CN110341273B - 一种聚烯烃热收缩膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚烯烃热收缩膜的制备方法，包括以下步骤：加入外层、中间层和内层的原料，经过熔融共挤得到复合料；对复合料进行一次吹胀形成膜泡，待尺寸稳定后经冷却定型得到膜管；膜管经除水后牵引至加热系统进行预加热，加热至85‑110℃时，开始二次吹胀并同时进行双向拉伸；拉伸后的膜管经风环冷却定型后，再进行热定型处理，经切边、收卷得到所述聚烯烃热收缩膜。本发明所述的聚烯烃热收缩膜在80‑110℃温度范围内具有良好的热收缩性能，热收率在40‑70％范围内可控，且手感较为柔韧。

Description

一种聚烯烃热收缩膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，特别涉及一种聚烯烃热收缩膜及其制备方法。
背景技术
随着我国经济发展水平的持续发展，包装产品得以在日化、医药和农副产品中广泛应用，而双向拉伸聚烯烃收缩膜(POF)作为包装材料中的一种，较于传统的木质、纸质、金属、玻璃及聚氯乙烯热收缩膜(PVC热收缩膜)等包装材料，具有质量轻，透明度好，无毒，绿色环保，使用方便等优点，广泛的应用在食品、药品、日用品、电子电器、医药行业等领域产品的包装运输中。
传统的双向拉伸聚烯烃收缩膜(POF)是将线性低密度聚乙烯作为中间层原料，共聚丙烯作为内层和外层原料，经过塑料成型加工工艺将内层、中间层和外层三层共同挤压制得。由于其具有良好的透明度和热收缩性能，可以作为包装膜进行使用，各种形状或尺寸的待包装物品可以被包装成一个整体，且包装膜内部的产品可以得到良好的展示，提高产品的商业价值，并且可以在包装膜外部观察从而确保产品是否有被污染或损坏。
但传统的双向拉伸聚烯烃收缩膜(POF)需要到120℃才能完全收缩，较于聚氯乙烯热收缩膜(PVC热收缩膜)高20-50℃，在化妆品、食品、电子产品和医药行业等对加工温度有较高要求时，过高的温度会导致被包装物变形、变质，甚至发生失效的可能，影响产品质量，因此在温度敏感产品的包装领域，双向拉伸聚烯烃收缩膜(POF)的应用受到限制。而且传统的双向拉伸聚烯烃收缩膜(POF)收缩率在45-55％范围内，热收缩范围较窄，无法满足有较高收缩率要求的产品包装。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种聚烯烃热收缩膜的制备方法，旨在解决现有的聚烯烃热收缩膜(POF)的应用范围较窄，热收缩范围较窄，无法满足有较高收缩率要求的产品包装等技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种聚烯烃热收缩膜的制备方法，包括以下步骤：
加入外层、中间层和内层的原料，经过熔融共挤得到复合料；
对复合料进行一次吹胀形成膜泡，待尺寸稳定后经冷却定型得到膜管；
膜管经除水后牵引至加热系统进行预加热，加热至85-110℃时，开始进行二次吹胀并同时进行双向拉伸；
拉伸后的膜管经风环冷却定型后，再进行热定型处理，经切边、收卷得到所述聚烯烃热收缩膜。
优选地，75-95％的聚乙烯树脂、5-10％的爽滑剂和1-15％的功能母粒；所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、丙烯酸接枝改性聚乙烯中的至少一种；所述功能母粒为色母粒、防雾母粒、抗静电母粒、防锈母粒和抗菌防霉母粒中的一种。
优选地，所述外层和所述内层均包括下述重量百分数的原料组成：70-95％的聚丙烯树脂、1-10％的抗粘连剂、1-10％的爽滑剂和1-10％的抗静电剂；所述聚丙烯树脂为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯和聚丙烯基弹性体中的至少两种。
优选地，所述中间层包括下述重量百分数的原料组成：30-40％的线性低密度聚乙烯、50-60％的茂金属线性低密度聚乙烯、1-10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5-10％的爽滑剂和1-5％的功能母粒。
优选地，所述熔融共挤过程采用挤出机组，所述挤出机组包括共挤模头和挤出机，所述挤出机包括三个控温区域；所述中间层的挤出机加料段温度为160-180℃，熔融段温度为180-200℃，均化段温度为190-220℃；所述外层和内层的挤出机加料段温度为160-175℃，熔融段温度为175-190℃，均化段温度为180-200℃；所述共挤模头包括四段控温区间，每一段控温区间的温度均为190℃-220℃。
优选地，所述一次吹胀过程采用水环冷却定型，水环中的水温为10-17℃；所述水环为内部设有环形槽的直筒水环。
优选地，所述双向拉伸过程中横向吹胀拉伸倍数为4.0-6.5，纵向牵引拉伸倍数为4.8-6.8。
优选地，所述风环冷却过程中设有五级风环，各个风环间的距离为4-10mm，所述风环的出风口与膜管的夹角为10-20°；第一级风环和第二级风环的风量均为1000-2500m3/h，第三级风环风量为1000-2000m3/h，第四级风环和第五级风环的风量均为500-1000m3/h。
