CN113276513B - 一种完全可降解阻气气垫膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体涉及到一种完全可降解阻气气垫膜及其制备方法。其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：(10～20)：(35～55)；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。本发明的阻气气垫膜中采用完全降解的材料，使气垫膜能够具备完全可降解的功能。而且，其阻隔性能可达到60O2/(cm3/(m2.d.atm))以下，无需添加扩链剂、相容剂等非降解材料就可解决多层共挤层间脱层的问题，有效避免了层间粘合性差，脱层等问题的出现。同时还显著改善了气垫膜在制备过程中，由于原料无法快速冷却硬化导致产品放置出现尺寸收缩，表面褶皱等问题。

Description

一种完全可降解阻气气垫膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体涉及到一种完全可降解阻气气垫膜及其制备方法。
背景技术
随着电商行业的发展，缓冲气垫薄膜用量以日剧增。目前市面上具有阻隔性能的阻隔缓冲气垫薄膜多为采用PE/PA复合材料生产而成，虽然通过其优异的力学性能和阻隔性能，带来了较好的经济效益，但是由于其不可降解性能，对环境的污染也在日益加剧。随着社会的可持续发展，人们对低碳经济发展需求日益迫切，发展全降解缓冲包装材料成为一种必然的趋势。
针对上述问题，中国专利CN103804879公开了一种高阻隔聚碳酸亚丙酯基复合薄膜材料及其制备方法，所述的薄膜材料采用可降解的高阻隔聚碳酸亚丙酯和聚乙烯醇制备而成，该薄膜材料可降解且阻隔性能较好，但其中采用了大量的聚乙烯醇等水溶性聚合物，存在耐水解性能较差的明显缺陷，而且机械性能也有待进一步提高。中国专利CN104830035公开了一种具有阻隔性的生物降解组合物及其制备方法与应用，具体公开的组合物包含生物降解聚酯和防水剂，该防水剂主要由高沸点的矿物蜡、有机物等组成，主要利用这些成分对水不敏感，不可降解等特点才能使组合物具备好的防水性能，单由于上述成分的不可降解性，制得的组合物或产品具备一定的可降解性能，但做不到完全降解，依然会对环境造成污染。
综上所述，传统具有阻隔性能的阻隔缓冲气垫薄膜还存在气体阻隔性能、力学性能、热封性能等有待进一步提高的技术问题。与此同时，还需要兼顾阻隔缓冲气垫薄膜的可降解性能，使之避免对环境的污染。
发明内容
为了解决传统缓冲气垫薄膜所带来的环境污染问题同时兼顾包装美观和产品性能，本申请中提供了一种由完全可降解的新型复合材料制成的阻隔气垫薄膜。它不仅具有和PE/PA复合膜一样良好的热封性能和阻隔性，而且放置在土壤中6个月就90％以上的材料就可降解成水和二氧化碳。
具体的，本发明的第一方面提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：(10～20)：(35～55)；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
作为一种优选的技术方案，所述聚甲基乙撑碳酸酯与聚乙交酯的重量比例为(3～5)：1；所述聚甲基乙撑碳酸酯与聚乙交酯的重均分子量相同。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙交酯的熔融指数为5～10g/10min。
作为一种优选的技术方案，所述外层的制备原料还包括PBAT和无机填料；所述PBAT和聚甲基乙撑碳酸酯的重均分子量相同。
作为一种优选的技术方案，所述PBAT的熔融指数为10～15g/10min。
作为一种优选的技术方案，所述PBAT为经过功能助剂改性后的混合物；所述功能助剂包括沸点不低于210℃的醇类改性剂。
作为一种优选的技术方案，所述外层、中层和内层的制备原料中所述聚甲基乙撑碳酸酯的含量为15～25wt％。
作为一种优选的技术方案，所述聚甲基乙撑碳酸酯的重均分子量为15～20万。
作为一种优选的技术方案，所述聚甲基乙撑碳酸酯的熔融指数为2～3g/10min。
本发明的第二个方面提供了如上所述的完全可降解阻气气垫膜的制备方法，其包括如下步骤：
(1)对聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理2～6小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度至80～190摄氏度，挤出造粒得到改性料；
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度至130～185摄氏度进行吹塑成筒膜，分切，后处理即得。
