CN108794846A - 一种聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚烯烃薄膜领域，具体涉及一种应用于薄膜领域的聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜。所述聚乙烯组合物包括超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、高压聚乙烯、线性聚乙烯和茂金属聚乙烯树脂。本发明通过使用几种聚乙烯共混获得的组合物用于生产薄膜内层，其中超低密度聚乙烯树脂具有独特的分子结构，加工的三层共挤薄膜在使用时热封温度降低，用户使用时可降低生产能耗、提高生产效率，同时薄膜性能良好。

Description

一种聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜
技术领域
本发明涉及聚烯烃薄膜领域，具体涉及一种应用于薄膜领域的聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜。
背景技术
薄膜包装是塑料应用的一个重要领域，占据的份额最大，除了工农业大宗货物包装以外，与人们生活息息相关的食品、日化用品的包装也常常用到聚乙烯包装膜。薄膜用于包装领域，除了必须达到的综合力学性能之外，封口质量也是关键，尤其是在食品和日化用品包装领域，包装袋封口效果的好坏直接关系到包装物品的保存质量和效果。目前薄膜包装封口通常采用热封工艺，将薄膜加热到热封温度以上，封口处成为黏流态，并借助一定的热封压力，使处于黏流态的薄膜界面分子相互渗透扩散，两层薄膜融为一体，并具有一定强度和密封性。热封性能的好坏，除了热封工艺外，跟材料本身有直接关系。
用于食品和日化用品的包装袋热封层通常用聚乙烯来生产，通常情况下聚乙烯树脂的熔点随着密度的降低而降低，所以传统热封层通常使用线性聚乙烯或者低密度聚乙烯树脂。近些年来随着聚乙烯合成工艺以及催化剂制备技术的不断发展，出现了密度在0.915g/cm3以下的超低密度聚乙烯树脂，与线性聚乙烯或者低密度聚乙烯相比，超低密度聚乙烯具有更低的熔点，应用于薄膜领域时，可降低薄膜热封温度减少能耗，同时提高生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于薄膜低温热封领域的聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜，所制备的薄膜在使用时可降低热封温度，节省能耗。
本发明采用的技术方案如下：
一种聚乙烯组合物，包括超低密度聚乙烯(vLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高压聚乙烯(LDPE)、线性聚乙烯(LLDPE)和茂金属聚乙烯(mPE)树脂。
超低密度聚乙烯树脂(vLDPE)为乙烯和α-烯烃的共聚物，使用茂金属催化剂生产，其密度为0.903～0.916g/cm3，熔体质量流动速率(MFR)为0.3-2.5g/10min，质量含量为5-25％；共聚单体α-烯烃优选1-己烯，熔体质量流动速率优选0.5-2.0g/10min，密度优选0.905-914g/cm3，质量含量优选10-20％。
高度密度聚乙烯树脂(HDPE)密度为0.940-0.960g/cm3，21.6kg熔指为5-20g/10min，含量为20-60％。
高压聚乙烯树脂(LDPE)密度为0.918-0.926g/cm3，2.16kg熔指为0.5-2.0g/10min，含量为20-60％。
线性聚乙烯树脂(LLDPE)密度为0.918-0.926g/cm3，2.16kg熔指为0.5-3.0g/10min，含量为0-50％。
茂金属聚乙烯(mPE)密度为0.920-0.940g/cm3，2.16kg熔指为0.5-2.0g/10min，含量为0-50％。
制备的超低密度聚乙烯树脂通过结晶热分级对不同片晶厚度的聚乙烯分子含量进行测定：片晶厚度中心值为4.425埃的结晶级份含量为3.0-3.5％，片晶厚度中心值为4.965埃的结晶级份含量为2.0-3.0％，片晶厚度中心值为5.571埃的结晶级份含量为3.0-4.0％，片晶厚度中心值为6.482埃的结晶级份含量为6.0-6.8％，片晶厚度中心值为7.894埃的结晶级份含量为10.2-11.5％，片晶厚度中心值为8.893埃的结晶级份含量为22.5-24.0％，片晶厚度中心值为11.885埃的结晶级份为37.5-40.0％，片晶厚度中心值为14.743埃的结晶级份含量为10.6-12.0％。
利用碳谱核磁对超低密度聚乙烯树脂进行结构分析：其共聚单体α-烯烃含量为3.0-3.8％，优选3.2-3.6％。
利用红外光谱分析对超低密度聚乙烯树脂的相对支化度进行测定：相对支化度为1.000-1.220。
利用凝胶色谱渗透法对超低密度聚乙烯树脂分子量及其分布进行测试：重均分子量为81000-89500，数均分子量为25700-31400，分子量分布为2.85-3.15；其中重均分子量小于20000部分含量为14.10-16.80；重均分子量20000-40000部分含量为17.50-21.60；重均分子量40000-60000部分含量为13.20-16.90；重均分子量60000-80000部分含量为10.80-14.60；重均分子量80000以上部分为32.00-37.50。
一种三层共挤聚乙烯包装膜，包括外层、中层和内层，其中内层由所述的聚乙烯组合物挤出。
本发明的优点在于：
本发明通过使用几种聚乙烯共混获得的组合物用于生产薄膜内层，其中超低密度聚乙烯树脂具有独特的分子结构，加工的三层共挤薄膜在使用时热封温度降低，用户使用时可降低生产能耗、提高生产效率，同时薄膜性能良好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步解释：
实施例
超低密度聚乙烯树脂vLDPE1，1-己烯共聚物，2.16kg熔指为1.1g/10min，密度0.912g/cm3，含量为总质量1/6。
高密度聚乙烯树脂，密度为0.950g/cm3，21.6kg熔指为10g/10min，含量为总质量的1/2。
高压聚乙烯树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kg熔指为2g/10min，含量为总质量的1/3。
对比例
市售超低密度聚乙烯树脂vLDPE2，1-己烯共聚物，2.16kg熔指为1.0g/10min，密度0.913g/cm3，含量为1/6。
高密度聚乙烯树脂，密度为0.950g/cm3，21.6kg熔指为10g/10min，含量为总质量的1/2。
高压聚乙烯树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kg熔指为2g/10min，含量为总质量的1/3。
表1为应用于实施例和对比例中的两种超低密度聚乙烯树脂的结晶热分级不同厚度片晶含量。
表1 结晶热分级不同片晶厚度的含量
片晶厚度，埃 vLDPE1 vLDPE2
4.425 0.0326 0.0226
4.965 0.0245 0.0264
5.571 0.0348 0.0378
6.482 0.0634 0.0486
7.894 0.1082 0.0691
8.893 0.2371 0.1263
11.885 0.3859 0.2986
14.743 0.1135 0.3706
表2为用于实施例与对比例中两种超低密度聚乙烯树脂的结构分析对比。
表2 原料结构分析
表3为使用实施例和对比例加工的包装膜热封性能对比。
表3 包装膜热封温度对比
应用实施例1
外层：1/2的mPE树脂，密度为0.934g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min
1/4的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/4的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
中层：3/5的mPE树脂，密度为0.934g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min
1/5的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
内层：1/3的mPE树脂，密度为0.934g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min
1/4的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/4的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
1/6的vLDPE1树脂
应用实施例2
外层：1/3的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/3的HDPE树脂，密度为0.950g/cm3，21.6kgMFR为12g/10min
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.8g/10min
中层：4/5的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.8g/10min
内层：1/6的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/3的HDPE树脂，密度为0.950g/cm3，21.6kgMFR为12g/10min
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.8g/10min
1/6的vLDPE1树脂
应用对比例1
外层：1/3的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/3的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
中层：4/5的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
内层：1/6的mPE树脂，密度为0.935g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min
1/3的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
1/6的vLDPE2树脂
应用对比例2
内、外层：1/3的mPE树脂，密度为0.934g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min
1/3的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，21.6kgMFR为10g/10min
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min中层：4/5的mPE树脂，密度为0.934g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.9g/10min
表3为使用实施例和对比例加工的包装膜性能对比。
表3 包装膜性能