优选地，所述热定型处理过程包括退火处理和冷却处理，其中，退火温度为60-80℃，冷却温度为10-30℃。
本发明还提出一种聚烯烃热收缩膜，所述聚烯烃热收缩膜由上述任一所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法制备得到，所述热收缩膜包括依次层叠的内层、中间层和外层，所述外层、所述中间层和所述内层的厚度比为1:(1-8):1，所述聚烯烃热收缩膜的厚度为8-50μm。
本技术发明方案的聚烯烃热收缩膜具有如下有益效果：
1.将各层原料熔融挤出后，经过预加热处理使原料在其玻璃化温度之上，且在原料的熔融温度之下，并在外力的作用下进行双向拉伸，通过拉伸使得聚烯烃的大分子链沿外力方向取向，接着进行冷却定型，使得已取向的聚烯烃分子链结构“冻结”定型，这种经过双向拉伸的具有高弹形变的聚烯烃热收缩膜具有热收缩的”记忆效应“，当把这种具有”记忆效应“的聚烯烃热收缩膜再次加热到其拉伸温度以上时，被冻结的大分子取向结构松弛发生收缩，从而保证该聚烯烃热收缩膜在80-110℃温度范围内具有良好的热收缩性能，热收率在40-70％范围内可控，且手感较为柔韧。
2.本发明实施例中的聚烯烃热收缩膜的收缩率主要由各层原料的分子链中发生取向的无定形部分所贡献，因此通过增加聚烯烃热收缩膜中取向的无定形区可以大大提高聚烯烃热收缩膜的热收缩率，具体为中间层原料中的茂金属线性低密度聚乙烯，乙烯-α-辛烯共聚物的大量加入和外层中的三元共聚聚丙烯和内层中的丙烯-α-辛烯共聚物的含量。
3.通过冷却风环对膜管进行冷却，冻住拉伸后的分子链。膜管在二次吹胀后必须经过五级风环进行冷却，第一级风环和第二级风环的风量为1000-2500m3/h，采用常温气流作为冷却介质，对膜管起到与冷却的作用，使经过双向拉伸的膜管具有较好的韧性，第三级风环的风向略微减小，第四级风环和第五级风环则采用低温气体(10-20℃)进行冷却，风量为500-1000m3/h，利用低温气体对膜管进行激冷，进一步提高聚烯烃热收缩膜的热收缩率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的聚烯烃热收缩膜的制备方法的一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提出一种聚烯烃热收缩膜的制备方法。
参照图1，图1为本发明提供的聚烯烃热收缩膜的制备方法的一实施例的流程示意图。
在本发明实施例中，一种聚烯烃热收缩膜的制备方法，包括以下步骤：
加入外层、中间层和内层的原料，经过熔融共挤得到复合料；
对复合料进行一次吹胀形成膜泡，待尺寸稳定后经冷却定型得到膜管；
膜管经除水后牵引至加热系统进行预加热，加热至85-110℃时进行二次吹胀，并开始双向拉伸；
拉伸后的膜管经风环冷却定型后，再进行热定型处理，经切边、收卷得到所述聚烯烃热收缩膜。
本发明的技术方案通过将各层原料均匀混合后投入对应的进料筒，再分别塑化挤出，共挤合层得到复合料，复合料进行一次吹胀形成膜泡，该过程可以采用超声波传感器反射感应膜泡大小，以此来控制充气气压达到需要的膜泡直径，膜泡直径范围为400-560mm；待尺寸稳定后膜泡进入至定型水套，利用水外冷式的方法将膜管激冷定型，形成具有多层结构的一次吹胀膜管。膜管经冷却定型后，过引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，通过上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，由于膜管经过水环冷却后，膜管表面及内部的微孔会吸附大量的液体，如果不经过除水处理，在后续的生产过程中会在聚烯烃热收缩膜表面形成不规律的花纹，降低产品质量。加热系统可为远红外陶瓷烘箱，红外陶瓷烘箱加热采用分段式加热法，预加热处理后的膜管温度为85-110℃。
预加热后的膜管输送至定径风环，利用风压实现瞬间二次吹胀，同时开始进行双向同步拉伸。为了有效的冷却经过二次吹胀的膜泡，采用冷却风环进行冷却，冷却空气需要保持恒温，恒压和定量，以确保聚烯烃热收缩膜的厚度均匀，并且收缩率保持一致，冷却风环的高度可进行手动调节，以适应不同厚度的聚烯烃热收缩膜生产。经过高倍率双向拉伸的聚烯烃热收缩膜内保留有大量内应力，因此需要进行热定型处理，防止聚烯烃热收缩膜在仓储和运输过程中产生自然收缩，热定型处理后经过展平，切边和收卷即制成聚烯烃热收缩膜。将各层原料熔融挤出后，经过预加热处理使原料在其玻璃化温度之上，且在原料的熔融温度之下，并在外力的作用下进行双向拉伸，通过拉伸使得聚烯烃的大分子链沿外力方向取向，接着进行冷却定型，使得已取向的聚烯烃分子链结构“冻结”定型，这种经过双向拉伸的具有高弹形变的聚烯烃热收缩膜具有热收缩的“记忆效应”，当把这种具有“记忆效应”的聚烯烃热收缩膜再次加热到其拉伸温度以上时，被冻结的大分子取向结构松弛发生收缩，从而保证该聚烯烃热收缩膜在80-110℃温度范围内具有良好的热收缩性能，热收率在40-70％范围内可控，且手感较为柔韧。