有益效果：本发明的阻气气垫膜中采用完全降解的材料，使气垫膜能够具备完全可降解的功能，对其使用不会对环境造成污染。而且，通过对三层结构的优化设计使气垫膜具有优异的阻气性能和阻隔性能，其阻隔性能可达到60O2/(cm3/(m2.d.atm))以下。此外，通过在三层中都添加PPC材料，无需添加扩链剂、相容剂等非降解材料就可解决多层共挤层间脱层的问题，通过测试发现在外内层中添加20％的PPC就可很好的和中层粘结在一起，有效避免了层间粘合性差，脱层等问题的出现。其次，对内外中三层配方组分、配比、组分理化参数等的调控，有效改善了缓冲气垫薄膜的热合强度、阻隔性能、热封性能。同时还预料不到的显著改善了气垫膜在制备过程中，由于原料无法快速冷却硬化导致产品放置出现尺寸收缩，表面褶皱等问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，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，都属于本发明保护的范围。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。
本发明中所述的熔融指数的测定是在190℃，2.16kg条件下进行测试得到。
本发明的第一方面提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：(10～20)：(35～55)；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯(PGA)。
本发明的完全可降解阻气气垫膜为三层复合结构，依次为外层、中层和内层，其中每一层的厚度可以根据实际需要进行调节。在一些的实施方式中，所述外层、中层和内层的厚度比例为40：(10～20)：(35～55)；进一步优选的，所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45。
本发明中所述的完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层的制备原料均为可降解材料，使制备得到的气垫膜保证能够100％降解，避免对环境的污染。本发明的气垫膜内外中层原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯。本发明中所述的聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)也称聚碳酸亚丙酯，是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型材料。通过在外层、中层和内层中加入适量的PPC原料，有助于改善缓冲气垫膜的可降解性能，使缓冲气垫膜实现100％完全可降解。
在一些优选的实施方式中，所述聚甲基乙撑碳酸酯与聚乙交酯的重量比例为(3～5)：1。
进一步优选的，所述聚甲基乙撑碳酸酯与聚乙交酯的重均分子量相同。
进一步优选的，所述聚乙交酯的熔融指数为5～10g/10min。
本发明中的聚乙交酯由于其线性脂肪族链段结构特点，原料在熔融挤出成型过程中容易有序排列形成高度结晶的紧密堆积结构，从而能够使缓冲气垫膜具备优异的阻气性能。申请人发现在中层中加入填料时，容易造成中层结构中的紧密堆积的结晶态结构遭到破坏，使中层结构的紧密度变差，影响气垫膜的阻隔性能，因此本发明的气垫膜中层原料主要由聚乙交酯和PPC复配制成，结构中不加入任何填料。而且，由于脂肪族聚酯PPC结构上的特点，其也具备优异的阻隔性能和降解性能。尤其是通过气垫膜中层结构中的聚乙交酯和PPC用量比例的调控，优选的将聚甲基乙撑碳酸酯与聚乙交酯的重量比例调至(3～5)：1(优选4:1)时，能够更好的实现气垫膜阻隔性能的提升，使之阻气性能达到60O2/(cm3/(m2.d.atm))以下。
此外，申请人发现PPC原料在气垫膜的制备过程中冷却成型速度较慢，成型之后放置一段时间很容易出现尺寸收缩等问题。而且，由于PPC与内外层原料PBAT之间的内聚能差异，使内外层与中层之间尺寸变化不一致，造成气垫膜表面褶皱，影响制品外观、力学性能等特性。而当与聚乙交酯复配使用之后，尤其是当PPC与聚乙交酯的配比在特定比例(例如4:1)，保证PGA在一定含量(如20wt％)时，上述尺寸收缩、气垫膜表面褶皱等问题能够得到显著改善。申请人推测，可能是由于PPC结构中的侧甲基影响聚合物连段的有序排列或结晶，因此导致中层的冷却成型速度慢，从而造成产品尺寸收缩、表面褶皱等问题。而当与聚乙交酯复配使用之后，由于聚乙交酯结构上特点，其本身能够结晶，又能促进诱导PPC的有序排列，从而能够加快中层结构的冷却成型速度，使之与内外层之间同步固化成型，并且在放置过程中保持稳定的尺寸，从而避免上述问题的出现。尤其是在采用的聚乙交酯熔融指数为5～10g/10min范围，尤其在6～8g/10min范围时，对制品尺寸稳定的帮助更加显著。
