CN113650382A - 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113650382A
CN113650382A CN202110992018.4A CN202110992018A CN113650382A CN 113650382 A CN113650382 A CN 113650382A CN 202110992018 A CN202110992018 A CN 202110992018A CN 113650382 A CN113650382 A CN 113650382A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
air cushion
degradable
ultra
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110992018.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113650382B (zh
Inventor
涂宗铃
陈赐辉
蔡佳煌
吴加荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Ameson New Material Inc
Original Assignee
Xiamen Ameson New Material Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Ameson New Material Inc filed Critical Xiamen Ameson New Material Inc
Priority to CN202110992018.4A priority Critical patent/CN113650382B/zh
Publication of CN113650382A publication Critical patent/CN113650382A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113650382B publication Critical patent/CN113650382B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0018—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by orienting, stretching or shrinking, e.g. film blowing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/625—Screws characterised by the ratio of the threaded length of the screw to its outside diameter [L/D ratio]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/28—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of blown tubular films, e.g. by inflation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本申请涉及高分子薄膜材料技术领域，涉及C08J5/18领域，具体涉及到一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法。其包括至少两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度不低于1μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料，所述油墨层对所述气垫膜本体的剥离率不高于25％。本申请中对气垫用薄膜的可降解材料的组分进行改进，在不额外使用增塑剂的前提下，有效改善薄膜的强度和热封性能，而通过加入适量的PPC，改善薄膜强度等特性的同时改善薄膜的长期保存性能，使之可以在制备气垫制品前可以更长久的保存，且不影响薄膜的综合性能。

Description

一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及高分子薄膜材料技术领域，涉及C08J5/18领域，具体涉及到一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法。
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，对缓冲气垫的研究也越来越，而且由于传统的聚乙烯材质的薄膜由于使用后不能降解，从而逐渐被可降解的薄膜所替代。申请人在以往的研究中也主要以PBAT等可降解原料为基础，研究开发了一系列可用于缓冲气垫的薄膜产品，例如中国专利CN202011407728中提供了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其中通过淋膜的方式，将聚甲基乙撑碳酸酯和PBAT材料喷淋在牛皮纸上，并通过对内外中层的原料组分、配比等进行针对性的改进和优化，制备得到了具有优异的可降解性能以及防水性的气垫薄膜。又例如中国专利CN202011412411中提供了一种阻隔性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其中同样通过淋膜的方式将聚甲基乙撑碳酸酯和PBAT材料喷淋在牛皮纸上，并通过对 PBAT聚合物结构的优化，对PBAT、聚甲基乙撑碳酸酯等的熔融指数、重均分子量等的调控，以及引入特定的改性助剂等手段，实现了能够可降解，避免环境污染，同时还具备优异的力学强度、阻隔性能等特性的气垫薄膜。