优选地，75-95％的聚乙烯树脂、5-10％的爽滑剂和1-15％的功能母粒；所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、丙烯酸接枝改性聚乙烯中的至少一种；所述功能母粒为色母粒、防雾母粒、抗静电母粒、防锈母粒和抗菌防霉母粒中的一种。聚乙烯树脂分子中不存在长支链，聚合物的结晶性较高，在高温条件下使得中间层原料可以较为容易的与加工设备脱离，同时能改善中间层的热封性能、抗拉伸强度、抗穿刺性和抗撕裂性。聚乙烯树脂的添加量应保持在50-60％的范围内，以维持中间层原料的机械强度和化学性能，但不应过多的添加，容易导致原料在熔融状态下粘度过高，在挤出时会在复合料表面形成花纹。而聚乙烯树脂中的茂金属低密度聚乙烯，分子量较大且分布密集，具有较好的断裂伸长率、拉伸强度和抗冲击强度，作为中间层原料可以保证其较长的使用寿命；但茂金属低密度聚乙烯的添加量也不应过多，在改善聚烯烃热收缩膜性能的同时会导致中间层原料在挤出过程中产生过量的剪切热，熔融共挤时的压力升高、温度上升，导致一次吹胀时膜泡出现不稳定的现象。中间层原料还添加有5-10％的爽滑剂，以改善聚烯烃热收缩膜的爽滑效果，同时中间层具有较低的摩擦系数，防止挤出熔融过程中需要提供过大的电流，降低了生产成本，爽滑剂具体可为芥酸酰胺，油酸酰胺，油基棕榈酰胺，硬脂酸芥酸酰胺，硬脂酸酰胺中的至少一种。为适应不同包装材料的需求，中间层原料还可以添加功能母粒以调节聚烯烃热收缩膜的不同功能，色母粒具体可为钛白粉色母粒。
优选地，所述外层和所述内层均包括下述重量百分数的原料组成：70-95％的聚丙烯树脂、1-10％的抗粘连剂、1-10％的爽滑剂和1-10％的抗静电剂；所述聚丙烯树脂为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯和聚丙烯基弹性体中的至少两种。外层和内层分别对称设置在聚烯烃热收缩膜的顶端和底端，成分中添加有70-95％的聚丙烯树脂，可形成微晶区，从而具有较好的低温热封性能、透明性和抗粘连性，保证了外层原料在较低温度开始熔融，分子链在压力作用下打开缠结，再冷却结晶具有较好的热封性，同时也具有足够的强度。外层和内层原料中的聚丙烯树脂可以为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯和聚丙烯基弹性体中的至少两种，以改善聚烯烃热收缩膜韧性和强度，使得聚烯烃热收缩膜具有较好的耐热性，不易发生塑性形变，延长耐热标签膜的使用寿命，并且使制得的耐热标签膜具有较好的透明性。抗粘连剂的添加主要是为了防止聚烯烃热收缩膜在运输和储存过程中膜与膜之间的粘连，以及膜与加工设备之间的粘连，抗粘连剂与其他原料互不相溶，在外层和内层原料成膜后在聚烯烃热收缩膜表面形成许多坚硬的突起或者微裂纹，使得聚烯烃热收缩膜具有较为粗糙的表面，使收卷过程较为顺畅，减少了褶皱的产生。但过多的爽滑剂会导致膜泡在导辊和拉紧装置上发生粉状残留，同时也会在聚烯烃热收缩膜作为包装材料时出现印刷问题，所以添加量不应大于10％，抗粘连剂具体可为硅藻土，滑石粉，二氧化硅，二氧化硅玻璃微珠，硅酮中的至少一种。抗静电剂的加入则是由于聚烯烃热收缩膜作为包装材料使用时，容易由于静电作用吸附尘埃和小颗粒杂质，影响包装物的展示，因此加入1-10％的抗静电剂。外层和内层原料还可添加1-10％的防雾剂，防止在聚烯烃热收缩膜作为包装材料使用时，由于温差较大水滴聚集在包装表面影响包装物展示的现象。
优选地，所述中间层包括下述重量百分数的原料组成：30-40％的线性低密度聚乙烯、50-60％的茂金属线性低密度聚乙烯、1-10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5-10％的爽滑剂和1-5％的功能母粒。本发明实施例的中间层位于外层和内层之间，中间层可为多层结构(1-5层结构)，其多层结构的各层之间的组分可不一致，中间层原料中的线性低密度聚乙烯和茂金属低密度聚乙烯作为基体材料，保证中间层材料的强度和韧性，同时还添加有1-10％的乙烯-α-辛烯共聚物，作为共聚物单体，具有较高的韧性，使聚烯烃热收缩膜尤其适应于低温环境下使用，同时也能改善聚烯烃热收缩膜的低温热封性能，进一步提高其抗撕裂强度、抗穿刺性能和膜泡稳定性。同样的中间层原料也添加有爽滑剂和功能母粒，进一步提高聚烯烃热收缩膜的性能。
热收缩膜的收缩温度主要由原料的玻璃化温度决定的，玻璃化温度越低的原料经过加工后制备的热收缩膜热收缩温度越低。本发明实施例中的聚烯烃热收缩膜的收缩率主要由各层原料的分子链中发生取向的无定形部分所贡献，因此通过增加聚烯烃热收缩膜中取向的无定形区可以大大提高聚烯烃热收缩膜的热收缩率，具体为中间层原料中的茂金属线性低密度聚乙烯、乙烯-α-辛烯共聚物的大量加入，外层和内层原料中的三元共聚聚丙烯、丙烯-α-辛烯共聚物的大量加入。
