CN111057298A - 一种pe缠绕膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PE缠绕膜及其制备方法，属于包装材料技术领域。本发明的PE缠绕膜主要由以下重量份数的原料制成：65‑140份的低密度聚乙烯、0.8‑7份的增韧剂、0.5‑5份的纤维素；所述低密度聚乙烯包括质量比为（60‑120）：（5‑20）的线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯；所述增韧剂为甲基硅醇钠、烷基苯磺酸钠、纳米碳酸钙中的一种或几种；所述纤维素为磷酸纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。本发明采用线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯为原料，加入增韧剂和纤维素，提高了PE缠绕膜的拉伸强度和抗撕裂强度。

Description

一种PE缠绕膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，更具体地说，它涉及一种PE缠绕膜及其制备方法。
背景技术
缠绕膜，又叫拉伸膜、热收缩膜，具有良好的抗拉性、抗刺穿性、抗撕裂性，而且自粘性好、延伸率大，在包装领域应用广泛。目前，缠绕膜主要用于各种产品的销售和运输过程中，其作用是稳固、遮盖和保护产品，因此缠绕膜须具有较高的耐穿刺性、良好的收缩性和收缩应力。
聚乙烯缠绕膜是一种韧性很好的缠绕膜，该材料柔韧性好、抗撕裂性强，不易破损、不怕潮、收缩率大，广泛适用于各类产品的整件集合包装。现有的缠绕膜多采用低密度聚乙烯经过流延或吹膜工艺制备得到，但由于缠绕膜的成分较为单一，以至于缠绕膜材料的拉伸强度和抗撕裂强度仍然有待提高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种PE缠绕膜，以解决现有技术中的PE缠绕膜拉伸强度和抗撕裂强度低的问题。
本发明的第二个目的在于提供一种PE缠绕膜的制备方法，其制备方法简单，原料易得，易于规模化生产。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种PE缠绕膜，主要由以下重量份数的原料制成：65～140份的低密度聚乙烯、0.8～7份的增韧剂、0.5～5份的纤维素；所述低密度聚乙烯包括质量比为(60～120)：(5～20)的线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯；所述增韧剂为甲基硅醇钠、烷基苯磺酸钠、纳米碳酸钙中的一种或几种；所述纤维素为磷酸纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，茂金属线性低密度聚乙烯具有较低的熔点和明显的熔区，力学性能优于线性低密度聚乙烯，并且茂金属线性低密度聚乙烯分子量分布较窄、分子链结构规整，具有强度高、光学性能好的优点。在线性低密度聚乙烯中添加适量的茂金属线性低密度聚乙烯，两者密度相近，有利于形成均一的熔融体，能够提高塑料制品的力学性能和透明度，并且有利于薄膜减薄。茂金属线性低密度聚乙烯的加入能够大幅提高聚乙烯的加工性能，提高聚乙烯缠绕膜的良品率。
增韧剂能够降低脆性、增大韧性，增加膜层柔韧性，提高承载强度，从而改善PE缠绕膜的加工性能，提高薄膜的拉伸强度和韧度等性能。
增韧剂采用的甲基硅醇钠具有较强的渗透能力，能够提高PE缠绕膜的粘附力，使其在基体中以粒子的形态均匀分散，有利于提高PE缠绕膜的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度。烷基苯磺酸钠作为亲水性表面活性剂，可增大线性低密度聚乙烯材料表面的孔隙，使茂金属线性低密度聚乙烯能够与线性低密度聚乙烯交联形成牢固的机械连接，从而改善PE缠绕膜的结构韧性，提高PE缠绕膜的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度。纳米碳酸钙能有效提高PE缠绕膜的韧性，改善聚乙烯缠绕膜的加工性能，具有增韧的作用。
通过加入纤维素，进一步提高PE缠绕膜的强度和韧性，使PE缠绕膜不易破损，同时具备耐低温和耐高温的作用。在制备聚乙烯缠绕膜时，磷酸纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素均可以均匀分散于熔融体中，能够保持聚乙烯缠绕膜的强度和韧性的均匀、稳定。
本发明进一步设置为：所述原料还包括3～5重量份的增强料，所述增强料为聚丙烯、聚异丁烯中的至少一种。
通过采用上述技术方案，原料中添加了聚丙烯或者聚异丁烯，能够增加聚乙烯膜的热稳定性，更好地适应环境变化，在环境温度发生变化时变形度较小，具有良好的缠绕稳定性。另外，还可以提高聚乙烯膜的耐冲击性，在受到外力作用时不宜变形或者断裂，保证了缠绕固定效果。添加聚丙烯还可以提高聚乙烯膜的透明度，使聚乙烯缠绕膜更加美观。
本发明进一步设置为：所述原料还包括0.3～0.5重量份的稳定剂，所述稳定剂为2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]中的至少一种。