而且，申请人还发现PPC与聚乙交酯结构中特点，导致当其复配比例、理化参数等的调控不当时，还容易出现一定的相容性问题，导致其需要加入额外的相容剂等助剂成分来保证上述组分之间能够充分的分散混合，然而这些助剂的加入又会降低气垫膜的阻隔性能和加工性能。而当采用的聚乙交酯与PPC的重均分子量相接近或相同时，在不添加任何其它助剂的前提下，依然能保证聚乙交酯与PPC的充分分散混合，通过简单的双螺杆挤出机就能实现共混改性，进一步改善了气垫膜的尺寸稳定性、机械性能、加工性能等特性。
本发明的一些的实施方式中，所述外层和内层的制备原料还包括PBAT和无机填料。本发明中己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有较好的延展性和断裂伸长率，也有较好的耐热性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性。
本发明中的气垫膜在吹塑时，由于膜泡较软，容易出现抖动等不稳定现象，导致层间出现脱层、褶皱等问题，尤其是当本申请的气垫膜中采用一定比例的PPC材料之后，由于PPC材料凝固成型速度慢，更容易出现层间不稳定情况。申请人发现内层和外层原料中采用PBAT材料，使其与PPC之间保证特定的比例之后可以显著改善上述加工问题。申请人推测可能是由于PBAT结构中包含一定含量的芳香族苯环结构，是一种半结晶聚合物，通过PBAT在熔融挤出后形成的晶体结构提高熔体的刚性，为膜泡提供一定的挺度，从而有助于改善产品的综合性能。尤其是在外层和内层原料中加入适量的无机填料，并对外层和内层无机填料的组分、理化参数以及含量的调控之后，在这些成分之间的协同作用下，更近一步改善制品加工性能。
在一些优选的实施方式中，所述PBAT的熔融指数为10～15g/10min。通过对PBAT熔融指数的调控，保证内层和外层的原料在双螺杆挤出机中充分熔融形成均一的溶体，通过挤出以及吹塑后，形成均匀稳定的膜泡，实现较好的加工性能。
在一些优选的实施方式中，所述PBAT为经过功能助剂改性后的混合物；所述功能助剂包括沸点不低于210℃的醇类改性剂。进一步地，所述醇类改性剂的沸点不高于260℃。进一步优选的，所述醇类改性剂为1,4-丁二醇。优选的，所述醇类改性剂的含量占改性后混合物总质量的0.5～3wt％。本发明中对所述PBAT的改性方式并不作特殊限定，可以根据本领域常规手段处理即可，例如可以将PBAT与适量醇类改性剂通过双螺杆挤出机共混熔融挤出即可。申请人发现，通过对PBAT进行醇类改性剂改性，能够显著改善气垫膜内层和外层原料在熔融挤出时的溶体流动性，有助于改善PBAT与(无机)填料之间的相容性，使填料与聚合物之间充分的均匀分散，避免内外层原料之间可能出现的应力集中点造成的薄膜力学性能变差，以及导热性能变差造成的制品效率降低等问题。
此外，申请人发现由于内外层中的PPC原料不容易结晶，原料在吹膜时容易出现黏膜的情况，当筒膜通过人字夹板压轮时两片薄膜容易粘合在一起无法打开，影响气垫膜的正常生产。而在外层和内层中加入一定含量的填料能够显著改善开口爽滑性能，避免薄膜在制备过程中出现的加工不顺利。尤其是当外层制备原料中加入的无机填料达到一定含量后能够显著改善薄膜的爽滑性。
在一些实施方式中，所述外层的制备原料中所述无机填料的含量至少为30wt％。
进一步优选的，所述PBAT和聚甲基乙撑碳酸酯的重均分子量相同。申请人发现，通过对PBAT与聚甲基乙撑碳酸酯重均分子量的调控，有助于改善两者的混合效果，当采用的聚甲基乙撑碳酸酯和PBAT的重均分子量接近或相同时，能够在不适用相容剂等组分的前提下也能实现很好的相容性，达到充分混炼的目的，尤其是当采用的PBAT和聚甲基乙撑碳酸酯的熔融指数在特定的范围内时，上述效果更佳显著。
本发明中对所述外层和内层中的无机填料的具体选择并不作特殊限定，可以选用本领域技术人员所熟知的各类填料组分，包括但不限于融解矽石、结晶矽石、碳化矽、氮化矽、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、皂土、氧化铝、氧化镁、氧化锗、氢氧化铝、氢氧化镁、矽酸钙、矽酸铝、矽酸锂铝、矽酸锗、钛酸钡、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼、石棉、蒙脱土、石墨、二氧化钛、绢云母、三氧化二铝、氧化锌、二氧化硅、滑石粉、粘土、氧化锆等。可以使上述成分单独使用，也可以是混合使用。
在一些优选的实施方式中，所述外层、中层和内层的制备原料中所述聚甲基乙撑碳酸酯的含量至少为10wt％。申请人发现通过三层中都加入适量的聚甲基乙撑碳酸酯能够在不额外的添加扩链剂、相容剂等非可降解材料的前提下，就能解决多层共挤层间脱层的问题，然而聚甲基乙撑碳酸酯的含量不能太少，否则上述效果不明显，经过大量的实验总结和分析发现，每一层中聚甲基乙撑碳酸酯的含量低于10wt％时，上述效果不明显，尤其是在低温下的热封效果变差，很容易出现脱层。与此同时，申请人还发现聚甲基乙撑碳酸酯的含量过高也会影响气垫膜的正常加工和加工所得制品的性能。当其含量高于25wt％，尤其是高于30wt％之后，所得气垫膜内层和外层表面容易出现粘结。