优选地，所述熔融共挤过程采用挤出机组，所述挤出机组包括共挤模头和挤出机，所述挤出机包括三个控温区域；所述中间层的挤出机加料段温度为160-180℃，熔融段温度为180-200℃，均化段温度为190-220℃；所述外层和内层的挤出机加料段温度为160-175℃，熔融段温度为175-190℃，均化段温度为180-200℃；所述共挤模头包括四段控温区间，每一段控温区间的温度均为190℃-220℃。其中，原料经过混合后，将各层原料分别放入单螺杆挤出机中进行塑化挤出，熔融共挤时每层原料对应一部挤出机，塑化完全的熔体通过挤出机出口进入至多层模头，共挤合层。中间层的挤出机、外层/内层的挤出机加料段的温度设定相对其他控温区间较低，分别为160-180℃和160-175℃，各层原料的组成不同加料段的温度设定有所不同，同时由于温度过高容易导致聚烯烃热收缩膜的各层原料在早期熔融，出现混合不充分，塑化不均匀的现象，还会导致各层原料在挤出过程中进行分解，引起打滑，造成原料在挤出过程中的压力波动，降低聚烯烃热收缩膜的产品质量。熔融段的温度较于加料段有相对提高，是因为聚烯烃热收缩膜各层原料需要在这一阶段实现塑化的缘故，只有达到180-200℃和175-190℃的温度，才能确保线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、三元共聚聚丙烯和乙烯-α-辛烯共聚物得到塑化熔融。而均化段的温度在三段中的温度设定最高，是由于原料在熔融段已经大部分塑化，仅有小部分高分子原料由于自身塑化温度较高而未开始塑化，就进入至均化段，但未塑化的这部分原料会造成聚烯烃热收缩膜产品的质量不稳定，因此设定中间层、外层/内层均化段的塑化温度分别为190-220℃和180-200℃，使原料的塑化时间延长以实现充分塑化。本发明的共挤模头包括锥形模头和叠加模头，共挤模头加热区段的温度均为190-220℃，保证了熔融状态的原料能够在管道密布的共挤模头内均匀分布，并挤出成厚度均匀的复合料。
优选地，所述一次吹胀过程采用水环冷却定型，水环中的水温为10-17℃；所述水环为内部设有环形槽的直筒水环。在本发明实施例中，在生产过程中充气气压过小，膜泡吹胀不足；反之，充气气压过大，膜泡将会爆裂。本发明实施例采用传感器感应膜泡的大小，所述传感器为超声波传感器。当然，本发明也可以采用非接触式传感器，如电容式、红外反射、激光对射等传感器。另外，所述水环冷却定型采用的水环为内部设有环形槽的直筒水环，有助于冷却均匀，冷却效率和冷却稳定性较高，聚烯烃热收缩膜分子结构被迅速冻结，减少其结晶性，聚烯烃热收缩膜的透明性得到了极大的提高，同时还可以采用增加水环深度的方式来调节冷却强度。
优选地，所述双向拉伸过程中横向吹胀拉伸倍数为4.0-6.5，纵向牵引拉伸倍数为4.8-6.8。当横向吹胀拉伸倍数为4.0-6.5，纵向拉伸倍数为4.8-6.8时，可以保证膜管均匀拉伸，厚度均匀性和表面平整性较好，同时能够进一步细化晶粒，结晶强度相应提高，膜管的拉伸模量和强度较好，并且制得的聚烯烃热收缩膜的雾度降低，光泽度提高。
优选地，所述风环冷却过程中设有五级风环，各个风环间的距离为4-10mm，所述风环的出风口与膜管的夹角为10-20°；第一级风环和第二级风环的风量均为1000-2500m3/h，第三级风环风量为1000-2000m3/h，第四级风环和第五级风环的风量均为500-1000m3/h。本发明实施例中为了有效的冷却膜管，确保聚烯烃热收缩膜的厚度均匀与较好的热收缩率，冷却时导辊护架稳定膜管，同时冷却风环对膜管冷却，冻住拉伸后的分子链。膜管在二次吹胀后必须经过五级风环进行冷却，各个风环的间距为4-10mm，保证膜管得到均匀冷却，风环的出风口与膜泡的夹角为10-20°，通过调整定径风环的风量及风环位置，确保达到设定的膜管泡径。第一级风环和第二级风环的风量为1000～2500m3/h，采用常温气流作为冷却介质，对膜管起到与冷却的作用，使经过双向拉伸的膜管具有较好的韧性，第三级风环的风向略微减小，第四级风环和第五级风环则采用低温气体(10-20℃)进行冷却，风量为500-1000m3/h，利用低温气体对膜管进行激冷，进一步提高聚烯烃热收缩膜的热收缩率。
优选地，所述热定型处理过程包括退火处理和冷却处理，其中，退火温度为60-80℃，冷却温度为10-30℃。本发明实施例所述膜管在经过风环处理后，再经过一组热辊进行退火，热辊的温度设定为60-80℃，保证膜管分子链的生长；再经过冷辊冷却定型，冷辊的温度设定在10-30℃，使得生长后的分子链快速冷却定型，从而提高了聚合物分子的结晶度，再次提高所述聚烯烃热收缩膜的机械性能和强度。
本发明还提供一种聚烯烃热收缩膜，所述聚烯烃热收缩膜由所述聚烯烃热收缩膜的制备方法制备得到，所述聚烯烃热收缩膜的制备方法参照上述实施例，由于聚烯烃热收缩膜采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。所述热收缩膜包括依次层叠的内层、中间层和外层，所述外层、所述中间层和所述内层的厚度比为1:(1-8):1，所述聚烯烃热收缩膜的厚度为8-50μm。在本发明实施例中，聚烯烃热收缩膜的厚度为8-50μm，保证其在使用过程中的机械强度和韧性，中间层成本低，通过采用较厚的中间层，在保证机械性能的同时，节约了生产成本，而中间层厚度比大于8时，外层和内层过薄，容易破裂。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)原料混合：
本实施例的聚烯烃热收缩膜共分为5层，即A/B/C/D/E，其中中间层包括B/C/D层，将5层原料分别按重量百分比混合均匀，各层之间的平均厚度比为3/3/3/3/3，A/B/C/D/E各层的原料组成如下：
A层与E层的组成一致，A层与E层均由以下重量百分比的原料组成：50％的三元共聚聚丙烯、42％的二元共聚聚丙烯、3％的硅酮抗粘连剂、1％的芥酸酰胺爽滑剂和4％的月桂酸二乙醇胺抗静电剂。
