CN109130416B - 一种聚乙烯流延膜及其制备工艺 - Google Patents

一种聚乙烯流延膜及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯流延膜及其制备工艺，聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，外层由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成；芯层由线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯组成；内层由低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成。本发明1制备得到的流延聚乙烯薄膜生产效率高，产品质量好，结构性能稳定，经济效益突出；具有厚度均一、结晶均等、透明度高、热塑性能好、抗拉强度大、印刷性能好的优点，尤其适用于各类产品的包装材料。

Description

一种聚乙烯流延膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及层状材料领域，具体涉及一种聚乙烯流延膜及其制备工艺。
背景技术
聚乙烯流延膜，亦称为非拉伸聚乙烯薄膜，英文缩写为CPE，是一种主要采用聚乙烯熔融体流延快速骤冷的方式生产制造的平挤薄膜。聚乙烯流延膜有单层膜和多层膜之分。采用流延法制备平挤型聚乙烯薄膜，具有生产速度快，产品质量高，加工效率高等显著优点，并且制备得到的薄膜在透明性、光泽性、平整度、均匀性等方面优势明显，而且聚乙烯流延膜具有适宜的摩擦系数、较好的拉伸强度和极佳的相容性能，不论是单独使用还是和别的薄膜材料复合使用，聚乙烯流延膜在食品、药品、日用品、装饰用品等包装行业方面有非常广泛的应用。
20世纪80年代起我国才开始出现采用流延法制备薄膜的工艺方法，尽管起步较晚，基础实力相对薄弱，但行业发展速度非常快。随着人们生活水平的不断提高，对各种多功能、高品质、高性能薄膜产品的需求越来越迫切。而聚乙烯流延膜具有非常优越的材料性能，在未来的发展中具有相当蓬勃的生命活力和广阔的上升空间，市场潜力尤其巨大。
中国专利CN201410272770.1公开了一种透气防水流延膜材料，包括：高压聚乙烯、低压聚乙烯、线性聚乙烯、茂金属、聚丙烯和添加剂，各组分所占重量百分比依次分别为26％、35％、17％、10％、5％和7％所述添加剂包括色母料和开口剂。但是该专利应用的主要目标是女性卫生用品，制备的薄膜抗菌性能一般，卫生性较差。
中国专利CN201410411230.7公开了一种高韧隔热薄膜的生产工艺，共聚型聚丙烯颗粒、聚乙烯颗粒和聚对苯二甲酸乙二醇酯经过混料→加热熔融→挤出流延→压制冷却成型→牵引→电晕→分切后得到产品。但是该专利制备得到薄膜厚度不均匀且上下薄膜层容易与中间铝箔层因粘接不牢而发生分离，影响产品的正常使用。
因此需要发明一种具有良好热封性、稳定性和抗拉性的流延聚乙烯及其制备工艺，以达到广泛应用于包装行业的目的。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种聚乙烯流延膜及其制备工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，外层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯 70％～85％，高密度聚乙烯15％～30％；芯层由下述质量百分数的原料组成：线性低密度聚乙烯40％～65％，高密度聚乙烯10％～20％，中密度聚乙烯25％～45％；内层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯50％～60％，茂金属线性低密度聚乙烯35％～45％，高密度聚乙烯5％～10％；其中，外层、芯层和内层薄膜的厚度比为：1.5～2.5： 1.2～1.5：1；外层、芯层和内层的质量比为：1.1～1.3： 1：0.9～1.2。
本发明的另一发明目的，在于提供一种上述聚乙烯流延膜的制备工艺，包含以下步骤：
步骤a，配料熔融：将所述质量百分数的外层、芯层和内层的各组分原料分别投入到挤出机I、挤出机II、挤出机III的料斗中，进行加热熔融，分别得到粘流体I、粘流体II、粘流体III；
步骤b，挤出流延：调节T型口模模头缝隙，使步骤a得到的三层粘流体 I、粘流体II、粘流体III均通过T型口模流出，调节T型口模模头唇口与初级冷却辊之间的唇口间隙为1mm～25.4mm，控制气刀空气流速，调节牵引辊旋转的角速度为0.2rad/s～1rad/s，牵引薄膜至初级冷却辊装置，控制流延膜的厚度，经过次级冷却辊进行再次冷却，再经电晕、裁边定型、清洁收卷，即得厚度为 10μm～30μm的聚乙烯流延膜。
进一步地，步骤a中，加热熔融的温度为220℃～250℃。
进一步地，步骤a中，粘流体的粘度为800mPa·s～2000mPa·s。
进一步地，步骤b中，流延口模温度为：210℃～230℃。
