CN112721366B - 一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜及其制备方法 - Google Patents

一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，涉及热收缩标签膜技术领域，薄膜结构是ABA三层共挤结构，面层A的组成及质量份配比为：SAN树脂80‑85份，MABS树脂18‑13份，开口爽滑母粒2份，其中，开口爽滑母粒是将74.2质量份SBC树脂、20质量份粒径D50为2μm的球形二氧化硅、5份氧化聚乙烯蜡、0.5份抗氧剂1010、0.3份紫外线吸收剂UV‑531加入高速混合机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒获得；芯层B为100%SBC树脂。通过结构设计以及面层、芯层的配伍组合，在保证收缩膜低密度的同时，使其表面具有良好的印刷性、耐刮擦性和化学稳定性、尺寸稳定性。

Description

一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及热收缩标签膜技术领域，尤其是指一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，同时提供其制备方法
背景技术
目前国内市场上，主流热收缩标签膜为PVC和改性聚酯材料，其比重与PET瓶片相当，在回收利用时，无法通过简便比重分离法分开处理。改性聚酯虽与PET瓶片属于同类材料，但因收缩标签膜材料中含有大量改性成分，且膜面还印刷着很多油墨，一同回收处理会给瓶片造成污染，大幅降低其再利用价值。因此，将标签与瓶片分开再分别处理，是此类包装材料最高回用处理价值方式。
OPS收缩标签虽可通过比重分离法分开，但因其膜表面易刮伤，需低温储运、特殊油墨印刷，成本高等一系列问题，应用和发展受到了很大制约，在我国也未能发展起来。
PE、PP虽比重也较小，但其收缩率偏低，薄膜挺度小，印刷困难等问题，不适合单独用于热收缩标签。
SBC树脂，也称K树脂、丁苯树脂，是以苯乙烯、丁二烯为单体，以烷基锂为引发剂，采用阴离子溶液聚合技术合成的一种嵌段共聚物，其主要特性是兼有高透明性和良好的抗冲性，密度小，着色力强，加工性能优异，无毒，手感好。
用SBC树脂加工制成的热收缩膜，具有较高的收缩率，而且其收缩应力低，约为PETG热收缩膜收缩应力的一半左右。同时，SBC热收缩膜的收缩曲线平缓，可以有效防止热收缩标签套标收缩成型过程中因过快、剧烈收缩而产生的褶皱、翻边等质量问题。
但SBC树脂作为热收缩标签膜材料，也和OPS膜类似，存在表面易刮伤，耐溶剂性差，自然条件下易收缩(对储运有较严格要求)等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，采用ABA三层膜结构设计，芯层使用SBC树脂，面层采用SAN/MABS共混物+开口母粒的配方设计，在保证收缩膜低密度的同时，使其表面具有良好的印刷性、耐刮擦性和化学稳定性、尺寸稳定性。
SAN，苯乙烯丙烯腈共聚物，密度为1.06-1.1g/cm3，是一种无色透明，具有较高机械性能的聚丙烯基工程塑料，其化学稳定性比PS好。
MABS，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，是ABS添加PMMA制备的透明级别ABS，密度为1.08g/cm3，它将PB、PAN、PS的各种性能有机地统一起来，兼有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。
开口母粒是以SBC为载体，添加球形二氧化硅、爽滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂制成的。
具体是这样来实施：一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，薄膜结构是ABA三层共挤结构，其特征在于：
面层A的组成及质量份配比为：SAN树脂80-85份，MABS树脂18-13份，开口爽滑母粒2份，其中，开口爽滑母粒是将74.2质量份SBC树脂、20质量份粒径D50为2μm的球形二氧化硅、5份氧化聚乙烯蜡、0.5份抗氧剂1010、0.3份紫外线吸收剂UV-531加入高速混合机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒获得；
芯层B为100％SBC树脂。
SAN、MABS与SBC之间有相同的分子链段，其分子结构类似，它们之间相容性好。不仅SAN与MABS可以达到分子级互容，而且芯层与面层之间也能很好地融合，不需要增设粘合层。分子中柔性链段丁二烯，可以赋予薄膜高的收缩率、较好的柔软性和手感，以及低的收缩应力。刚性链段丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯则赋予薄膜较好的力学强度、化学稳定性、表面硬度以及尺寸稳定性。柔性链段与刚性链段的有机组合和制约，使该三层结构的热收缩薄膜可以在保证高收缩率和良好印刷性基础上，具有较低的收缩应力和较好的表面耐刮擦性。