B层和D层的组成一致，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：40％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、3％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的芥酸酰胺爽滑剂和2％的月桂酸二乙醇胺抗静电母粒。
C层由以下重量百分比的原料组成：60％的线性低密度聚乙烯、30％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％芥酸酰胺爽滑剂和5％的月桂酸二乙醇胺抗静电母粒。
(2)熔融共挤
混合后的原料通过各个对应料斗输送至A/B/C/D/E五台单螺杆挤出机中，B/C/D层的单螺杆挤出机的控温一致，A/E层的单螺杆挤出机的控温一致，均包括三个控温区域，B/C/D层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为160℃、180℃和190℃，A/E层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为160℃、175℃和180℃；共挤模头采用五层共挤平行锥形模头，锥形模头有四段温控区间，温控区间依次设置为190℃、195℃、195℃、200℃，复合料从共挤模头中挤出。
(3)一次吹胀
将挤出的复合料送往吹膜机中进行一次吹胀，一次吹胀的膜泡经过内部设有环形槽的直筒水环冷却定型，形成平整的膜管，水环中的水温为12℃。
(4)除水和预加热
膜管经过水环冷却定型后，引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，由上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，预加热采用远红外陶瓷烘箱，加热至85℃。
(5)二次吹胀
预加热后的膜管利用风压实现瞬间吹胀，并开始进行双向同步拉伸，横向的吹胀拉伸倍数为5倍，纵向牵引拉伸倍数为5.2倍。
(6)风环冷却
拉伸完成后的管膜经过五级风环采用上吹法进行冷却，各个出风口的间距为6mm，风环的出风口与膜管的夹角为12°，采用低风压大风量进行吹拂，第一级风环和第二级风环的风量均为2000m3/h，为常温气流，第三级风环风量为1500m3/h，为常温气流，第四级风环和第五级风环的风量均为800m3/h，温度为15℃。
(7)后处理
双向拉伸的管膜依次经过一组热辊和一组冷辊，热辊的温度为75℃，冷辊的温度为15℃，对分剖开后，再进行切边、收卷得到聚烯烃热收缩膜。
实施例2
(1)原料混合：
本实施例的聚烯烃热收缩膜共分为5层，即A/B/C/D/E，其中中间层包括B/C/D层，将5层原料分别按重量百分比混合均匀，各层之间的平均厚度比为3/3/3/3/3，A/B/C/D/E各层的原料组成如下：
A层与E层的组成一致，A层与E层均由以下重量百分比的原料组成：45％的三元共聚聚丙烯、50％的聚丙烯基弹性体、1％的二氧化硅抗粘连剂、2％的油酸酰胺爽滑剂和2％的月桂酸二乙醇胺抗静电剂。
B层和D层的组成一致，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、55％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％的钛白粉色母粒、5％的乙烯-α-辛烯共聚物和5％的油酸酰胺爽滑剂。
C层由以下重量百分比的原料组成：50％的线性低密度聚乙烯、35％的丙烯酸接枝改性聚乙烯、10％的钛白粉色母粒和5％的油酸酰胺爽滑剂。
(2)熔融共挤
混合后的原料通过各个对应料斗输送至A/B/C/D/E五台单螺杆挤出机中，B/C/D层的单螺杆挤出机的控温一致，A/E层的单螺杆挤出机的控温一致，均包括三个控温区域，B/C/D层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为162℃、185℃和195℃，A/E层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为160℃、175℃和180℃；共挤模头采用五层共挤平行锥形模头，锥形模头有四段温控区间，温控区间依次设置为195℃、195℃、200℃、200℃，复合料从共挤模头中挤出。
(3)一次吹胀
将挤出的复合料送往吹膜机中进行一次吹胀，一次吹胀的膜泡经过内部设有环形槽的直筒水环冷却定型，形成平整的膜管，水环中的水温为14℃。
(4)除水和预加热
膜管经过水环冷却定型后，引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，由上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，预加热采用远红外陶瓷烘箱，加热至90℃。
(5)二次吹胀
预加热后的膜管利用风压实现瞬间吹胀，并开始进行双向同步拉伸，横向的吹胀拉伸倍数为4.8倍，纵向牵引拉伸倍数为5.5倍。
