CN110421939A - 具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜及其制备方法 - Google Patents

具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜及其制备方法。具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括依次层叠的外层、芯层和内层。制备方法包括以下步骤：将各层原料按比例混合后分别熔融塑化，然后进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，所述共挤合层熔体充气得到膜泡，然后使用冷却定型得到一次吹胀膜管；所述一次吹胀膜管除水后加热，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却；最后进行热处理，冷却、展平、切边、收卷得到具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，在低温和高温条件下均具有良好的爽滑性能。

Description

具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚烯烃热收缩膜领域，具体而言，涉及一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜及其制备方法。
背景技术
聚烯烃热收缩膜在包装领域广泛应用，随着工业自动化、智能化的发展，自动打包的应用率越来越高。
良好的爽滑性能可以保障pof在包装过程中的效率，特别是在高速自动化打包机上的应用。
但传统上POF使用的爽滑剂主要为芥酸酰胺，油酸酰胺等伯酰胺类化合物。这类物质容易从薄膜析出，但是析出过程不可控，且在高温(≥30℃)下易发粘。在应用于自动打包时，其流畅性不能得到有效保障，导致自动化效率降低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，具有良好的爽滑性能。
本发明的第二目的在于提供一种交联聚烯烃热收缩厚膜的制备方法，工艺简单，产品质量稳定。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括依次层叠的外层、芯层和内层，所述外层和内层，其原料以质量百分比计，均包括：聚丙烯树脂70-95％、硅酮抗粘连母粒1-5％、爽滑剂母粒1-5％和表面活性剂型抗静电剂母粒1-5％；所述芯层，其原料以质量百分比计，包括：聚乙烯树脂80-95％和油基棕榈酰胺爽滑母粒5-20％；
所述爽滑剂母粒为乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒、硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒和油基棕榈酰胺爽滑母粒中的至少一种；
所述聚丙烯树脂为三元共聚聚丙烯、二元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、马莱酸酐改性聚丙烯、丙烯酸改性聚丙烯和丙烯-辛烯共聚物中的至少一种；
所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、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-辛烯共聚物和丙烯酸接枝改性聚乙烯中的至少一种。
优选地，2.16kg压力、230℃条件下，所述外层和所述内层中的聚丙烯树脂的熔融指数均为0.1-5g/10min。
优选地，2.16kg压力、190℃条件下，所述芯层中的聚乙烯树脂的熔融指数均为0.5-3g/10min。
优选地，所述爽滑剂母粒包括乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒、硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒和油基棕榈酰胺爽滑母粒中的一种或多种。
优选地，厚度为10-30μm。
一种所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜的制备方法，包括以下步骤：
A.将各层原料按比例混合后分别熔融塑化，然后进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，所述共挤合层熔体充气得到膜泡，然后使用冷却定型得到一次吹胀膜管；
B.所述一次吹胀膜管除水后加热，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却；
C.最后进行热处理，冷却、展平、切边、收卷得到具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
优选地，所述步骤A中，所述多层共挤合层使用的多层平行锥形模头的温度范围为190-220℃，模唇间隙为1.0-2.5mm；所述膜泡的直径为400-560mm；冷却定型使用的冷却水的温度为10-17℃。
优选地，所述一次吹胀膜管经加热后的温度为85-110℃；所述横纵向同步拉伸中，横向拉伸和纵向拉伸的倍数均为4-7倍。
优选地，所述定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为1000-2500m3/h，第2级风环的风量为1000-2500m3/h，第3级风环的风量为1000-2000m3/h，第4级和第5级风环的风量为500-1000m3/h。
可选地，步骤C中，所述热处理的温度为60-80℃，所述冷却使用的冷媒的温度为10-30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本申请提供的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，爽滑性能起效快，爽滑性能持久性更好，低温(-10℃-0℃)和高温(30-40℃)条件下均保持良好的爽滑性能；高速分切或包装后可直接装箱，提高生产效率，降低生产成本。
本申请提供的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜的制备方法，工艺稳定。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。
实施例1
一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括层叠设置的外层、芯层和内层，其中，各层原料为：
外层：
65wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为0.5g/10min)
20wt％丙烯酸改性聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1.5g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
5wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
5wt％表面活性剂型抗静电剂母粒；
芯层：
75wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
15wt％mLDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
10wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒；
内层：
65wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为0.5g/10min)
20wt％丙烯酸改性聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1.5g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
5wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
5wt％表面活性剂型抗静电剂母粒。
