CN108359170A - 一种多层共挤聚乙烯膜及其制备方法 - Google Patents

一种多层共挤聚乙烯膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多层共挤聚乙烯膜及其制备方法，所述多层共挤聚乙烯膜从上而下包括复合层、中间层和热封层，以LLDPE、LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂等为原料，通过先混合后经挤出机中挤出，吹膜成形即得多层共挤聚乙烯膜。本发明的有益效果为：本发明的多层共挤聚乙烯膜，起封温度低，热封强度较高，可以做到80度起封，适合用于包装对温度敏感的内容物，或需要低温热封，或快速包装的复合膜等，如枕式包装用的热封层；加工性好而且相对成本较低且具有优良的超低温热封性能。

Description

一种多层共挤聚乙烯膜及其制备方法
技术领域
本发明属于膜材料制备工艺，涉及一种多层共挤聚乙烯膜，具体涉及一种可以低温热封的多层共挤聚乙烯膜，适合用于需要低温热封，快速包装的复合膜的热封层等。
背景技术
目前市场上，多层共挤聚乙烯膜采用线性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，以及茂金属聚乙烯通过不同配比混合，根据不同的应用特点来吹膜，满足一般情况的复合用膜，其热封窗口范围都在95度以上。
但是一些内容物对温度非常敏感，要求包装过程的温度需要控制在一定的范围内；另外，随着对效率的要求更加苛刻，那么会对材料需要满足快速包装的需要，对包装的热封温度也需要降低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种多层共挤聚乙烯膜及其制备方法，本发明的多层共挤聚乙烯膜具有超低温热封的功能，可以满足多层共挤加工的需求。
本发明所采用的技术方案为：一种多层共挤聚乙烯膜，所述多层共挤聚乙烯膜从上而下包括复合层、中间层和热封层，所述复合层的制备原料包括LLDPE、LDPE和加工助剂，所述中间层的制备原料包括LLDPE和LDPE，所述热封层的制备原料包括LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂。
进一步的，制备所述复合层或所述中间层所用的LLDPE和LDPE的重量比均为2-4：1，所述加工助剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
进一步的，制备所述热封层所用的LDPE和弹性体的重量比1:1至17:3，所述开口剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，所述爽滑剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
进一步的，制备所述热封层所用的LDPE和弹性体的重量比7:3或4:1。
进一步的，所述加工助剂为润滑剂；所述弹性体为聚α-烯烃弹性体，所述弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3。
进一步的，所述多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃。
进一步的，所述多层共挤聚乙烯膜的热封强度大于或等于2N/15mm。
一种所述的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和加工助剂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将所述复合层混合料、所述中间层混合料、所述热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；
(2)吹膜成形，即得多层共挤聚乙烯膜。
制备过程中只需将原料称重后，混合均匀，送挤出机挤出，然后进行吹膜，最后进行收卷检验。
进一步的，步骤(1)中，所述挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为160-170℃，计量段的机桶温度为150-160℃，机头温度为160℃。
进一步的，步骤(2)中，所述吹膜过程中的吹涨比为2-3：1。
LLDPE是线性低密度聚乙烯，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度为0.918～0.935g/cm3。它与LDPE相比，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等而广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品等领域。
LDPE是低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。
LDPE主要用途是作薄膜产品，还用于注塑制品，医疗器具，药品和食品包装材料，吹塑中空成型制品等。
高密度聚乙烯的用途与低密度聚乙烯不同。低密度聚乙烯约50％～70％用于制造薄膜；而高密度聚乙烯则主要用于制造中空硬制品，约占总消费量的40％～65％。
LDPE和LLDPE都具有极好的流变性或熔融流动性。LLDPE有更小的剪切敏感性，因为它具有窄分子量分布和短支链。
在剪切过程中(例如挤塑)，LLDPE保持了更大的粘度，因而比相同熔融指数的LDPE难于加工。在挤塑中，LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子链的应力松弛更快，并且由此物理性质对吹胀比改变的敏感性减小。
本发明所用的加工助剂为氟碳树脂，起到润滑，防粘作用。
本发明中的弹性体采购自日本三井化学有限公司，商品名为Tafmer，属于超低密度的聚烯烃，其型号为1085s，它的熔融指数是1.2(190℃)g/10min，密度是885kg/m3，由于密度很低，在加工过程或成品收卷的时候，会出现粘连的现象，所以在加工过程中会添加开口剂和爽滑剂。
开口剂的作用是为了增加表面的粗糙程度，通过粗糙造成膜之间有空气，防止膜与膜之间粘连在一起，一般都是无机物，如氧化硅，有天然和合成之分，合成的粒径分布比较均匀，天然的粒径分布差异大，现在一般都选用合成的开口剂，在这个发明中，开口剂选用宝利得的15N或20S。
爽滑剂的作用是改善聚烯烃薄膜加工时膜与膜之间以及膜与设备之间摩擦系数过大的问题，使膜与膜之间或膜与设备具有较小的摩擦力，从而提高生产效率和后期膜在后续加工顺利使用。本发明中的爽滑剂选用三井的ESQ-4。该发明也选用开口爽滑合成好的，选用型号为舒尔曼的FSU105E。