(6)风环冷却
拉伸完成后的管膜经过五级风环采用上吹法进行冷却，各个出风口的间距为5mm，风环的出风口与膜管的夹角为10°，采用低风压大风量进行吹拂，第一级风环和第二级风环的风量均为1800m3/h，为常温气流，第三级风环风量为1400m3/h，为常温气流，第四级风环和第五级风环的风量均为1000m3/h，温度为18℃。
(7)后处理
双向拉伸的管膜依次经过一组热辊和一组冷辊，热辊的温度为65℃，冷辊的温度为10℃，对分剖开后，再进行切边、收卷得到聚烯烃热收缩膜。
实施例3
(1)原料混合：
本实施例的聚烯烃热收缩膜共分为5层，即A/B/C/D/E，其中中间层包括B/C/D层，将5层原料分别按重量百分比混合均匀，各层之间的平均厚度比为2/2/7/2/2，A/B/C/D/E各层的原料组成如下：
A层与E层的组成一致，A层与E层均由以下重量百分比的原料组成：40％的二元共聚聚丙烯、40％的聚丙烯基弹性体、8％的硅酮抗粘连剂、10％的油基棕榈酰胺爽滑剂和2％的月桂酸二乙醇胺抗静电剂。
B层和D层的组成一致，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的油基棕榈酰胺爽滑剂和5％的抗菌防霉母粒。
C层由以下重量百分比的原料组成：48％的超低密度聚乙烯、40％的茂金属线性低密度聚乙烯、1％油基棕榈酰胺爽滑剂和11％的抗菌防霉母粒。
(2)熔融共挤
混合后的原料通过各个对应料斗输送至A/B/C/D/E五台单螺杆挤出机中，B/C/D层的单螺杆挤出机的控温一致，A/E层的单螺杆挤出机的控温一致，均包括三个控温区域，B/C/D层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为170℃、180℃和190℃，A/E层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为175℃、180℃和190℃；共挤模头采用五层共挤平行锥形模头，锥形模头有四段温控区间，温控区间依次设置为195℃、200℃、200℃、205℃，复合料从共挤模头中挤出。
(3)一次吹胀
将挤出的复合料送往吹膜机中进行一次吹胀，一次吹胀的膜泡经过内部设有环形槽的直筒水环冷却定型，形成平整的膜管，水环中的水温为15℃。
(4)除水和预加热
膜管经过水环冷却定型后，引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，由上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，预加热采用远红外陶瓷烘箱，加热至105℃。
(5)二次吹胀
预加热后的膜管利用风压实现瞬间吹胀，并开始进行双向同步拉伸，横向的吹胀拉伸倍数为5.5倍，纵向牵引拉伸倍数为6倍。
(6)风环冷却
拉伸完成后的管膜经过五级风环采用上吹法进行冷却，各个出风口的间距为8mm，风环的出风口与膜管的夹角为17°，采用低风压大风量进行吹拂，第一级风环和第二级风环的风量均为2500m3/h，为常温气流，第三级风环风量为1600m3/h，为常温气流，第四级风环和第五级风环的风量均为1000m3/h，温度为18℃。
(7)后处理
双向拉伸的管膜依次经过一组热辊和一组冷辊，热辊的温度为80℃，冷辊的温度为20℃，对分剖开后，再进行切边、收卷得到聚烯烃热收缩膜。
实施例4
(1)原料混合：
本实施例的聚烯烃热收缩膜共分为5层，即A/B/C/D/E，其中中间层包括B/C/D层，将5层原料分别按重量百分比混合均匀，各层之间的平均厚度比为2/2/6/2/2，A/B/C/D/E各层的原料组成如下：
A层与E层的组成一致，A层与E层均由以下重量百分比的原料组成：34％的三元共聚聚丙烯、36％的二元共聚聚丙烯、10％的二氧化硅抗粘连剂、10％的硬脂酸芥酸酰胺爽滑剂、3％的月桂酸二乙醇胺抗静电剂和7％的烷基酚防雾剂。
B层和D层的组成一致，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的硬脂酸芥酸酰胺爽滑剂和5％的防锈母粒。
C层由以下重量百分比的原料组成：35％的线性低密度聚乙烯、40％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的硬脂酸芥酸酰胺爽滑剂和15％的防锈母粒。
(2)熔融共挤
混合后的原料通过各个对应料斗输送至A/B/C/D/E五台单螺杆挤出机中，B/C/D层的单螺杆挤出机的控温一致，A/E层的单螺杆挤出机的控温一致，均包括三个控温区域，B/C/D层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为175℃、180℃和195℃，A/E层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为165℃、180℃和190℃；共挤模头采用五层共挤平行锥形模头，锥形模头有四段温控区间，温控区间依次设置为195℃、200℃、205℃、210℃，复合料从共挤模头中挤出。
(3)一次吹胀
将挤出的复合料送往吹膜机中进行一次吹胀，一次吹胀的膜泡经过内部设有环形槽的直筒水环冷却定型，形成平整的膜管，水环中的水温为17℃。