Claims (10)

1.一种聚乙烯组合物，其特征在于，包括超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、高压聚乙烯、线性聚乙烯和茂金属聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，超低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃的共聚物，使用茂金属催化剂生产，其密度为0.903～0.916g/cm3，熔体质量流动速率为0.3-2.5g/10min，质量含量为5-25％；共聚单体α-烯烃优选1-己烯，熔体质量流动速率优选0.5-2.0g/10min，密度优选0.905-914g/cm3，质量含量优选10-20％。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，高度密度聚乙烯树脂密度为0.940-0.960g/cm3，21.6kg熔指为5-20g/10min，含量为20-60％。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，高压聚乙烯树脂密度为0.918-0.926g/cm3，2.16kg熔指为0.5-2.0g/10min，含量为20-60％。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，线性聚乙烯树脂密度为0.918-0.926g/cm3，2.16kg熔指为0.5-3.0g/10min，含量为0-50％。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，茂金属聚乙烯密度为0.920-0.940g/cm3，2.16kg熔指为0.5-2.0g/10min，含量为0-50％。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，超低密度聚乙烯树脂片晶厚度中心值为4.425埃的结晶级份含量为3.0-3.5％，片晶厚度中心值为4.965埃的结晶级份含量为2.0-3.0％，片晶厚度中心值为5.571埃的结晶级份含量为3.0-4.0％，片晶厚度中心值为6.482埃的结晶级份含量为6.0-6.8％，片晶厚度中心值为7.894埃的结晶级份含量为10.2-11.5％，片晶厚度中心值为8.893埃的结晶级份含量为22.5-24.0％，片晶厚度中心值为11.885埃的结晶级份为37.5-40.0％，片晶厚度中心值为14.743埃的结晶级份含量为10.6-12.0％。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，超低密度聚乙烯树脂共聚单体α-烯烃含量为3.0-3.8％，优选3.2-3.6％；相对支化度为1.000-1.220。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种聚乙烯组合物，其特征在于，超低密度聚乙烯树脂重均分子量为81000-89500，数均分子量为25700-31400，分子量分布为2.85-3.15；其中重均分子量小于20000部分含量为14.10-16.80；重均分子量20000-40000部分含量为17.50-21.60；重均分子量40000-60000部分含量为13.20-16.90；重均分子量60000-80000部分含量为10.80-14.60；重均分子量80000以上部分为32.00-37.50。
10.一种三层共挤包装膜，包括外层、中层和内层，其特征在于，内层由权利要求1-9任意一项所述的聚乙烯组合物挤出。
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