因此，进一步优选的，所述外层、中层和内层的制备原料中所述聚甲基乙撑碳酸酯的含量至多为30wt％。
进一步优选的，所述外层、中层和内层的制备原料中所述聚甲基乙撑碳酸酯的含量为15～25wt％。
进一步优选的，所述聚甲基乙撑碳酸酯的含量为20wt％。
在一些优选的实施方式中，所述聚甲基乙撑碳酸酯的重均分子量为15～20万。
进一步优选的，所述聚甲基乙撑碳酸酯的熔融指数为2～3g/10min。
申请人还发现，通过在气垫膜每一层中采用一定量的聚甲基乙撑碳酸酯能够改善气垫膜阻隔性能，加工性能等的同时，还能显著改善制品的存放能力，使其具备更长的货架期，与单纯使用PBAT的制品相比，本发明的制品货架期延长6倍以上，甚至在高温高湿环境下依然具备优异的力学性能，保证制品的正常使用。
本发明的第二个方面提供了如上所述的完全可降解阻气气垫膜的制备方法，其包括如下步骤：
(1)对聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理2～6小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度至80～190摄氏度，挤出造粒得到改性料；优选的，所述改性料在吹膜之前在80设置度下干燥一定时间，例如干燥1～5小时。
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度至130～185摄氏度进行吹塑成筒膜，分切，后处理即得。
进一步的，步骤(2)中的制备改性料根据内外中层的不同制备原料具有不同的工艺。
优选的，外层改性料的制备过程中双螺杆挤出机的温度设置如下：
送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
优选的，外层改性料的制备过程中双螺杆挤出机的温度设置如下：
送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
优选的，内层改性料的制备过程中双螺杆挤出机的温度设置如下：
配方 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
进一步的，步骤(3)中根据内外中层的不同改性料吹膜机的温度参数不同。
优选的，外层改性料的吹膜挤出机温度参数设置如下：
送料段 加热段 塑化段 压缩段 模头温度
外层改性料 130℃ 140 150 150 155
优选的，中层改性料的吹膜挤出机温度参数设置如下：
送料段 加热段 塑化段 压缩段 模头温度
中层改性料 130℃ 180 185 180 180
优选的，内层改性料的吹膜挤出机温度参数设置如下：
配方 送料段 加热段 塑化段 压缩段 模头温度
内层改性料 130℃ 140 150 150 150
吹膜厚度范围≥3.8μm。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层。制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具的不同结构和图盘，生产各种缓冲气垫产品，如气柱，葫芦球，联排等产品。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例
实施例1：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由50份PBAT，20份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由70份PBAT，20份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例2：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由50份PBAT，20份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料为PPC；所述内层的制备原料，以重量份计，由70份PBAT，20份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例3：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由65份PBAT，5份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由85份PBAT，5份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例4：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由60份PBAT，10份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