CN110001167A - 一种耐低温冷冻包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温冷冻包装膜，耐低温冷冻包装膜为多层共挤膜，多层共挤膜中包括阻隔芯层，阻隔芯层由尼龙芯层和粘接树脂芯层间隔层叠而成，阻隔芯层的表层均为尼龙芯层，粘接树脂芯层的主要组成为马来酸酐接枝低密度聚乙烯和低密度聚乙烯。该耐低温冷冻包装膜的阻隔芯层采用尼龙芯层和粘接树脂芯层间隔层叠而成，尼龙芯层具有良好的阻隔性能和抗穿刺性能，粘接树脂芯层中的基材低密度聚乙烯具有低温韧性和耐水性，组合层的阻隔芯层间距两种材料的特点，真空条件下的冷冻包装膜的低温韧性和抗穿刺性能良好。本发明还公开了一种耐低温冷冻包装膜的制备方法。

Description

一种耐低温冷冻包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装膜技术领域，具体涉及一种耐低温冷冻包装膜及 其制备方法。
背景技术
食品冷冻是食品保鲜的重要手段和方法，冷冻条件下食品包装膜 的性能主要体现在低温韧性、低温抗穿刺性能以及阻隔保鲜性能。尼 龙膜材质对氧气、二氧化碳等气体的透过率小，阻氧性比聚烯烃高2 个数量级，比高阻隔EVOH薄膜低1～2个数量级，因此常用作水煮、 蒸煮袋中起阻隔作用的中间层。尼龙薄膜的力学性能与吸附的水分多 少有关，水作为增塑剂可以降低尼龙薄膜的拉伸强度和挺度，提高材 料的韧性、冲击性能和弹性。
但是尼龙材质特别是普通尼龙6在低温条件下韧性和冲击性能 差，使其在低温环境下的应用受到限制。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐 低温冷冻包装膜，采用由尼龙芯层和粘接树脂芯层间隔层叠而成的阻 隔芯层，粘接树脂层有助于提高包装膜在真空条件下的低温韧性和抗 穿刺性能。
实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种耐低温冷冻包装 膜，所述耐低温冷冻包装膜为多层共挤膜，所述多层共挤膜中包括阻 隔芯层，其特征在于，阻隔芯层由尼龙芯层和粘接树脂芯层间隔层叠 而成，所述阻隔芯层的表层均为尼龙芯层，粘接树脂芯层的主要组成 为马来酸酐接枝低密度聚乙烯和低密度聚乙烯。
优选的技术方案为，耐低温冷冻包装膜由外至内依次包括抗穿刺 层、第一粘接树脂层、聚乙烯芯层、第二粘接树脂层、阻隔芯层、第 三粘接树脂层、热封层，抗穿刺层为均聚尼龙层。
优选的技术方案为，所述低密度聚乙烯的密度为0.905～ 0.923g/cm3，粘接树脂芯层的原料中低密度聚乙烯的重量百分比为 70～75％。
优选的技术方案为，按重量份数计，至少一层的所述尼龙芯层的 原料组成主要包括：80～90份的尼龙6、3～7份的茂金属乙烯-辛烯共 聚物弹性体、0.5～2份的线性低密度聚乙烯、4～10份的马来酸酐化 液体聚丁二烯和0.1～1份的过氧化二异丙苯。
优选的技术方案为，所述马来酸酐化液体聚丁二烯的数均分子量 为2000～3500，所述马来酸酐化液体聚丁二烯的MAH含量为10～ 15％，液体聚丁二烯中顺式1,4-双键含量为65～75％。
优选的技术方案为，茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体的辛烯质量 分数为8～14％，线性低密度聚乙烯的密度为0.925～0.935g/cm3。
本发明的目的之二在于提供一种耐低温冷冻包装膜的制备方法， 其特征在于，包括原料配置和多层共挤，尼龙芯层的原料配置包括熔 融接枝步骤以及接枝产物与尼龙6的共混步骤，其中熔融接枝步骤为： 将茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、线性低密度聚乙烯、马来酸酐化 液体聚丁二烯和过氧化二异丙苯置于螺杆挤出机中，接枝温度为 140～150℃。
优选的技术方案为，所述接枝产物与尼龙6的共混步骤为：将接 枝物料与尼龙6置于螺杆挤出机中，挤出温度为185～230℃℃，最后 切粒并干燥粒料。
优选的技术方案为，接枝产物与尼龙6的共混步骤中，螺杆挤出 机排气口组件处的真空度为0.43～0.5Mpa。
优选的技术方案为，阻隔芯层中尼龙芯层与粘接树脂芯层的原料 质量比为1：(0.64～0.78)。
本发明的优点和有益效果在于：