进一步地，步骤b中，气刀空气流速为：1m/s～1.8m/s。
进一步地，步骤b中，初级冷却辊的温度为：1℃～4℃。
进一步地，步骤b中，次级冷却辊的温度为：6℃～12℃。
进一步地，步骤b中，电晕的装置为：20mm～70mm硅胶辊，输出功率为 1kW～20kW。
进一步地，步骤b中，电晕后薄膜的表面张力为45mN/m～55mN/m。
本发明的优点是：
1.本发明通过三层共挤流延的方法制备得到的流延聚乙烯薄膜；生产效率高，产品质量好，结构性能稳定，经济效益突出；
2.本发明制备得到的流延聚乙烯薄膜具有厚度均一、结晶均等、透明度高的优点；
3.本发明制备得到的产品热塑性能好，抗拉强度大，印刷性能好，尤其适用于各类产品的包装材料。
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。
配方1
一种聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，外层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯70％，高密度聚乙烯30％；芯层由下述质量百分数的原料组成：线性低密度聚乙烯40％，高密度聚乙烯20％，中密度聚乙烯40％；内层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯50％，茂金属线性低密度聚乙烯45％，高密度聚乙烯5％；其中，外层、芯层和内层薄膜的厚度比为：1.5： 1.2：1；外层、芯层和内层的质量比为：1.1：1：0.9。
配方2
一种聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，外层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯85％，高密度聚乙烯15％；芯层由下述质量百分数的原料组成：线性低密度聚乙烯65％，高密度聚乙烯10％，中密度聚乙烯25％；内层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯60％，茂金属线性低密度聚乙烯35％，高密度聚乙烯5％；其中，外层、芯层和内层薄膜的厚度比为：2.5： 1.5：1；外层、芯层和内层的质量比为：1.3：1：1.2。
配方3
一种聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，外层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯80％，高密度聚乙烯20％；芯层由下述质量百分数的原料组成：线性低密度聚乙烯43％，高密度聚乙烯12％，中密度聚乙烯45％；内层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯55％，茂金属线性低密度聚乙烯38％，高密度聚乙烯7％；其中，外层、芯层和内层薄膜的厚度比为：2： 1.3：1；外层、芯层和内层的质量比为：1.2：1：1.1。
制备方法1
一种聚乙烯流延膜的制备工艺，包含以下步骤：
步骤a，配料熔融：将所述质量百分数的外层、芯层和内层的各组分原料分别投入到挤出机I、挤出机II、挤出机III的料斗中，在220℃下进行加热熔融，分别得到粘度为800mPa·s的粘流体I、粘度为800mPa·s的粘流体II、粘度为 800mPa·s的粘流体III；
步骤b，挤出流延：调节T型口模模头缝隙，使步骤a得到的三层粘流体 I、粘流体II、粘流体III均通过T型口模流出，调节T型口模模头唇口与初级冷却辊之间的唇口间隙为1mm，控制气刀空气流速为1m/s，调节牵引辊旋转的角速度为0.2rad/s，牵引薄膜至冷却温度为1℃的初级冷却辊装置，控制流延膜的厚度，经过冷却温度为6℃的次级冷却辊进行再次冷却，再经电晕、裁边定型、清洁收卷，即得厚度为10μm的聚乙烯流延膜；其中，流延口模温度为： 210℃；电晕的装置为20mm硅胶辊，输出功率为1kW；电晕后薄膜的表面张力为45mN/m。
制备方法2
一种聚乙烯流延膜的制备工艺，包含以下步骤：
步骤a，配料熔融：将所述质量百分数的外层、芯层和内层的各组分原料分别投入到挤出机I、挤出机II、挤出机III的料斗中，在250℃下进行加热熔融，分别得到粘度为2000mPa·s的粘流体I、粘度为2000mPa·s的粘流体II、粘度为 2000mPa·s的粘流体III；
步骤b，挤出流延：调节T型口模模头缝隙，使步骤a得到的三层粘流体 I、粘流体II、粘流体III均通过T型口模流出，调节T型口模模头唇口与初级冷却辊之间的唇口间隙为25.4mm，控制气刀空气流速为1.8m/s，调节牵引辊旋转的角速度为1rad/s，牵引薄膜至冷却温度为4℃的初级冷却辊装置，控制流延膜的厚度，经过冷却温度为12℃的次级冷却辊进行再次冷却，再经电晕、裁边定型、清洁收卷，即得厚度为30μm的聚乙烯流延膜；其中，流延口模温度为230℃；电晕的装置为70mm硅胶辊，输出功率为20kW；电晕后薄膜的表面张力为55mN/m。
制备方法3