其制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别使用单螺杆挤出机进行熔融塑化，螺杆挤出机的温度设置为：加料段160-180℃、融化段160-190℃、均化段190-220℃；然后使用多层平行锥形模头进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，多层平行锥形模头的温度范围为220℃，模唇间隙为1.0mm，共挤合层熔体充气得到直径为400mm的膜泡，然后使用定型水套冷却定型得到多层结构的一次吹胀膜管，定型水套中的冷却水的温度为10℃。
一次吹胀膜管除水后经远红外陶瓷烘箱加热至100℃，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却，横向拉伸的倍数为4倍，纵向拉伸的倍数为7倍；定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为2500m3/h，第2级风环的风量为2500m3/h，第3级风环的风量为2000m3/h，第4级和第5级风环的风量为1000m3/h。
最后进行退火和冷却，退火的温度为80℃，冷却使用的冷媒的温度为10℃；展平、切边、收卷得到厚度为15μm的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
实施例2
一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括层叠设置的外层、芯层和内层，其中，各层原料为：
外层：
52wt％二元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1g/10min)
40wt％均聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为2g/10min)
4wt％硅酮抗粘连母粒
1.5wt％硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒
1.5wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
1wt％表面活性剂型抗静电剂母粒；
芯层：
69wt％LLDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为2g/10min)
25wt％mLDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为2g/10min)
6wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒；
内层：
52wt％二元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1g/10min)
40wt％均聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为2g/10min)
4wt％硅酮抗粘连母粒
1.5wt％硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒
1.5wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
1wt％表面活性剂型抗静电剂母粒。
其制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别使用单螺杆挤出机进行熔融塑化，螺杆挤出机的温度设置为：加料段160-180℃、融化段160-190℃、均化段190-220℃；然后使用多层平行锥形模头进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，多层平行锥形模头的温度范围为190℃，模唇间隙为2.5mm，共挤合层熔体充气得到直径为560mm的膜泡，然后使用定型水套冷却定型得到多层结构的一次吹胀膜管，定型水套中的冷却水的温度为17℃。
一次吹胀膜管除水后经远红外陶瓷烘箱加热至110℃，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却横向拉伸的倍数为7倍，纵向拉伸的倍数为4倍；定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为1000m3/h，第2级风环的风量为1000m3/h，第3级风环的风量为1000m3/h，第4级和第5级风环的风量为500m3/h。
最后进行退火和冷却，退火的温度为60℃，冷却使用的冷媒的温度为30℃；展平、切边、收卷得到厚度为15μm的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
实施例3
一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括层叠设置的外层、芯层和内层，其中，各层原料为：
外层：
50wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为3g/10min)
36.5wt％丙烯-辛烯共聚物(2.16kg压力，230℃下熔融指数为3g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
1.5wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
2wt％硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒
2wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
3wt％表面活性剂型抗静电剂母粒；
芯层：
65wt％MDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1g/10min)
25wt％mLDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1g/10min)
10wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒；
内层：
50wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为3g/10min)
36.5wt％丙烯-辛烯共聚物(2.16kg压力，230℃下熔融指数为3g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
1.5wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
2wt％硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒
2wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
3wt％表面活性剂型抗静电剂母粒。
其制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别使用单螺杆挤出机进行熔融塑化，螺杆挤出机的温度设置为：加料段160-180℃、融化段160-190℃、均化段190-220℃；然后使用多层平行锥形模头进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，多层平行锥形模头的温度范围为210℃，模唇间隙为2mm，共挤合层熔体充气得到直径为510mm的膜泡，然后使用定型水套冷却定型得到多层结构的一次吹胀膜管，定型水套中的冷却水的温度为13℃。
一次吹胀膜管除水后经远红外陶瓷烘箱加热至85℃，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却，横向拉伸的倍数为5.5倍，纵向拉伸的倍数为5.5倍；定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为2000m3/h，第2级风环的风量为2000m3/h，第3级风环的风量为1500m3/h，第4级和第5级风环的风量为700m3/h。
最后进行退火和冷却，退火的温度为65℃，冷却使用的冷媒的温度为15℃；展平、切边、收卷得到厚度为30μm的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
实施例4