该耐低温冷冻包装膜的阻隔芯层采用尼龙芯层和粘接树脂芯层 间隔层叠而成，尼龙芯层具有良好的阻隔性能和抗穿刺性能，粘接树 脂芯层中的基材低密度聚乙烯具有低温韧性和耐水性，组合层的阻隔 芯层间距两种材料的特点，真空条件下的冷冻包装膜的低温韧性和抗 穿刺性能良好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下 实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制 本发明的保护范围。
尼龙芯层
尼龙芯层的材质包括但不限于均聚尼龙6、共聚尼龙(尼龙666)、 共混改性尼龙。为了进一步提高尼龙芯层的低温韧性和抗穿刺性能， 优选的，至少一层的尼龙芯层采用茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、 线性低密度聚乙烯、马来酸酐化液体聚丁二烯改性的尼龙6，尼龙芯 层部分或者全部为改性尼龙6；进一步的，位于阻隔芯层表面的尼龙 芯层采用茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、线性低密度聚乙烯、马来 酸酐化液体聚丁二烯改性的尼龙6，位于阻隔芯层内部的尼龙芯层采 用尼龙6或者PA666，上述改进结构的阻隔芯层具有对称结构，包装 膜的膜面平整度更高。
尼龙芯层中马来酸酐化液体聚丁二烯的含量过大会导致冷冻包 装膜的硬度增加，液体聚丁二烯中顺式1,4-双键含量过大会进一步降 低材料的耐水性能。
螺杆挤出机排气口组件处的真空度
控制螺杆挤出机排气口组件处的真空度有助于降低共混尼龙料 中游离的马来酸酐，增加共挤膜中共混尼龙料与相邻层的粘接性能。
实施例1
实施例1耐低温冷冻包装膜的膜结构式为 PA/Tie/PE/Tie/PA/Tie/PA/Tie/PA/Tie/PE，按共挤膜原料总重为100％ 计，各层的重量占共挤膜原料总重的百分比分别为：10％、7％、17％、 7％、10％、7％、10％、7％、25％。
表层PA采用均聚尼龙PA6，型号为巴斯夫B40；膜结构中的粘接 树脂均采用马来酸酐接枝低密度聚乙烯和低密度聚乙烯混合而成的 树脂，其中马来酸酐接枝低密度聚乙烯的型号为以色列Polyram多层 共挤用粘合树脂TL4108，粘接树脂中低密度聚乙烯的密度为0.918 g/cm3；内层的PA666的型号为巴斯夫C40LN。
粘接树脂在双螺杆挤出机中共混时挤出机温度分布为：75℃、 225℃、225℃、225℃、225℃、225℃、225℃，共挤模头温度为250℃。
实施例2
实施例2基于实施例1，区别在于，粘接树脂中低密度聚乙烯的密 度为0.905g/cm3。
实施例3-5
实施例3-5基于实施例1，区别在于：阻隔芯层中两层PA原料包 括以下组分：80～90份的尼龙6、3～7份的茂金属乙烯-辛烯共聚物弹 性体、0.5～2份的线性低密度聚乙烯、4～10份的马来酸酐化液体聚 丁二烯和0.1～1份的过氧化二异丙苯。
各组分的重量份数配比见下表：
实施例1 实施例2 实施例3
尼龙6 80 90 85
茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体 7 3 5
线性低密度聚乙烯 2 0.5 1.2
马来酸酐化液体聚丁二烯 10 4 7
过氧化二异丙苯 0.5 0.1 1
其中，尼龙6的型号为巴斯夫B40，马来酸酐化液体聚丁二烯的 数均分子量为3000，所述马来酸酐化液体聚丁二烯的MAH含量为 15％，液体聚丁二烯中顺式1,4-双键含量为75％；茂金属乙烯-辛烯共 聚物弹性体的辛烯质量分数为10％，线性低密度聚乙烯的密度为 0.925g/cm3
上述耐低温冷冻包装膜的制备方法包括原料配置和多层共挤，尼 龙芯层的原料配置包括熔融接枝步骤以及接枝产物与尼龙6的共混步 骤，其中熔融接枝步骤为：将茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、线性 低密度聚乙烯、马来酸酐化液体聚丁二烯和过氧化二异丙苯置于螺杆 挤出机中，接枝温度为140～150℃。
接枝产物与尼龙6均需要经过干燥处理，接枝产物与尼龙6的共混 步骤为：将接枝物料与尼龙6置于螺杆挤出机中，挤出温度为185～ 230℃，双螺杆挤出机的各段温度设定为：185℃、220℃、220℃、230℃、 230℃、230℃、220℃，最后切粒并干燥粒料。
接枝产物与尼龙6的共混步骤中，螺杆挤出机排气口组件处的真 空度为0.45Mpa。
实施例6
实施例6基于实施例5，区别在于，膜结构中仅一层尼龙芯层为实 施例5中的共混改性尼龙，另一层尼龙芯层与实施例1中的尼龙芯层材 质相同。
实施例7