起封温度是在压力为2bar，时间1s的条件下，热封强度可以达到2N/15mm的所需温度。通过在热封层添加茂金属PE方式，可以把起封温度降低到80-90度。该发明可以把起封温度降低到80℃，且80℃的热封强度可以达到2N/15mm，该发明可以应用在不能使用高温热封的场合，如内容物不耐高温，可以提高包装速度；
通过选用合适的开口爽滑剂，从而解决了以往超低温薄膜加工问题，以往类似超低温薄膜加工非常困难，成品率很低，本发明生产成品率可以到99％以上。
本发明的有益效果为：本发明的多层共挤聚乙烯膜，起封温度低，热封强度较高，可以做到80℃起封，适合用于包装对温度敏感的内容物，或需要低温热封，或快速包装的复合膜等，如枕式包装用的热封层。
本发明制得的多层共挤聚乙烯膜，复合层和中间层的材料采用普通的线性材料和低密度材料，加工性好而且相对成本较低；只是在热封层采用特殊的超低温弹性体，具有优良的超低温热封性能。
热封时的成品率高，采用本发明的多层共挤聚乙烯膜进行生产，成品率达到99％以上。
附图说明
图1是本发明的多层共挤聚乙烯膜的结构示意图；
图中：1、复合层；2、中间层；3、热封层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案和效果做进一步详细说明。
如无特别意外说明，本发明中使用的各原料皆为行业通用原料。
实施例1
一种多层共挤聚乙烯膜，从上而下包括复合层、中间层和热封层，复合层的制备原料为LLDPE、LDPE和润滑剂，中间层的制备原料为LLDPE和LDPE，热封层的制备原料为LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂。
制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和润滑剂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将复合层混合料、中间层混合料、热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；
(2)吹膜成形，即得多层共挤聚乙烯膜，得到的多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃；多层共挤聚乙烯膜的热封强度为2N/15mm。
实施例2
一种多层共挤聚乙烯膜，从上而下包括复合层、中间层和热封层，复合层的制备原料为LLDPE、LDPE和氟碳树脂，LLDPE和LDPE的重量比均为2：1，氟碳树脂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％；中间层的制备原料为LLDPE和LDPE，LLDPE和LDPE的重量比均为2：1；热封层的制备原料为LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，LDPE和弹性体的重量比1:1，开口剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，爽滑剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。弹性体为聚α-烯烃弹性体，弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3；开口剂选用宝利得的20S；爽滑剂选用三井的ESQ-4；弹性体选用日本三井化学有限公司的Tafmer，型号为1085s。
制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和氟碳树脂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将复合层混合料、中间层混合料、热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为170℃，计量段的机桶温度为160℃，机头温度为160℃；
(2)吹膜成形，吹膜过程中的吹涨比为2.5:1，即得多层共挤聚乙烯膜，得到的多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃；多层共挤聚乙烯膜的热封强度为2N/15mm。
实施例3
一种多层共挤聚乙烯膜，从上而下包括复合层、中间层和热封层，复合层的制备原料为LLDPE、LDPE和氟碳树脂，LLDPE和LDPE的重量比均为4：1，氟碳树脂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％；中间层的制备原料为LLDPE和LDPE，LLDPE和LDPE的重量比均为4：1，热封层的制备原料为LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，LDPE和弹性体的重量比17:3，开口剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，爽滑剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。弹性体为聚α-烯烃弹性体，弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3；开口剂和爽滑剂选用开口剂和爽滑剂合成好的，选用型号为舒尔曼的FSU105E；弹性体选用日本三井化学有限公司的Tafmer，型号为1085s。
制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和氟碳树脂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将复合层混合料、中间层混合料、热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为160℃，计量段的机桶温度为160℃，机头温度为160℃；
(2)吹膜成形，吹膜过程中的吹涨比为2：1，即得多层共挤聚乙烯膜，得到的多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃；多层共挤聚乙烯膜的热封强度为2N/15mm。
实施例4
一种多层共挤聚乙烯膜，从上而下包括复合层、中间层和热封层，复合层的制备原料为LLDPE、LDPE和氟碳树脂，氟碳树脂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％；LLDPE和LDPE的重量比均为3：1；中间层的制备原料为LLDPE和LDPE，LLDPE和LDPE的重量比均为3：1，热封层的制备原料为LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，LDPE和弹性体的重量比7:3或4:1，开口剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，爽滑剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