由80份PBAT，10份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例5：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由55份PBAT，25份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由65份PBAT，25份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例6：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由40份PBAT，30份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由60份PBAT，30份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例7：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由30份PBAT，40份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由50份PBAT，40份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
Figure BDA0002935090180000141
Figure BDA0002935090180000151
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例8：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由70份PBAT，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由90份PBAT，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约12g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例9：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由50份PBAT，20份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由70份PBAT，20份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为18万，其熔融指数为约4g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约18万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
实施例10：本实施例提供了一种完全可降解阻气气垫膜，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：15：45；所述阻气气垫膜的制备原料为可降解材料；所述外层、中层和内层的制备原料中均包括聚甲基乙撑碳酸酯；所述中层的制备原料还包括聚乙交酯。
所述外层的制备原料，以重量份计，由50份PBAT，20份PPC，30份滑石粉组成；所述中层的制备原料，以重量份计，由80份PPC，20份聚乙交酯组成；所述内层的制备原料，以重量份计，由70份PBAT，20份PPC，以及10份滑石粉组成。
所述PBAT的重均分子量约为10万，其为经过1,4-丁二醇改性后的组分，其中1.4-丁二醇含量为1.8wt％，改性后改PBAT熔融指数为约20g/10min；所述PPC的重均分子量约18万，熔融指数为约2.5g/10min；所述聚乙交酯的重均分子量为约12万，熔融指数为约7g/10min。
上述完全可降解阻气气垫膜的制备方法包括如下步骤：
(1)对内外中层中的聚甲基乙撑碳酸酯在80摄氏度下热处理4小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度，挤出造粒，并对所得粒料进行干燥(80摄氏度下干燥2小时)得到改性料；内外中层改性料的制备工艺参数如下：
/ 送料段 加热段 塑化段 压缩段 出料口 冷却方式
外层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
中层制备原料 90℃ 180 185 190 190 10米水槽
内层制备原料 80℃ 140 150 150 150 5米水槽
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度进行吹塑成筒膜。薄膜收卷位置将筒膜分切成上下两片片面膜进行收卷，标注好内外层即得。后续可通过制袋：将上下两卷薄膜内层对内层进行热封，通过热封模具生产得到所述缓冲气垫产品。