一种聚乙烯流延膜的制备工艺，包含以下步骤：
步骤a，配料熔融：将所述质量百分数的外层、芯层和内层的各组分原料分别投入到挤出机I、挤出机II、挤出机III的料斗中，在235℃下进行加热熔融，分别得到粘度为1800Pa·s的粘流体I、粘度为1000Pa·s的粘流体II、粘度为 1500Pa·s的粘流体III；
步骤b，挤出流延：调节T型口模模头缝隙，使步骤a得到的三层粘流体 I、粘流体II、粘流体III均通过T型口模流出，调节T型口模模头唇口与初级冷却辊之间的唇口间隙为13.2m，控制气刀空气流速为1.4m/s，调节牵引辊旋转的角速度为0.6rad/s，牵引薄膜至冷却温度为2.5℃的初级冷却辊装置，控制流延膜的厚度，经过冷却温度为9℃的次级冷却辊进行再次冷却，再经电晕、裁边定型、清洁收卷，即得厚度为20μm的聚乙烯流延膜；其中，流延口模温度为220℃；电晕的装置为45mm硅胶辊，输出功率为10kW；电晕后薄膜的表面张力为50mN/m。
实施例1
以配方1按照制备方法1制备得到一种聚乙烯流延膜。
实施例2
以配方2按照制备方法1制备得到一种聚乙烯流延膜。
实施例3
以配方3按照制备方法1制备得到一种聚乙烯流延膜。
实施例4
以配方2按照制备方法2制备得到一种聚乙烯流延膜。
实施例5
以配方2按照制备方法3制备得到一种聚乙烯流延膜。
实施例6
以配方3按照制备方法3制备得到一种聚乙烯流延膜。
实验例1
对实施例1～6制备得到的聚乙烯流延膜的性能进行测试，测试结果如表1 所示。
其中，“鱼眼”根据GB/T6595-86测试；拉伸强度和断裂伸长率按照 ASTMD638-03测试；摩擦系数根据GB10006-88测试；热合强度根据 QB/T2358-1998测试；光泽度按照ASTMD2457-2008测试；雾度根据 GB/T2410-1980测试。
表1制备得到的聚乙烯流延膜性能测试结果
Figure BDA0001727317810000071
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 (9)

1.一种聚乙烯流延膜，由外层、芯层和内层组成，其特征在于，所述外层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯70%~85%，高密度聚乙烯15%~30%；所述芯层由下述质量百分数的原料组成：线性低密度聚乙烯40%~65%，高密度聚乙烯10%~20%，中密度聚乙烯25%~45%；所述内层由下述质量百分数的原料组成：低密度聚乙烯50%~60%，茂金属线性低密度聚乙烯35%~45%，高密度聚乙烯5%~10%；其中，所述外层、芯层和内层薄膜的厚度比为：1.5~2.5：1.2~1.5：1；所述外层、芯层和内层的质量比为：1.1~1.3：1：0.9~1.2；所述聚乙烯流延膜的制备工艺，包含以下步骤：
步骤a，配料熔融：将所述质量百分数的外层、芯层和内层的各组分原料分别投入到挤出机I、挤出机II、挤出机III的料斗中，进行加热熔融，分别得到粘流体I、粘流体II、粘流体III；
步骤b，挤出流延：调节T型口模模头缝隙，使步骤a得到的三层粘流体I、粘流体II、粘流体III均通过T型口模流出，调节T型口模模头唇口与初级冷却辊之间的唇口间隙为1mm~25.4mm，控制气刀空气流速，调节牵引辊旋转的角速度为0.2rad/s~1rad/s，牵引薄膜至初级冷却辊装置，控制流延膜的厚度，经过次级冷却辊进行再次冷却，再经电晕、裁边定型、清洁收卷，即得厚度为10μm~30μm的聚乙烯流延膜。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤a中，所述加热熔融的温度为220ºC~250ºC。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤a中，所述粘流体的粘度为800mPa·s~2000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述T型口模模头温度为：210ºC~230ºC。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述气刀空气流速为：1m/s~1.8m/s。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述初级冷却辊的温度为：1ºC~4ºC。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述次级冷却辊的温度为：6ºC~12ºC。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述电晕的装置为：硅胶辊，输出功率为1kW～20kW。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯流延膜，其特征在于，步骤b中，所述电晕后薄膜的表面张力为45mN/m~55mN/m。
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