弹性体为聚α-烯烃弹性体，弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3。开口剂选用宝利得的15N；爽滑剂选用三井的ESQ-4；弹性体选用日本三井化学有限公司，商品名为Tafmer，型号为1085s。
一种的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和氟碳树脂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将复合层混合料、中间层混合料、热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为170℃，计量段的机桶温度为150℃，机头温度为160℃；
(2)吹膜成形，吹膜过程中的吹涨比为3：1，即得多层共挤聚乙烯膜，得到的多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃，多层共挤聚乙烯膜的热封强度为2N/15mm。
实施例5
一种多层共挤聚乙烯膜，从上而下包括复合层、中间层和热封层，复合层的制备原料为LLDPE、LDPE和氟碳树脂，氟碳树脂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％；LLDPE和LDPE的重量比均为3：1；中间层的制备原料为LLDPE和LDPE，LLDPE和LDPE的重量比均为3：1，热封层的制备原料为LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，LDPE和弹性体的重量比7:3或4:1，开口剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，爽滑剂为多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
弹性体为聚α-烯烃弹性体，弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3。开口剂选用宝利得的15N；爽滑剂选用三井的ESQ-4；弹性体选用日本三井化学有限公司，商品名为Tafmer，型号为1085s。
一种的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和氟碳树脂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将复合层混合料、中间层混合料、热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为165℃，计量段的机桶温度为158℃，机头温度为160℃；
(2)吹膜成形，吹膜过程中的吹涨比为2：1，即得多层共挤聚乙烯膜，得到的多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃，多层共挤聚乙烯膜的热封强度为2N/15mm。
本发明的多层共挤聚乙烯膜，起封温度低，可以做到80度起封，适合用于包装对温度敏感的内容物，或需要低温热封，或快速包装的复合膜等，如枕式包装用的热封层。发明人将普通PE膜、普通低温PE膜和本发明实施例5的多层共挤聚乙烯膜的性能进行比较，结果如表1：
表1性能比较结果
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，所述多层共挤聚乙烯膜从上而下包括复合层、中间层和热封层，所述复合层的制备原料包括LLDPE、LDPE和加工助剂，所述中间层的制备原料包括LLDPE和LDPE，所述热封层的制备原料包括LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂。
2.根据权利要求1所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，制备所述复合层或所述中间层所用的LLDPE和LDPE的重量比均为2-4：1，所述加工助剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
3.根据权利要求1所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，制备所述热封层所用的LDPE和弹性体的重量比1:1至17:3，所述开口剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％，所述爽滑剂为所述多层共挤聚乙烯膜总重量的1％。
4.根据权利要求2所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，制备所述热封层所用的LDPE和弹性体的重量比7:3或4:1。
5.根据权利要求1所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，所述加工助剂为润滑剂；所述弹性体为聚α-烯烃弹性体，所述弹性体的熔融指数是1.2g/10min，密度是885kg/m3。
6.根据权利要求1所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，所述多层共挤聚乙烯膜的起封温度为80℃。
7.根据权利要求1所述的多层共挤聚乙烯膜，其特征在于，所述多层共挤聚乙烯膜的热封强度大于或等于2N/15mm。
8.一种如权利要求1至7任一所述的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配比称量出制备复合层所用的LLDPE、LDPE和加工助剂，混合均匀形成复合层混合料；按配比称量出制备中间层所用的LLDPE、LDPE，混合均匀形成中间层混合料；按配比称量出制备热封层所用的LDPE、弹性体、开口剂和爽滑剂，混合均匀形成热封层混合料；将所述复合层混合料、所述中间层混合料、所述热封层混合料分别送入三个不同的进料口后经挤出机挤出；
(2)吹膜成形，即得多层共挤聚乙烯膜。
9.根据权利要求8所述的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述挤出机的长径比是32，螺杆转速是40转/min，超低温材料供料段的机桶温度为160-170℃，计量段的机桶温度为150-160℃，机头温度为160℃。
10.根据权利要求8所述的多层共挤聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述吹膜过程中的吹涨比为2-3：1。
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