性能测试
申请人对上述实施例中的气垫膜进行了氧气阻隔性能测试；并将上述实施例中的气垫膜分切出5*5cm的样品，30摄氏度，65％湿度环境下存放24小时候测试其尺寸变化情况，尺寸收缩率低于1％为1级，1～3％为2级(包括3％)，3～5％(包括5％)为3级，5％以上为4级。
表1性能测试结果
氧气阻隔性能(cm<sup>3</sup>/(m<sup>2</sup>.d.atm) 尺寸收缩性能
实施例1 46 1级
实施例2 78 3级
实施例8 67 1级
实施例9 72 2级
实施例10 59 2级
热封性能评价：申请人对上述实施例中的气垫膜进行140摄氏度下的热封性能评价，主要是对实施例中的样品进行热合测试，并观察测试过程中热封区域是否会剥离，若发生剥离则热封性能不合格，反之则合格。
低温(-20摄氏度)热封脱层测试：根据包装袋热合测试标准测试实施例中的样品是否会出现层间脱层的情况，出现脱层则不合格，反之合格。与此同时观察样品内外层表面是否会出现粘结现象，根据粘结情况的严重程度进行分级，其中1级代表基本不发生粘结，2级为轻度粘结，3级为严重粘结。其结果如下表所示。
表2性能测试
140热封性 -20热封脱层 表面粘结
实施例1 合格 合格 1级
实施例2 不合格 / 1级
实施例3 不合格 不合格 1级
实施例4 合格 不合格 1级
实施例5 合格 合格 1级
实施例6 合格 合格 2级
实施例7 合格 合格 3级
实施例8 不合格 不合格 1级
实施例9 不合格 不合格 1级
加工性能：记录气垫膜制备过程中每个月的断膜次数，平均每月断膜不高于1次为1级，1～4次(包括3次)为2级，超过4次为3级。此外申请人对上述样品进行拉伸强度测试，并将上述样品在60摄氏度高温，100％湿度环境下存放15天之后进行拉伸强度测试，计算样品强度下降率％。此外，将置于室温常规湿度环境下测试样品强度(每5天测试一次)，记录样品强度下降20％所需的时间，时间在3个月以内为4级，4～10个月为3级，11～18个月为2级，18个月以上为1级，将其计为货架期。
表3性能测试
加工性能 强度下降率％ 货架期
实施例1 1级 12％ 1级
实施例2 3级 21％ /
实施例3 2级 36％ 3级
实施例4 2级 28％ 2级
实施例5 1级 13％ 1级
实施例6 2级 11％ 1级
实施例7 3级 16％ 1级
实施例8 2级 40％ 4级
实施例9 3级 20％ 2级
实施例10 2级 19％ 3级
从上述实验结果中可以看出，本发明中提供的气垫膜具有优异的阻气性能，无需添加扩链剂、相容剂等非降解材料就可解决多层共挤层间脱层的问题，通过测试发现在外内层中添加20％的PPC就可很好的和中层粘结在一起，有效避免了层间粘合性差，脱层等问题的出现。其次，对内外中三层配方组分、配比、组分理化参数等的调控，有效改善了缓冲气垫薄膜的热合强度、阻隔性能、热封性能。同时还预料不到的显著改善了气垫膜在制备过程中，由于原料无法快速冷却硬化导致产品放置出现尺寸收缩，表面褶皱等问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种完全可降解阻气气垫膜，其特征在于，其包括外层、中层和内层；所述外层、中层和内层的厚度比例为40：(10～20)：(35～55)；
所述外层的制备原料，以重量份数计，由50份PBAT，20份聚甲基乙撑碳酸酯，30份滑石粉组成；
所述中层的制备原料，以重量份数计，由80份聚甲基乙撑碳酸酯，20份聚乙交酯组成；
所述内层的制备原料，以重量份数计，由70份PBAT，20份聚甲基乙撑碳酸酯，10份滑石粉组成；
所述PBAT为经过1,4-丁二醇改性的，且1,4-丁二醇的含量为1.8wt%的混合物，所述PBAT的重均分子量为18万；
所述聚甲基乙撑碳酸酯、聚乙交酯均与PBAT的重均分子量相同。
2.根据权利要求1所述的完全可降解阻气气垫膜，其特征在于，所述聚乙交酯的熔融指数为7g/10min。
3.根据权利要求1所述的完全可降解阻气气垫膜，其特征在于，所述聚甲基乙撑碳酸酯的熔融指数为2.5g/10min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的完全可降解阻气气垫膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将聚甲基乙撑碳酸酯在80℃下热处理2～6小时；
(2)将所述外层、中层和内层的制备原料分别加入高速混料机中混合之后加入到双螺杆挤出机中，调节双螺杆挤出机的温度至80～190℃，挤出造粒得到改性料；
(3)将所述改性料分别添加入三层共挤吹膜机上，调节吹膜机的温度至130～185℃进行吹塑成筒膜，分切，后处理即得。
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