SAN树脂可以选用的牌号：镇江奇美117、118、128、138；宁波台化NF2200、NF3400；镇江国亨168、178；宁波甬兴80HF；兰州兰化HF等。
MABS树脂可以选用的牌号有：巴斯夫2812TR；LG化学TR-557；乐天化学TX-0520IM；华锦化工8391等。
SBC树脂可以选用的牌号：Denka株式会社Clearen A460；巴斯夫Styrolux 2G66；旭化成Asaflex810；Phillps公司KR01、KR03、KR05、KK38等。
自制的开口爽滑母粒，使用的SBC树脂选用Clearen A460，氧化聚乙烯蜡作为爽滑剂，具有高熔点。自制母粒在赋予薄膜表面开口、爽滑性能的同时，可有效提升薄膜光热氧稳定性，并使母粒保持较低密度，进一步保证薄膜低密度水平。母粒载体SBC与表层树脂SAN、MABS之间有相同的分子链段，其分子结构类似，保证好的相容性。氧化聚乙烯蜡赋予膜表面好的润滑功能和表面性能；球形二氧化硅颗粒分散在膜表面上形成众多凸起，防止膜间粘连，便于薄膜打开。抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-531共同作用，提高母粒及面层膜的稳定性。
进一步地，本发明ABA三层共挤结构的薄膜，三层厚度比例为10-15/80-70/10-15。
上述这种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，制备方法是采用2台挤出机三层共挤流延拉伸薄膜生产线或3台挤出机三层共挤流延拉伸薄膜生产线加工生产。
本发明的有益效果是：通过结构设计以及面层、芯层的配伍组合，在保证收缩膜低密度的同时，使其表面具有良好的印刷性、耐刮擦性和化学稳定性、尺寸稳定性。
具体实施方式
一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，薄膜结构是ABA三层共挤结构，三层厚度比例10-15/80-70/10-15；
(1)原料组成为：
面层A组成及配比
Figure BDA0002853914710000031
芯层B组成：100％SBC树脂，SBC树脂可以选用的牌号：Denka株式会社ClearenA460；巴斯夫Styrolux 2G66；旭化成Asaflex810；Phillps公司KR01、KR03、KR05、KK38等。
开口爽滑母粒的自制：将74.2质量份SBC树脂(Clearen A460)、20质量份粒径D50为2μm的球形二氧化硅、5份氧化聚乙烯蜡、0.5份抗氧剂1010、0.3份紫外线吸收剂UV-531加入高速混合机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒获得。
(2)工艺流程：使用2台或3台挤出机3层共挤加工方式。
Figure BDA0002853914710000032
→三层共挤模头流延→急冷辊铸片→纵向拉伸→横向拉伸→牵引→收卷→分切→检验→包装→成品
(3)主要设备
芯层B：排气式φ75单螺杆挤出机，长径比为25:1；面层A：排气式φ55单螺杆挤出机，长径比为25:1。
模头：厚度自调衣架式三层共挤流延模头，宽度为850mm。
铸片采用三辊熔融流延法，3根辊筒为等径，直径为φ200mm，为直立型排列。
纵向拉伸为辊筒式小间隙单点拉伸。
横向拉伸按照功能分为预热、拉伸、定型和冷却四区，四个功能区依横拉箱结构又分为几段，每段单独加热和温控。拉伸比例可通过链夹导轨宽度调整。
主要工艺参数
挤出机塑化温度：200-220℃
模头温度：215-225℃
流延辊温度：40-55℃
纵向拉伸温度设定：
冷却区温度30-35℃
拉伸区温度85-90℃
定型区温度70-85℃
横向拉伸区温度设定：
预热区温度110-125℃
拉伸区温度92-105℃
定型区温度70-78℃
冷却区温度40-45℃
拉伸比例：纵向1.2；横向5.0
实施例1-3，薄膜为三层共挤形式，三层厚度比例为10/80/10，薄膜结构及各层原料配比见表一，薄膜主要性能见表二。
表一
Figure BDA0002853914710000041
表二
Figure BDA0002853914710000051
注：*对比样品为透明PETG热收缩标签膜。
实施例4-6，薄膜为三层共挤形式，三层厚度比例为15/70/15，实施例4配方与实施例1相同，实施例5配方与实施例2相同，实施例6配方与实施例3相同，薄膜主要性能见表三。
表三
Figure BDA0002853914710000052
注：*对比样品为透明PETG热收缩标签膜，与表1对比样品相同。