实施例7基于实施例5，区别在于，按共挤膜原料总重为100％计， 各层的重量占共挤膜原料总重的百分比分别为：10％、7％、17％、7％、 8.5％、10％、8.5％、7％、25％。
对比例
对比例基于实施例1，区别在于，膜结构为 PA/Tie/PE/Tie/PA/PA/Tie/PA/Tie/PE/PE，其中两层层叠PE的厚度之和 等于实施例1中PE层的厚度，两层层叠PA两侧的粘接树脂层重量占共 挤膜原料总重的百分比均为10.5％。
实施例和对比例的薄膜总厚为75μm，厚度偏差为±5μm。
性能检测：
1、依据GB/T1040.3测试耐低温冷冻包装膜的拉伸强度和断裂伸 长率。
2、摔包检测
以同等大小的无骨立方形的猪肉作为内容物，采用低温冷冻包装 膜作为包装材料，10包/箱装箱，-45℃条件下冷冻2h，取出箱体进行 以下摔包测试(平行10组)：每个箱体正面、两侧面分别提升1m后自 由落体记为1组，每个箱体进行4组摔包检测。打开包装箱，观察猪肉 包装的破损情况，箱体中破损包装数量/箱体中包装总数*100％计为破 损率。
实施例1-7和对比例1的破损率分别为：24％、19％、15％、16％、 13％、17％、18％、28％。
采用PA/Tie/PA结构的阻隔芯层，与PA/PA层叠的阻隔芯层相比， 拉伸强度和断裂伸长率均略有提高，采用将茂金属乙烯-辛烯共聚物 弹性体、线性低密度聚乙烯、马来酸酐化液体聚丁二烯共混改性的尼 龙6，常温检测条件下冷冻包装膜的拉伸强度和断裂伸长率降低，但 有助于改善冷冻包装的摔包破损率。
优选的阻隔芯层中尼龙芯层与粘接树脂芯层的原料质量比为1： (0.64～0.78)，粘接树脂芯层过厚，断裂伸长率增加，但是对破损率 没有明显影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐低温冷冻包装膜，所述耐低温冷冻包装膜为多层共挤膜，所述多层共挤膜中包括阻隔芯层，其特征在于，阻隔芯层由尼龙芯层和粘接树脂芯层间隔层叠而成，所述阻隔芯层的表层均为尼龙芯层，粘接树脂芯层的主要组成为马来酸酐接枝低密度聚乙烯和低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的耐低温冷冻包装膜，其特征在于，耐低温冷冻包装膜由外至内依次包括抗穿刺层、第一粘接树脂层、聚乙烯芯层、第二粘接树脂层、阻隔芯层、第三粘接树脂层、热封层，抗穿刺层为均聚尼龙层。
3.根据权利要求1或2所述的耐低温冷冻包装膜，其特征在于，所述低密度聚乙烯的密度为0.905～0.923g/cm3，粘接树脂芯层的原料中低密度聚乙烯的重量百分比为70～75％。
4.根据权利要求1所述的耐低温冷冻包装膜，其特征在于，按重量份数计，至少一层的所述尼龙芯层的原料组成主要包括：80～90份的尼龙6、3～7份的茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、0.5～2份的线性低密度聚乙烯、4～10份的马来酸酐化液体聚丁二烯和0.1～1份的过氧化二异丙苯。
5.根据权利要求4所述的耐低温冷冻包装膜，其特征在于，所述马来酸酐化液体聚丁二烯的数均分子量为2000～3500，所述马来酸酐化液体聚丁二烯的MAH含量为10～15％，液体聚丁二烯中顺式1,4-双键含量为65～75％。
6.根据权利要求4所述的耐低温冷冻包装膜，其特征在于，茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体的辛烯质量分数为8～14％，线性低密度聚乙烯的密度为0.925～0.935g/cm3。
7.一种耐低温冷冻包装膜的制备方法，其特征在于，包括原料配置和多层共挤，尼龙芯层的原料配置包括熔融接枝步骤以及接枝产物与尼龙6的共混步骤，其中熔融接枝步骤为：将茂金属乙烯-辛烯共聚物弹性体、线性低密度聚乙烯、马来酸酐化液体聚丁二烯和过氧化二异丙苯置于螺杆挤出机中，接枝温度为140～150℃。
8.根据权利要求7所述的耐低温冷冻包装膜的制备方法，其特征在于，所述接枝产物与尼龙6的共混步骤为：将接枝物料与尼龙6置于螺杆挤出机中，挤出温度为185～230℃，最后切粒并干燥粒料。
9.根据权利要求8所述的耐低温冷冻包装膜的制备方法，其特征在于，接枝产物与尼龙6的共混步骤中，螺杆挤出机排气口组件处的真空度为0.43～0.5Mpa。
10.根据权利要求7所述的耐低温冷冻包装膜的制备方法，其特征在于，阻隔芯层中尼龙芯层与粘接树脂芯层的原料质量比为1：(0.64～0.78)。
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