然而实际生产中，由于在制备得到气垫薄膜后不会立刻进行充气热封得到最终的气垫产品，而是为了满足保存、运输等要求，将制备得到的气垫薄膜长期保存，使用前进行充气和热封。而在此过程中，申请人发现薄膜在保存时间长了之后(尤其是超过6个月)薄膜中的小分子成分析出在薄膜表面，影响薄膜的正常热封。而且由于申请人研发的薄膜是可降解薄膜，长期保存时也会出现薄膜提前降解，进一步影响其正常充气热封。具体表现在热封时薄膜的热封强度很弱，无法有效热封，往往需要将热封温度提升至设定温度以上10～15℃才能实现有效热封，而这种方式确容易烫破薄膜，带来严重的产品良率下降，以及产品使用性能下降等问题。此外，在长期保存过程中由于提前降解等原因，使薄膜的强度等性能下降，严重影响气垫薄膜的综合性能。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括至少两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度不低于1μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料，所述油墨层对所述气垫膜本体的附着力不高于25％。
本申请的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜是采用气垫膜本体制得的，可以通过充气热封制备得到气垫产品使用。参见附图1，所述气垫膜本体上设置有充气封口用于充气；在所述充气封口上印刷有油墨层，本申请中所述油墨层需要完全覆盖充气封口，避免在充气时热封轮直接与气垫膜本体上的充气封口接触，造成对气垫膜本体的烫伤。
本申请中，优选采用双面印刷油墨层，即在覆盖所述充气封口出印刷一层油墨层，同时在另一气垫膜本体上充气封口相对的位置也印刷对称的油墨层，从而保证油墨层对气垫膜本体的有效保护。
本申请中油墨层采用的油墨材料需要对可降解材料薄膜，尤其是可降解高分子聚酯材料薄膜表面有好的附着力，否则不能够有效保护气垫膜本体。经过大量的实验研究发现，当油墨层对所述气垫膜本体的剥离率高于25％时，垫用薄膜在长期存放过程中油墨层对气垫膜本体的附着力变弱，在进行充气封口时容易出现从气垫膜本体上脱落，或者出现烫破薄膜，不能有效对薄膜进行保护。
因此本申请中所述油墨层对所述气垫膜本体的剥离率不高于 25％，进一步的，其剥离率不高于20％。
本申请中术语“剥离率”是表征油墨层从气垫膜本体上剥离难以程度的物理量，通过将印刷层从气垫膜本体上剥离时，剥离面积和残留面积的比值百分比，根据国家标准GB/T 38082-2019上的第-6.5.3.2 节“印刷剥离力”测试方法进行测试得到。
本发明中所述油墨层的厚度不低于1μm；进一步优选的，所述油墨层的厚度为2～10μm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述油墨层的材质为高温油墨材料；本发明中所述的高温油墨材料可以选用本领域的众多油墨材料；在一些实施方式中，所述高温油墨材料包括但不限于环氧树脂类油墨、丙烯酸酯类油墨、聚氨酯类油墨、EVA油墨。本发明中对所述高温油墨材料的颜色并不作特殊限定，可以根据实际需要添加适当的颜料进行调整，可以为透明油墨，也可以为有色油墨。
进一步的，所述高温油墨材料的玻璃化转变温度不低于190℃；进一步的，所述高温油墨材料的玻璃化转变温度为190～220℃。
本申请中术语“玻璃化转变温度”是指高温油墨材料从玻璃态转变为高弹态时所对应的温度，用以表征高温油墨材料在高温环境下的稳定性。本申请中所述的高温油墨材料的玻璃化转变温度根据国家标准GB/T 19466.2-2004进行测试得到。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高温油墨材料为环氧树脂类油墨；进一步的，环氧树脂类油墨的粘度为30～50mPa.s。
作为本发明一种优选的技术方案，所述可降解材料包括5～20wt％填料、0.5～5wt％助剂，以及余量的可降解高分子材料。
本发明中所述的可降解高分子材料可以为壳聚糖、纤维素、热塑性淀粉等天然可降解材料，也可以为聚乳酸(PLA)、聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等可降解高分子聚酯材料。
作为本发明一种优选的技术方案，所述可降解高分子聚酯选自 PBAT、PPC、PBS中的一种或多种。
进一步的，所述可降解高分子聚酯由PBAT、PPC、PBS组成。
进一步的，所述PBS在所述可降解材料中的含量不高于20wt％。
进一步的，所述PBS在所述可降解材料中的含量5～20wt％。
进一步的，所述PBS在190℃/2.16kg条件下的熔融指数不低于10 g/10min。
进一步的，所述PBS在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为10～15 g/10min。
本发明中术语“熔融指数”是衡量溶体物料流动性的参数，可以根据ASTMD1238上的标准进行测试得到。
申请人在完成本发明的过程中发现在气垫膜本体的可降解材料中采用PBAT的基础上，加入适量的PBS材料有助于改善气垫用薄膜在长期保存后的热封效果，显著提升热封强度，而且可以不需要使用额外的增塑剂成分。可能是由于PBS的加入在一定程度上改变PBAT 聚合物链段的规整性，使其在熔融挤出和吹膜过程中能够更好的流动，起到一定的增塑作用，从而在热封时促进气垫膜本体的聚合物链段快速熔融流动，使量气垫膜本体之间的聚合物链段充分的扩散成型，从而实现更高的热封强度。而且，PBS材料的熔点相对较低，聚合物结构中的柔性烷基链含量少，聚合物结构刚性较强，从而在一定程度上有助于改善可降解材料的强度和热封性能。然而申请人发现， PBS的熔融指数不能过低，尤其不能低于10g/10min，否则严重降低薄膜的热封强度。此外，所述PBS的用量不能过高，尤其不能高于20wt％，申请人发现当PBS的用量高于20wt％时，物料在挤出机中挤出和吹膜过程中容易出现相分离，严重影响薄膜性能，影响其正常使用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述PPC在所述可降解材料中的含量不高于10wt％。