Claims (8)

1.一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，薄膜结构是ABA三层共挤结构，其特征在于：
面层A的组成及质量份配比为：SAN树脂80-85份，MABS树脂18-13份，开口爽滑母粒2份，其中，开口爽滑母粒是将74.2质量份SBC树脂、20质量份粒径D50为2μm的球形二氧化硅、5份氧化聚乙烯蜡、0.5份抗氧剂1010、0.3份紫外线吸收剂UV-531加入高速混合机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒获得；
芯层B为100%SBC树脂。
2.根据权利要求1所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，其特征在于SAN树脂选用的牌号：镇江奇美117、118、128、138；宁波台化NF2200、NF3400；镇江国亨168、178；宁波甬兴80HF；兰州兰化HF。
3.根据权利要求1所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，其特征在于MABS树脂选用的牌号有：巴斯夫2812TR；LG化学TR-557；乐天化学TX-0520IM；华锦化工8391。
4.根据权利要求1所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，其特征在于SBC树脂选用的牌号：巴斯夫Styrolux 2G66；旭化成Asaflex810；Phillps公司KR01、KR03、KR05、KK38。
5.根据权利要求1所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜，其特征在于薄膜的三层厚度比例为10-15/80-70/10-15。
6.权利要求1-5之一所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜的制备方法，其特征在于采用2台挤出机三层共挤流延拉伸薄膜生产线或3台挤出机三层共挤流延拉伸薄膜生产线加工生产。
7.根据权利要求6所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜的制备方法，其特征在于芯层B采用排气式φ75单螺杆挤出机，长径比为25:1；面层A采用排气式φ55单螺杆挤出机，长径比为25:1；
模头：厚度自调衣架式三层共挤流延模头，宽度为850mm；
铸片采用三辊熔融流延法，3根辊筒为等径，直径为φ200mm，为直立型排列；
纵向拉伸为辊筒式小间隙单点拉伸；
横向拉伸按照功能分为预热、拉伸、定型和冷却四区，四个功能区依横拉箱结构又分为几段，每段单独加热和温控，拉伸比例可通过链夹导轨宽度调整。
8.根据权利要求7所述的一种低密度、低收缩力、耐刮擦热收缩标签膜的制备方法，其特征在于三层共挤的主要工艺参数：
挤出机塑化温度200-220℃，模头温度215-225℃，流延辊温度：40-55℃；
纵向拉伸温度设定：冷却区温度30-35℃，拉伸区温度85-90℃，定型区温度70-85℃；
横向拉伸区温度设定：预热区温度110-125℃，拉伸区温度92-105℃，定型区温度70-78℃，
冷却区温度40-45℃；
拉伸比例：纵向1.2；横向5.0。
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