投加PVC树脂、硫醇甲基锡181、超低聚合度PVC树脂；
②高速混合机温度升高到75-80℃时，投加TPVC热塑性弹性体；
③高速混合机温度升高到95-100℃时，投加有机硅油；
④高速混合机温度升高到125℃左右时，将混合料放入冷却混合机中搅拌冷却；
⑤冷却混合机温度到45℃以下时出料，获得干混料，备用。
(4)加工设备改进
影响PVC热收缩标签膜透明性的另一主要因素，是物料塑化不充分，含有一些杂质。为了进一步有效去除杂质，提高物料塑化质量。本发明采用了双阶挤出塑化的方式，在原有生产线挤出机和吹膜机头中间，增加了一台以提高塑化质量和加强过滤效果为目的的压滤挤出机。
压滤挤出机为单螺杆结构，长径比为16:1，压缩比为3.2-3.5:1。采用渐变式螺杆结构，螺杆内部通冷却水，由于压滤挤出机中物料均为熔体，故压滤挤出机螺杆采用普通单螺杆均化段螺棱结构设计。机筒采用热油循环加热方式。与原生产线Φ65单螺杆挤出机对应，采用Φ90单螺杆挤出机。压滤挤出机机头处装有筛板与滤网，滤网采用3-5层，孔径由大到小排列，滤网分别为40目、60 目、80目、100目(2层)或40目、60目(2层)、100目2层。压滤挤出机通过连接段与吹膜机头连接。熔体通过压滤挤出机可以进一步塑化，去除更多的杂质和未完全塑化物，使PVC薄膜获得更高的透明度。
挤出吹膜设备：单螺杆挤出机，螺杆直径65mm，螺杆长径比29.5:1，压缩比2.8:1。压滤挤出机，单螺杆，螺杆直径90mm，螺杆长径比16:1，压缩比3.2:1.
吹膜模具口模直径130mm，口模间隙0.8mm，双风口风环。
挤出机温度：145-150℃，150-155℃，160-165℃，175-185℃，170-180℃。压滤挤出机温度：175～180℃。连接段温度：175-180℃。模具温度:180-190℃， 190-200℃。
工艺流程：
干混料——挤出机塑化——压滤挤出机塑化过滤——吹膜机头吹塑为膜管——人字板折叠为双片膜——水浴加热——二次吹胀——冷却定型——卷曲——分切——包装——成品。
热收缩标签薄膜测试性能对比

Claims (3)

1.一种无塑化剂超透PVC热收缩标签膜制备方法，包括如下步骤：
高速混合机转动过程中投加PVC树脂主原料、稳定剂、超低聚合度PVC树脂；高速混合机温度升高到75-80℃时，投加TPVC热塑性弹性体；高速混合机温度升高到95-100℃时，投加润滑剂；高速混合机温度升高到125℃左右时，将混合料放入冷却混合机中搅拌冷却；冷却混合机温度到45℃以下时出料，获得干混料，备用；
其中各成分配比为：PVC树脂主原料：100；超低聚合度PVC树脂：8-10；TPVC热塑性弹性体：5-8；稳定剂；1.8～2.5；润滑剂：0.2-0.3；
其中超低聚合物的平均聚合度小于450；
将混合好的干混料的利用挤出机、第一膜泡和第二膜泡进行吹塑成型。
2.根据权利要求1所述的无塑化剂超透PVC热收缩标签膜制备方法：所述润滑剂为有机硅油。
3.根据权利要求2所述的无塑化剂超透PVC热收缩标签膜制备方法：在吹塑成型过程中，物料经过首先经过塑化挤出机塑化，在经过一台以提高塑化质量和加强过滤效果为目的的压滤挤出机；其中压滤挤出机为单螺杆结构，长径比为16:1，压缩比为3.2-3.5:1。采用渐变式螺杆结构，螺杆内部通冷却水，压滤挤出机机头处装有筛板与滤网，滤网采用3-5层，孔径由大到小排列，滤网分别为40目、60目、80目、100目或40目、60目、100目2层。
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