CN110802902A - 一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法，所述应用于炸药包装的复合膜包括上膜层、中膜层和下膜层；所述上膜层和下膜层均为PE膜，并通过涂覆复合粘合剂与所述中膜层的两面粘合；所述中膜层由PET、PS和SEMS热熔后采用静电纺丝法制得。本发明通过双层PE膜与基于PET的纳米纤维膜层进行贴合的方式，使复合膜层在保留PET薄膜强韧性、抗冲击和耐化学腐蚀性等优点的同时，显著降低了复合膜层在出现破损后的蔓延效果，延长了有效使用寿命。

Description

一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及炸药包装膜技术领域，特别是一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法。
背景技术
炸药是能在极短时间内剧烈燃烧的物质，是在一定的外界能量的作用下，由自身能量发生爆炸的物质。炸药以其独特的化学性质，而对于炸药物的包装更需要有特殊的标准加以规范，已有国家标准《GB14493-2003工业炸药包装》，基于此项标准，如今炸药包装膜向着具有高阻隔、防渗漏、力学性能高的趋势进行发展。
中国专利CN101633422A公开了一种炸药包装复合膜，该由炸药包装复合膜上层膜、中层膜和下层膜共挤而构成；上层膜由聚丙烯和增滑爽母料组成，中层膜为低密度聚乙烯，下层膜由低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和增滑爽母料组成，该方案虽然将制备成本显著降低，但其各膜层的主要成分还是基于聚乙烯和聚丙烯材料，由于聚乙烯类的薄膜材料质地相对较软，故所制备出的复合薄膜刚性略显不足。中国专利CN202685479U公开了一种炸药中包装复合膜，包括第一表层膜、中层膜以及第二表层膜，该中层膜由热塑性弹性体、超低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚合物多元醇或者聚烯烃弹性体制成，而第一表层膜和第二表层膜分别采用低温热封膜和耐热膜，虽然一定程度上提高了整体的拉伸强度和耐热性，但实际生产中该方案的各膜层在贴合时贴附效果欠佳。此外，上述两种方案所制得的复合膜层虽然都一定程度上提升了力学性能，但当复合膜层一旦出现细小破损时，破损处极易蔓延，从而使复合膜层整体迅速损坏，如此使复合膜层一旦出现小范围破损将无法继续使用，从而大大降低了复合膜层的有效使用寿命，故需要提出一种新的应用于炸药包装的复合薄膜材料，用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法，用于解决现有技术中复合膜层破损处极易蔓延的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的第一解决方案为：一种应用于炸药包装的复合膜包括上膜层、中膜层和下膜层；上膜层和下膜层均为PE膜，并通过涂覆复合粘合剂与中膜层的两面粘合；中膜层由PET、PS和SEMS热熔后采用静电纺丝法制得。
优选的，中膜层的制备原料中PET、PS和SEMS的质量比为(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)。
优选的，复合粘合剂由双组份聚氨酯类粘合剂配制而成，双组份聚氨酯类粘合剂包括主粘合剂和副粘合剂，主粘合剂与副粘合剂的质量比为100:(52～55)。
为解决上述技术问题，本发明提供的第二解决方案为：一种应用于炸药包装的复合膜制备方法，其步骤包括：中膜层制备、复合粘合剂配制、一次涂覆贴合、一次熟化、二次涂覆贴合、二次熟化和收卷；应用于炸药包装的复合膜制备方法用于制备前述第一解决方案中应用于炸药包装的复合膜。
其中，中膜层制备步骤具体包括：将PET、PS和SEMS按照(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)的质量比在熔融状态下均匀混合，形成混合溶体；将混合溶体导入静电纺丝喷头中，在高压注射泵和电场的协同推动下，将混合溶体以细丝形式喷出，并形成纳米纤维状的中膜层。
其中，复合粘合剂配制步骤具体包括：将双组份聚氨酯类粘合剂中的主粘合剂和副粘合剂分别放置于两个釜中，两个釜内温度均为45℃，以不同速率将两个釜中的主粘合剂和副粘合剂同时喷出混合，使主粘合剂和副粘合剂混合时的质量比为100:(52～55)，制得复合粘合剂。
其中，一次涂覆贴合步骤具体包括：采用热辊蘸取复合粘合剂后均匀涂布于上膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，上膜层为PE膜，涂布时热辊和复合粘合剂的温度为40～50℃；将涂覆有复合粘合剂的上膜层与中膜层压合，得到单面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa。
其中，一次熟化步骤具体包括：将经过一次涂覆贴合步骤后的单面贴合膜层进行熟化静置，其中熟化时间为3～4h，熟化温度为40～45℃。