通过采用上述技术方案，添加2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸和/或二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]，能够提高聚乙烯膜的抗氧化性能，进一步提高聚乙烯膜的稳定性，在环境发生变化时也不易发生变形，进而提高了聚乙烯缠绕膜的使用寿命。
本发明进一步设置为：所述原料还包括抗菌剂，所述抗菌剂与线性低密度聚乙烯的重量比为(60～120)：(1～4)，所述抗菌剂为聚苯乙烯己内酰胺、聚噻唑、纳米二氧化钛中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，加入抗菌剂能够有效的提高PE缠绕膜的抑菌防腐功能，提高了聚乙烯缠绕膜的环境适应能力，特别是在用作具有氧化性或者腐蚀性材料的包装时，能够提高聚乙烯缠绕膜的缠绕稳定性，使聚乙烯缠绕膜可以适用于更多产品的包装使用。
本发明进一步设置为：所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.6～2.0g/10min，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min。
通过采用上述技术方案，线性低密度聚乙烯优选熔融指数为1.6～2.0g/10min，茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数优选为1.0g/10min，以保证在一定范围内使线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯具有更好的相容性，使二者熔融混合时能够相互分散的更加均匀，提高物料的可加工性，也进一步提高了制成的聚乙烯薄膜的均匀性，从而提高PE缠绕膜的力学性能。
本发明进一步设置为：所述线性低密度聚乙烯的密度为0.915～0.917g/cm3，所述茂金属线性低密度聚乙烯的密度为0.918-0.921g/cm3。
通过采用上述技术方案，由于线性低密度聚乙烯的量远远大于茂金属线性低密度聚乙烯的量，这样可以采用密度稍大的茂金属线性低密度聚乙烯，充分发挥茂金属线性低密度聚乙烯的高强度、高韧性的特点。同时控制茂金属线性低密度聚乙烯的密度与线性低密度聚乙烯的密度相差不多，也避免了在制备聚乙烯缠绕膜时二者分布不均匀。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种PE缠绕膜的制备方法，包括以下步骤：
a、将原料混合搅拌均匀，得到混合物；
b、将步骤a的混合物加热熔化挤出，挤出温度为150～180℃，得到熔融体；
c、将步骤b中的熔融体流延成膜，冷却，得到PE缠绕膜。
通过采用上述技术方案，在进行混合搅拌时，能够将物料混合均匀，加热熔化过程中，继续混合搅拌，使熔融体分散均匀，进而使流延成膜得到的膜厚度均匀、外观平整，提升PE缠绕膜的力学性能。该制备过程简单，制备条件可控，便于规模化生产。
本发明进一步设置为：步骤a中搅拌的转速为500～800r/min，搅拌时间为10～50min。
通过采用上述技术方案，由于PE缠绕膜的原料种类较多，因此设置搅拌的转速较大，能够将不同种类的原料充分混合均匀，提高了制成的缠绕膜的质地均匀程度。
本发明进一步设置为：所述步骤b在挤出机内进行，挤出机的温度分为三段：第一段温度为150～160℃，第二段温度为160～170℃，第三段温度为170～180℃。
通过采用上述技术方案，采用分段加热，能够提高塑化质量，并且使能耗合理化，同时实现较高的生产效率。另外，在挤出时，挤出的三段温度均较低，在能够满足聚乙烯充分熔化的基础上，避免了温度过高对各原料的影响，还节省了能源。
本发明进一步设置为：步骤c中，流延温度为170～200℃。
通过采用上述技术方案，流延温度的控制，便于得到外观平整、回弹性好、拉伸强度高的PE缠绕膜。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的PE缠绕膜，采用线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯作为主料，充分结合二者的优势，提高了聚乙烯缠绕膜的强度、韧性和透明度。
第二、本发明的PE缠绕膜所采用的原料中加入了增韧剂，增韧剂采用甲基硅醇钠、烷基苯磺酸钠、纳米碳酸钙等，能够提高聚乙烯缠绕膜的拉伸强度，还可以改善聚乙烯缠绕膜的加工性能，能够适应各种使用场景。
第三、本发明的PE缠绕膜的制备方法中，将原料采用高速搅拌混合，大大提高了原料之间的混合均匀程度，提高了最终制得的聚乙烯缠绕膜的均匀性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中线性低密度聚乙烯采用型号为LLDPE/DFDA-7042N的塑料原料，其密度为0.915g/cm3，熔融指数为1.9g/10min；茂金属线性低密度聚乙烯采用型号为LLDPE/1018H的塑料原料，其密度为0.918g/cm3，熔融指数为1.0g/10min。
实施例1
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯60kg、茂金属线性低密度聚乙烯5kg、甲基硅醇钠0.3kg、烷基苯磺酸钠0.3kg、纳米碳酸钙0.2kg、羧甲基纤维素0.3kg、甲基纤维素0.2kg，聚苯乙烯己内酰胺0.3kg、聚噻唑0.3kg、纳米二氧化钛0.4kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按照配方将物料加入混合机中，以转速为500r/min进行搅拌混合50min，得到混合物；