(4)除水和预加热
膜管经过水环冷却定型后，引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，由上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，预加热采用远红外陶瓷烘箱，加热至105℃。
(5)二次吹胀
预加热后的膜管利用风压实现瞬间吹胀，并开始进行双向同步拉伸，横向的吹胀拉伸倍数为4.6倍，纵向牵引拉伸倍数为5.1倍。
(6)风环冷却
拉伸完成后的管膜经过五级风环采用上吹法进行冷却，各个出风口的间距为10mm，风环的出风口与膜管的夹角为20°，采用低风压大风量进行吹拂，第一级风环和第二级风环的风量均为2500m3/h，为常温气流，第三级风环风量为2000m3/h，为常温气流，第四级风环和第五级风环的风量均为900m3/h，温度为30℃。
(7)后处理
双向拉伸的管膜依次经过一组热辊和一组冷辊，热辊的温度为80℃，冷辊的温度为25℃，对分剖开后，再进行切边、收卷得到聚烯烃热收缩膜。
实施例5
(1)原料混合：
本实施例的聚烯烃热收缩膜共分为5层，即A/B/C/D/E，其中中间层包括B/C/D层，将5层原料分别按重量百分比混合均匀，各层之间的平均厚度比为3/8/8/8/3，A/B/C/D/E各层的原料组成如下：
A层与E层的组成一致，A层与E层均由以下重量百分比的原料组成：45％的三元共聚聚丙烯、44％的聚丙烯基弹性体、4％的硅酮抗粘连剂、1％的硬脂酸酰胺爽滑剂和6％的月桂酸二乙醇胺抗静电剂。
B层和D层的组成一致，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：40％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、2％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的硬脂酸酰胺爽滑剂和3％的防雾母粒。
C层由以下重量百分比的原料组成：60％的中密度聚乙烯、30％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％的硬脂酸酰胺爽滑剂和5％的防雾母粒。
(2)熔融共挤
混合后的原料通过各个对应料斗输送至A/B/C/D/E五台单螺杆挤出机中，B/C/D层的单螺杆挤出机的控温一致，A/E层的单螺杆挤出机的控温一致，均包括三个控温区域，B/C/D层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为175℃、190℃和200℃，A/E层的单螺杆挤出机的三个控温区域的温度依次为175℃、180℃和190℃；共挤模头采用五层共挤平行锥形模头，锥形模头有四段温控区间，温控区间依次设置为200℃、205℃、205℃、210℃，复合料从共挤模头中挤出。
(3)一次吹胀
将挤出的复合料送往吹膜机中进行一次吹胀，一次吹胀的膜泡经过内部设有环形槽的直筒水环冷却定型，形成平整的膜管，水环中的水温为16℃。
(4)除水和预加热
膜管经过水环冷却定型后，引出辊对其进行第一次牵引，经人字板除水后，由上辊第二次牵引至加热系统进行预加热，预加热采用远红外陶瓷烘箱，加热至110℃。
(5)二次吹胀
预加热后的膜管利用风压实现瞬间吹胀，并开始进行双向同步拉伸，横向的吹胀拉伸倍数为6.5倍，纵向牵引拉伸倍数为6.8倍。
(6)风环冷却
拉伸完成后的管膜经过五级风环采用上吹法进行冷却，各个出风口的间距为5mm，风环的出风口与膜管的夹角为19°，采用低风压大风量进行吹拂，第一级风环和第二级风环的风量均为2200m3/h，为常温气流，第三级风环风量为1800m3/h，为常温气流，第四级风环和第五级风环的风量均为500m3/h，温度为17℃。
(7)后处理
双向拉伸的管膜依次经过一组热辊和一组冷辊，热辊的温度为65℃，冷辊的温度为25℃，对分剖开后，再进行切边、收卷得到聚烯烃热收缩膜。
为了更好地说明本发明实施例的有益效果，本发明进行了加入了市售的热收缩膜进行对比例实验，其厚度为15μm，对实施例1-5及对比例进行性能检测，参数图如下表1所示：(其中MD表示纵向，TD表示横向)
表1 性能测试结果
Figure BDA0002162231720000171
Figure BDA0002162231720000181
从表1可以看出，与对比例相比，本发明所述的聚烯烃热收缩膜在不同的温度下均具有更高的热收缩率，并且机械强度以及热封强度也明显提高，同时还保持优异的光学性能及其他物化性能。采用本发明的原料配方以及制备方法，所制备的聚烯烃热收缩膜具有非常出色的热收缩包装效果，热收缩温度更低、热收缩率更高，应用范围更为广泛；封口温度更宽、封口更牢固，薄膜更为柔软、收缩力更小，具有更高的强度和光泽度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
加入外层、中间层和内层的原料，经过熔融共挤得到复合料；
对复合料进行一次吹胀形成膜泡，待尺寸稳定后经冷却定型得到膜管；
膜管经除水后牵引至加热系统进行预加热，加热至85-110℃时，开始二次吹胀并同时进行双向拉伸；