其中，二次涂覆贴合步骤具体包括：采用热辊蘸取复合粘合剂后均匀涂布于下膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，下膜层为PE膜，涂布时热辊和复合粘合剂的温度为40～50℃；将涂覆有复合粘合剂的下膜层与熟化后的单面贴合膜层靠近中膜层一侧压合，得到双面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa。
其中，二次熟化步骤具体包括：将经过二次涂覆贴合步骤后的双面贴合膜层进行熟化静置，熟化后得到应用于炸药包装的复合膜；其中，熟化时间为30～35h，熟化温度为40～45℃。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法，通过双层PE膜与基于PET的纳米纤维膜层进行贴合的方式，使复合膜层在保留PET薄膜强韧性、抗冲击和耐化学腐蚀性等优点的同时，显著降低了复合膜层在出现破损后的蔓延效果，延长了有效使用寿命。
附图说明
图1是本发明中应用于炸药包装的复合膜制备方法一实施方式的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
对于本发明提供的第一解决方案，一种应用于炸药包装的复合膜包括上膜层、中膜层和下膜层；上膜层和下膜层均为PE膜，并通过涂覆复合粘合剂与中膜层的两面粘合；中膜层由PET、PS和SEMS热熔后采用静电纺丝法制得。本实施方式中，中膜层的制备原料中PET、PS和SEMS的质量比为(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)；复合粘合剂由双组份聚氨酯类粘合剂配制而成，双组份聚氨酯类粘合剂包括主粘合剂和副粘合剂，主粘合剂与副粘合剂的质量比为100:(52～55)。
对应用于炸药包装的复合膜的机理进行阐述：由于PET和PE之间化学结构上具有差异，不具有较好的相容性，本方案通过对PET的改性提高两者之间的相容性，而仅采用传统的静电纺丝技术所制备的中膜层并不能得到很好的效果，故本方案采取了熔融状态下PET、PS和SEMS的混合胶料进行静电纺丝，利用了PS与SEBS之间良好的物理相容性，实现对SEMS和PET的混合胶料进行增容，使改性后的PET结晶度降低，晶粒尺寸缩小，抗冲击强度提高，亦使得混合胶料能够紧密结合，让改性后的PET膜层与PE膜层能够结合更加紧密，同时粘附力、断裂伸长率均得到提高，而又保持了PET原有的强韧性、抗冲击和耐化学腐蚀性等优点，有效解决了复合膜在出现破损后蔓延过快的问题，延长了有效使用寿命。
请参阅图1，图1是本发明中应用于炸药包装的复合膜制备方法一实施方式的工艺流程图，对于本发明提供的第二解决方案，一种应用于炸药包装的复合膜制备方法，其步骤包括：中膜层制备S1、复合粘合剂配制S2、一次涂覆贴合S3、一次熟化S4、二次涂覆贴合S5、二次熟化S6和收卷S7；应用于炸药包装的复合膜制备方法用于制备前述第一解决方案中应用于炸药包装的复合膜，故两个解决方案中的应用于炸药包装的复合膜在结构和功能上保持一致。
具体地，对上述应用于炸药包装的复合膜制备方法中的各个步骤分别进行详细描述。中膜层制备S1步骤具体包括：将PET、PS和SEMS按照(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)的质量比在熔融状态下均匀混合，形成混合溶体；将混合溶体导入静电纺丝喷头中，在高压注射泵和电场的协同推动下，将混合溶体以细丝形式喷出，并形成纳米纤维状的中膜层；本实施方式中优选的熔融时的腔体温度为260～330℃，并可采用梯度温控方式对混合溶体的粘度进行适应性调节，具体的调节设置方式可根据实际情况进行设置，在此不作限定。
复合粘合剂配制S2步骤具体包括：将双组份聚氨酯类粘合剂中的主粘合剂和副粘合剂分别放置于两个釜中，两个釜内温度均为45℃，以不同速率将两个釜中的主粘合剂和副粘合剂同时喷出混合，使主粘合剂和副粘合剂混合时的质量比为100:(52～55)，制得复合粘合剂；采用两个釜对两种粘结剂分别储存的目的在于，能够根据实际需求，对两种粘结剂的混合比进行实时调控。
一次涂覆贴合S3步骤具体包括：采用热辊蘸取复合粘合剂后均匀涂布于上膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，上膜层为PE膜，涂布时热辊和复合粘合剂的温度为40～50℃；将涂覆有复合粘合剂的上膜层与中膜层压合，得到单面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa；本实施方式中优选的复合粘合剂的涂布量为2.0g/m2，在其他实施方式中可根据实际需求进行适应性设置，在此不作限定。
一次熟化S4步骤具体包括：将经过一次涂覆贴合步骤后的单面贴合膜层进行熟化静置，其中熟化时间为3～4h，熟化温度为40～45℃；此处一次熟化S4步骤的时间较短，仅需将上膜层与中膜层之间保持初步贴合的状态即可进行后续另一面的贴合工序，这样能够有效提高复合膜的制备效率。
二次涂覆贴合S5步骤具体包括：采用热辊蘸取复合粘合剂后均匀涂布于下膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，下膜层为PE膜，涂布时热辊和复合粘合剂的温度为40～50℃；将涂覆有复合粘合剂的下膜层与熟化后的单面贴合膜层靠近中膜层一侧压合，得到双面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa；本实施方式中优选的复合粘合剂的涂布量为2.0g/m2，在其他实施方式中可根据实际需求进行适应性设置，在此不作限定。