b、将步骤a的混合物置于挤出机内加热熔化并高温挤出，挤出机的第一段温度为150℃，第二段温度为160℃，第三段温度为180℃，得到熔融体；
c、用熔体流延机将步骤b中的熔融体流延成膜，流延温度为170℃；
d、将膜冷却至室温，收卷包装，得到PE缠绕膜。
实施例2
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯70kg、茂金属线性低密度聚乙烯6kg、甲基硅醇钠0.8kg、烷基苯磺酸钠0.8kg、纳米碳酸钙0.4kg、磷酸纤维素0.8kg、羧甲基纤维素0.8kg、甲基纤维素0.4kg，聚苯乙烯己内酰胺0.5kg、聚噻唑0.5kg、纳米二氧化钛0.5kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按照配方将物料加入混合机中，以转速为550r/min进行搅拌混合20min，得到混合物；b、将步骤a的混合物置于挤出机内加热熔化并高温挤出，挤出机的第一段温度为160℃，第二段温度为170℃，第三段温度为180℃，得到熔融体；
c、用熔体流延机将步骤b中的熔融体流延成膜，流延温度为175℃；
d、将膜冷却至室温，收卷包装，得到PE缠绕膜。
实施例3
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯80kg、茂金属线性低密度聚乙烯8kg、甲基硅醇钠1kg、烷基苯磺酸钠1kg、纳米碳酸钙1kg、磷酸纤维素1kg、羧甲基纤维素1kg、甲基纤维素1kg，聚苯乙烯己内酰胺0.8kg、聚噻唑0.8kg、纳米二氧化钛0.4kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按照配方将物料加入混合机中，以转速为600r/min进行搅拌混合10min，得到混合物；b、将步骤a的混合物置于挤出机内加热熔化并高温挤出，挤出机的第一段温度为155℃，第二段温度为165℃，第三段温度为170℃，得到熔融体；
c、用熔体流延机将步骤b中的熔融体流延成膜，流延温度为180℃；
d、将膜冷却至室温，收卷包装，得到PE缠绕膜。
实施例4
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯90kg、茂金属线性低密度聚乙烯10kg、聚丙烯2kg、聚异丁烯1kg、甲基硅醇钠2kg、烷基苯磺酸钠1kg、纳米碳酸钙1kg、磷酸纤维素2kg、羧甲基纤维素1kg、甲基纤维素1kg，聚苯乙烯己内酰胺1kg、聚噻唑1kg、纳米二氧化钛0.5kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例3的不同之处在于：步骤a中搅拌的转速为650r/min，步骤c中流延温度为185℃。
实施例5
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯100kg、茂金属线性低密度聚乙烯12kg、聚丙烯3kg、聚异丁烯1kg、甲基硅醇钠2kg、烷基苯磺酸钠2kg、纳米碳酸钙1kg、磷酸纤维素2kg、羧甲基纤维素2kg、甲基纤维素1kg，聚苯乙烯己内酰胺1kg、聚噻唑1kg、纳米二氧化钛1kg、2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸0.3kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例3的不同之处在于：步骤a中搅拌的转速为700r/min，步骤c中流延温度为190℃。
实施例6
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯110kg、茂金属线性低密度聚乙烯15kg、聚丙烯3kg、聚异丁烯2kg、甲基硅醇钠3kg、烷基苯磺酸钠2kg、纳米碳酸钙1kg、磷酸纤维素2kg、羧甲基纤维素2kg、甲基纤维素1kg，聚苯乙烯己内酰胺1.5kg、聚噻唑1kg、纳米二氧化钛1kg、2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸0.3kg、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]0.2kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例3的不同之处在于：步骤a中搅拌的转速为750r/min，步骤c中流延温度为195℃。
实施例7
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯120kg、茂金属线性低密度聚乙烯20kg、聚丙烯3kg、聚异丁烯1.5kg、甲基硅醇钠3kg、烷基苯磺酸钠2kg、纳米碳酸钙2kg、磷酸纤维素2kg、羧甲基纤维素2kg、甲基纤维素1kg，聚苯乙烯己内酰胺2kg、聚噻唑1kg、纳米二氧化钛1kg、2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸0.2kg、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]0.1kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例3的不同之处在于：步骤a中搅拌的转速为800r/min，步骤c中流延温度为200℃。