一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，包括层叠设置的外层、芯层和内层，其中，各层原料为：
外层：
56wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为0.8g/10min)
35wt％马莱酸酐改性聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1.2g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
1wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
1wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
2wt％表面活性剂型抗静电剂母粒；
芯层：
75wt％HDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.3g/10min)
20wt％mLDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.2g/10min)
5wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒；
内层：
56wt％三元共聚聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为0.8g/10min)
35wt％马莱酸酐改性聚丙烯(2.16kg压力，230℃下熔融指数为1.2g/10min)
5wt％硅酮抗粘连母粒
1wt％乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒
1wt％油基棕榈酰胺爽滑母粒
2wt％表面活性剂型抗静电剂母粒。
其制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别使用单螺杆挤出机进行熔融塑化，螺杆挤出机的温度设置为：加料段160-180℃、融化段160-190℃、均化段190-220℃；然后使用多层平行锥形模头进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，多层平行锥形模头的温度范围为195℃，模唇间隙为1.5mm，共挤合层熔体充气得到直径为550mm的膜泡，然后使用定型水套冷却定型得到多层结构的一次吹胀膜管，定型水套中的冷却水的温度为16℃。
一次吹胀膜管除水后经远红外陶瓷烘箱加热至95℃，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却，横向拉伸的倍数为7倍，纵向拉伸的倍数为7倍；定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为2200m3/h，第2级风环的风量为2000m3/h，第3级风环的风量为1800m3/h，第4级和第5级风环的风量为700m3/h。
最后进行退火和冷却，退火的温度为75℃，冷却使用的冷媒的温度为25℃；展平、切边、收卷得到厚度为10μm的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
为了进一步的说明本申请提供的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜的效果，进行如下对照实验：
比较例1
与实施例1相比，区别在于，外层使用油酸酰胺作为爽滑母粒。
比较例2
与实施例2相比，区别在于，内层使用芥酸酰胺作为爽滑母粒。
比较例3
与实施例3相比，区别在于，芯层不含油基棕榈酰胺爽滑母粒。
比较例4
与实施例4相比，区别在于，外层、芯层和内层均不含爽滑母粒。
测试实施例1-4和比较例1-4得到的聚烯烃热滑热收缩膜的摩擦系数，结果如下表1所示：
表1 测试结果
由上表数据可知，外层和内层爽滑母粒的类型，对膜的爽滑性能影响较大，芯层爽滑母粒的类型影响较小。通过对爽滑母粒的类型和用量的优选，可以获得优异的爽滑性能。
本申请提供的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，在低温和高温条件下均具有良好的爽滑性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，其特征在于，包括依次层叠的外层、芯层和内层，所述外层和内层，其原料以质量百分比计，均包括：聚丙烯树脂70-95％、硅酮抗粘连母粒1-5％、爽滑剂母粒1-5％和表面活性剂型抗静电剂母粒1-5％；所述芯层，其原料以质量百分比计，包括：聚乙烯树脂80-95％和油基棕榈酰胺爽滑母粒5-20％；
所述爽滑剂母粒为乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒、硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒和油基棕榈酰胺爽滑母粒中的至少一种；
所述聚丙烯树脂为三元共聚聚丙烯、二元共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、马莱酸酐改性聚丙烯、丙烯酸改性聚丙烯和丙烯-辛烯共聚物中的至少一种；
所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、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-辛烯共聚物和丙烯酸接枝改性聚乙烯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，其特征在于，2.16kg压力、230℃条件下，所述外层和所述内层中的聚丙烯树脂的熔融指数均为0.1-5g/10minn。
3.根据权利要求1所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，其特征在于，2.16kg压力、190℃条件下，所述芯层中的聚乙烯树脂的熔融指数均为0.5-3g/10min。
4.根据权利要求1所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，其特征在于，所述爽滑剂母粒包括乙烯基双硬脂酰胺爽滑母粒、硬脂酸芥酸酰胺爽滑母粒和油基棕榈酰胺爽滑母粒中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜，其特征在于，厚度为10-30μm。
6.一种权利要求1-5任一项所述的具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将各层原料按比例混合后分别熔融塑化，然后进行多层共挤合层得到共挤合层熔体，所述共挤合层熔体充气得到膜泡，然后使用冷却定型得到一次吹胀膜管；
B.所述一次吹胀膜管除水后加热，然后通过打泡充气瞬间横向吹胀，同时纵向由机械拉伸至所需尺寸，通过定径风环定径冷却；
C.最后进行热处理，冷却、展平、切边、收卷得到具有优异的爽滑性能的聚烯烃热滑热收缩膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述多层共挤合层使用的多层平行锥形模头的温度范围为190-220℃，模唇间隙为1.0-2.5mm；所述膜泡的直径为400-560mm；冷却定型使用的冷却水的温度为10-17℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述一次吹胀膜管经加热后的温度为85-110℃；所述横纵向同步拉伸中，横向拉伸和纵向拉伸的倍数均为4-7倍。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述定径冷却采用5级冷却风环进行，第1级风环的风量为1000-2500m3/h，第2级风环的风量为1000-2500m3/h，第3级风环的风量为1000-2000m3/h，第4级和第5级风环的风量为500-1000m3/h。
10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述热处理的温度为60-80℃，所述冷却使用的冷媒的温度为10-30℃。
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