二次熟化S6步骤具体包括：将经过二次涂覆贴合步骤后的双面贴合膜层进行熟化静置，熟化后得到应用于炸药包装的复合膜；其中，熟化时间为30～35h，熟化温度为40～45℃；此处二次熟化S6步骤的时间较长，是为了让贴合的两面充分粘合，收卷后即可形成成品。
进一步地，下面结合具体实施例对本发明中应用于炸药包装的复合膜及其制备方法进行具体阐述。
按上述应用于炸药包装的复合膜制备方法，设置了实施例1～3和对比例，对比例也采用三层薄膜复合的方式，只是将中膜层替换为传统的PET薄膜，各实施例的原料配比和性能测试如表1所示，易看出实施例1～3中的复合膜其性能均优于传统的复合膜，即证明本方案有效提高了复合膜层的性能。
表1
Figure BDA0002262314840000061
区别于现有技术的情况，本发明提供了一种应用于炸药包装的复合膜及其制备方法，通过双层PE膜与基于PET的纳米纤维膜层进行贴合的方式，使复合膜层在保留PET薄膜强韧性、抗冲击和耐化学腐蚀性等优点的同时，显著降低了复合膜层在出现破损后的蔓延效果，延长了有效使用寿命。
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于炸药包装的复合膜，其特征在于，包括上膜层、中膜层和下膜层；
所述上膜层和下膜层均为PE膜，并通过涂覆复合粘合剂与所述中膜层的两面粘合；
所述中膜层由PET、PS和SEMS热熔后采用静电纺丝法制得。
2.根据权利要求1中所述的应用于炸药包装的复合膜，其特征在于，所述中膜层的制备原料中PET、PS和SEMS的质量比为(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)。
3.根据权利要求1中所述的应用于炸药包装的复合膜，其特征在于，所述复合粘合剂由双组份聚氨酯类粘合剂配制而成，所述双组份聚氨酯类粘合剂包括主粘合剂和副粘合剂，所述主粘合剂与副粘合剂的质量比为100:(52～55)。
4.一种应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，其步骤包括：中膜层制备、复合粘合剂配制、一次涂覆贴合、一次熟化、二次涂覆贴合、二次熟化和收卷；
所述应用于炸药包装的复合膜制备方法用于制备权利要求1～3中任一所述应用于炸药包装的复合膜。
5.根据权利要求4中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述中膜层制备步骤具体包括：
将PET、PS和SEMS按照(35～40)：(2～3)：(1.5～2.5)的质量比在熔融状态下均匀混合，形成混合溶体；
将所述混合溶体导入静电纺丝喷头中，在高压注射泵和电场的协同推动下，将所述混合溶体以细丝形式喷出，并形成纳米纤维状的所述中膜层。
6.根据权利要求5中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述复合粘合剂配制步骤具体包括：将双组份聚氨酯类粘合剂中的主粘合剂和副粘合剂分别放置于两个釜中，两个釜内温度均为45℃，以不同速率将两个釜中的所述主粘合剂和副粘合剂同时喷出混合，使所述主粘合剂和副粘合剂混合时的质量比为100:(52～55)，制得复合粘合剂。
7.根据权利要求6中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述一次涂覆贴合步骤具体包括：采用热辊蘸取所述复合粘合剂后均匀涂布于上膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，所述上膜层为PE膜，涂布时热辊和所述复合粘合剂的温度为40～50℃；
将涂覆有所述复合粘合剂的所述上膜层与所述中膜层压合，得到单面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa。
8.根据权利要求7中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述一次熟化步骤具体包括：将经过所述一次涂覆贴合步骤后的所述单面贴合膜层进行熟化静置，其中熟化时间为3～4h，熟化温度为40～45℃。
9.根据权利要求8中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述二次涂覆贴合步骤具体包括：采用热辊蘸取所述复合粘合剂后均匀涂布于下膜层表面，涂布压强为2.3～2.5MPa，所述下膜层为PE膜，涂布时热辊和所述复合粘合剂的温度为40～50℃；
将涂覆有所述复合粘合剂的所述下膜层与熟化后的所述单面贴合膜层靠近所述中膜层一侧压合，得到双面贴合膜层，压合压强为3.3～3.5MPa。
10.根据权利要求9中所述的应用于炸药包装的复合膜制备方法，其特征在于，所述二次熟化步骤具体包括：将经过所述二次涂覆贴合步骤后的所述双面贴合膜层进行熟化静置，熟化后得到所述应用于炸药包装的复合膜；其中，熟化时间为30～35h，熟化温度为40～45℃。
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