实施例8
本实施例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯60kg、茂金属线性低密度聚乙烯5kg、甲基硅醇钠1kg、磷酸纤维素1kg、纳米二氧化钛1kg。
本实施例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例1相同。
对比例1
本对比例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯60kg、甲基硅醇钠0.3kg、烷基苯磺酸钠0.3kg、纳米碳酸钙0.2kg、磷酸纤维素0.3kg、羧甲基纤维素0.3kg、甲基纤维素0.2kg，聚苯乙烯己内酰胺0.3kg、聚噻唑0.3kg、纳米二氧化钛0.2kg。
本对比例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例1相同。
对比例2
本对比例的PE缠绕膜，由以下原料制成：线性低密度聚乙烯60kg、茂金属线性低密度聚乙烯5kg。
本对比例的PE缠绕膜的制备方法，与实施例1相同。
试验例
对各实施例得到的PE缠绕膜以及对比例得到的PE缠绕膜进行性能评价测试试验，按照GB/T1040.3-2006测定拉伸强度和断裂伸长率，测试结果见表1。
表1实施例及对比例制备的PE缠绕膜的性能参数
Figure BDA0002337022830000071
从上表可以看出，本发明的PE缠绕膜的拉伸强度均在19.6MPa以上，具有良好的力学性能，提高了PE缠绕膜的综合性能。
本发明的PE缠绕膜加入茂金属线性低密度聚乙烯，使PE缠绕膜具有更好的拉伸强度和抗撕裂强度，茂金属线性低密度聚乙烯能够与线性低密度聚乙烯交联形成牢固的机械连接，从而改善PE缠绕膜的结构韧性，提高PE缠绕膜的力学性能。另外，增韧剂和纤维素的配合使用，提高了PE缠绕膜的拉伸强度、断裂伸长率、抗撕裂强度。

Claims (10)

1.一种PE缠绕膜，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：65~140份的低密度聚乙烯、0.8~7份的增韧剂、0.5~5份的纤维素；所述低密度聚乙烯包括质量比为（60~120）：（5~20）的线性低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯；所述增韧剂为甲基硅醇钠、烷基苯磺酸钠、纳米碳酸钙中的一种或几种；所述纤维素为磷酸纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的PE缠绕膜，其特征在于，所述原料还包括3~5重量份的增强料，所述增强料为聚丙烯、聚异丁烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的PE缠绕膜，其特征在于，所述原料还包括0.3~0.5重量份的稳定剂，所述稳定剂为2,2-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯)氟亚磷酸、二缩三乙二醇双[β-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯]中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的PE缠绕膜，其特征在于，所述原料还包括抗菌剂，所述抗菌剂与线性低密度聚乙烯的重量比为（60~120）：（1~4），所述抗菌剂为聚苯乙烯己内酰胺、聚噻唑、纳米二氧化钛中的一种或几种。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的PE缠绕膜，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.6~2.0 g/10min，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.0 g/10min。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的PE缠绕膜，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.915~0.917 g/cm3，所述茂金属线性低密度聚乙烯的密度为0.918-0.921 g/cm3。
7.一种如权利要求1所述的PE缠绕膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将原料混合搅拌均匀，得到混合物；
b、将步骤a的混合物加热熔化挤出，挤出温度为150~180℃，得到熔融体；
c、将步骤b中的熔融体流延成膜，冷却，得到PE缠绕膜。
8.根据权利要求7所述的PE缠绕膜的制备方法，其特征在于，步骤a中搅拌的转速为500~800 r/min，搅拌时间为10~50min。
9.根据权利要求7所述的PE缠绕膜的制备方法，其特征在于，所述步骤b在挤出机内进行，挤出机的温度分为三段：第一段温度为150~160℃，第二段温度为160~170℃，第三段温度为170~180℃。
10.根据权利要求7所述的PE缠绕膜的制备方法，其特征在于，步骤c中，流延温度为170~200℃。
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