拉伸后的膜管经风环冷却定型后，再进行热定型处理，经切边、收卷得到所述聚烯烃热收缩膜；
所述风环冷却过程中设有五级风环，第一级风环和第二级风环的风量均为1000-2500m3/h，第三级风环风量为1000-2000m3/h，第四级风环和第五级风环的风量均为500-1000m3/h；
所述中间层包括B、C、D层；
B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：40％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、3％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的芥酸酰胺爽滑剂和2％的月桂酸二乙醇胺抗静电母粒；C层由以下重量百分比的原料组成：60％的线性低密度聚乙烯、30％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％芥酸酰胺爽滑剂和5％的月桂酸二乙醇胺抗静电母粒；
或，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、55％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％的钛白粉色母粒、5％的乙烯-α-辛烯共聚物和5％的油酸酰胺爽滑剂；C层由以下重量百分比的原料组成：50％的线性低密度聚乙烯、35％的丙烯酸接枝改性聚乙烯、10％的钛白粉色母粒和5％的油酸酰胺爽滑剂；
或，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的油基棕榈酰胺爽滑剂和5％的抗菌防霉母粒；C层由以下重量百分比的原料组成：48％的超低密度聚乙烯、40％的茂金属线性低密度聚乙烯、1％油基棕榈酰胺爽滑剂和11％的抗菌防霉母粒；
或，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：30％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的硬脂酸芥酸酰胺爽滑剂和5％的防锈母粒；C层由以下重量百分比的原料组成：35％的线性低密度聚乙烯、40％的茂金属线性低密度聚乙烯、10％的硬脂酸芥酸酰胺爽滑剂和15％的防锈母粒；
或，B层和D层均由以下重量百分比的原料组成：40％的线性低密度聚乙烯、50％的茂金属线性低密度聚乙烯、2％的乙烯-α-辛烯共聚物、5％的硬脂酸酰胺爽滑剂和3％的防雾母粒；C层由以下重量百分比的原料组成：60％的中密度聚乙烯、30％的茂金属线性低密度聚乙烯、5％的硬脂酸酰胺爽滑剂和5％的防雾母粒。
2.如权利要求1所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述外层和所述内层均包括下述重量百分数的原料组成：70-95％的聚丙烯树脂、1-10％的抗粘连剂、1-10％的爽滑剂和1-10％的抗静电剂；
所述聚丙烯树脂为二元共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯和聚丙烯基弹性体中的至少两种。
3.如权利要求1所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述熔融共挤过程采用挤出机组，所述挤出机组包括共挤模头和挤出机，所述挤出机包括三个控温区域；
所述中间层的挤出机加料段温度为160-180℃，熔融段温度为180-200℃，均化段温度为190-220℃；
所述外层和内层的挤出机加料段温度为160-175℃，熔融段温度为175-190℃，均化段温度为180-200℃；
所述共挤模头包括四段控温区间，每一段控温区间的温度均为190℃-220℃。
4.如权利要求3所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述一次吹胀过程采用水环冷却定型，水环中的水温为10-17℃；
所述水环为内部设有环形槽的直筒水环。
5.如权利要求1所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸过程中横向吹胀拉伸倍数为4.0-6.5，纵向牵引拉伸倍数为4.8-6.8。
6.如权利要求1所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，各个风环间的距离为4-10mm，所述风环的出风口与膜管的夹角为10-20°。
7.如权利要求1所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述热定型处理过程包括退火处理和冷却处理，其中，退火温度为60-80℃，冷却温度为10-30℃。
8.一种聚烯烃热收缩膜，其特征在于，所述聚烯烃热收缩膜由权利要求1～7任一所述的聚烯烃热收缩膜的制备方法制备得到，所述热收缩膜包括依次层叠的内层、中间层和外层，所述外层、所述中间层和所述内层的厚度比为1:(1-8):1，所述聚烯烃热收缩膜的厚度为8-50μm。
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