进一步的，所述PPC在所述可降解材料中的含量为5～10wt％。
进一步的，所述PPC在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为5～10 g/10min。
申请人在完成本发明的过程中发现，在本申请的可降解材料中加入适量的PPC时可以有效改善气垫膜在长期保存后的力学强度，使气垫膜具备更好的韧性，从而在保证好的热封性能的同时，还能保证制备得到的气垫制品能够具有更好的综合使用性能。一方面由于PPC 聚合物结构中含有大量的酯基，与PBAT体系具有良好的相容性。而与此同时，PPC内聚强度高，材料结构更稳定，从而在保存过程中降解较缓慢，在将其加入到可降解材料中有助于减缓可降解材料的降解，使气垫膜在经过长期保存后保证足够完整的未降解聚合物链段，保证气垫膜好的力学强度。然而申请人发现，在制备气垫膜时需要严格控制PPC的含量，若其含量过高，尤其是高于10wt％时，容易出现黏膜现象，使薄膜表面发涩褶皱，影响气垫膜的正常使用。
作为本发明一种优选的技术方案，本发明中的可降解材料中PBAT 的含量为47.5～79.2wt％。
进一步的，所述PBAT在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为2～6 g/10min。
本发明中的所述填料可以选用碳酸钙、滑石粉、有机黏土、炭黑、钛白粉、绢云母、白炭黑等本领域常规的填料。
进一步的，所述填料为有机黏土。
进一步的，所述有机黏土为高岭土(即高岭石粉)和/或蒙脱土(即蒙脱石粉)。
申请人发现在本申请的可降解材料中加入适量的有机黏土作为填料，可以有助于气垫用薄膜在常温高湿环境下长期保存后拉伸强度的保持率，避免其经过保存后力学性能下降严重，从而影响正常使用寿命。可降解材料中添加5～20wt％的高岭土和/或蒙脱土后，可以使气垫用薄膜在常温高湿环境下保存6个月后的拉伸强度下降率保持在 15wt％以内。
本发明中可降解材料中的助剂含量为0.5～5wt％；进一步的，所述助剂的含量为0.8～2.5wt％。
作为本发明一种优选的技术方案，所述助剂包括环氧大豆油、酰胺类爽滑剂和稳定剂。
进一步的，所述环氧大豆油在所述可降解材料中的含量不高于 1wt％。
进一步的，所述环氧大豆油在所述可降解材料中的含量为 0.2～1wt％。
申请人在完成本发明的过程中发现，可降解材料中加入适量的环氧大豆油能够有效提高气垫用薄膜的强度，使之在保存过程中保持较缓慢的降解或不降解，改善其力学性能。申请人推测，环氧大豆油结构中的环氧基团在物料进行熔融挤出和高温吹膜过程中，与体系中的 PBAT、PBS等聚合物结构中的端羟基等基团反应，在这些聚合物之间搭桥，改善这些聚合物之间的相容性，从而使制得的气垫用薄膜形成均一稳定的微观结构，从而进一步有助于改善薄膜的力学性能。然而申请人发现，环氧大豆油的用量不能过高，当其用量高于0.5wt％时，会使气垫用薄膜的热封强度下降，当其含量为1wt％，或高于1wt％时，热封强度的下降尤为明显。可能是由于环氧大豆油的含量过高，在体系中形成大量的交联网络结构，降低薄膜在高温热封时聚合物溶体的流动性，阻碍聚合物链段的相互扩散，从而影响热封后的强度。
本申请中的可降解材料中加入适量的酰胺类爽滑剂，包括但不限于芥酸酰胺。
进一步的，所述酰胺类爽滑剂的含量不高于0.5wt％(在可降解材料中的含量)。
进一步的，所述酰胺类爽滑剂的含量为0.1～0.5wt％。
申请人发现加入适量的酰胺类爽滑剂，可以有效改善可降解材料在吹膜时的薄膜表面性能，有效避免薄膜表面太涩，吹膜容易褶皱等问题。当其用量低于0.1wt％时对薄膜表面性能的改善不明显，而当其用量高于0.5wt％时，申请人发现严重影响薄膜的热封性能，可能是由于芥酸酰胺等小分子爽滑剂在薄膜存放过程中通过分子迁移析出在薄膜表面上，阻碍薄膜的正常热封。
本申请中的可降解材料中加入适量的稳定剂，有效改善薄膜的抗降解特性，辅助延长薄膜的保存。
进一步的，所述稳定剂为脂肪酸盐和酚类抗氧剂的混合物；进一步的，所述脂肪酸盐包括但不限于硬脂酸盐，所述硬脂酸盐包括但不限于硬脂酸锌；进一步的，所述酚类抗氧剂包括但不限于抗氧剂1076。
本申请的可降解材料中稳定剂的总含量不低于0.5wt％；进一步的，单个所述脂肪酸盐或酚类抗氧剂的含量不低于0.2wt％；进一步的，所述稳定剂的总含量不高于1wt％。申请人发现，当脂肪酸盐和酚类抗氧剂中单个的含量低于0.2wt％，稳定剂总含量低于0.5wt％时，在60℃的高温环境下不能明显的改善薄膜的稳定性，薄膜在60℃下保存一段时间后依然会发生降解，而且保存15天后的拉伸强度下降比例超过20％。而当稳定剂的总含量超过1wt％，却严重影响可降解材料溶体的强度，使物料在进行吹膜过程中膜泡挺度下降，容易出现抖动和褶皱，造成薄膜综合性能的降低。
本发明的第二个方面提供了如上所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一：将填料和助剂混合后干燥，然后与可降解高分子聚酯混合得到混合料；
步骤二：调节挤出机的温度至120～180℃，并将所述混合料加入至挤出机中，熔融挤出造粒得到改性粒料；
步骤三：调节单层吹膜机的温度至120～160℃，并将所述改性粒料加入到单层吹膜机中吹膜得到气垫膜本体，在气垫膜本体上设置充气封口，并且在所述充气封口上印刷高温油墨材料，即得所述超长货架期的完全可降解气垫用薄膜。
进一步的，步骤一中将填料、助剂按照配比加入搅拌釜中，搅拌釜加热至95℃，搅拌5-10分钟，此步骤主要可以烘填料表面水分，然后加入PPC，PBS，PBAT材料搅拌5分钟将使物料均匀混合在一起。
进一步的，步骤二中将搅拌好的混合料添加入双螺杆挤出改性机中，进行造粒。其中，由于PPC材料熔点在150℃以上，而PBS与 PBAT的熔点均在120℃左右，所以在螺杆前段需提高加热温度，使三种材料能够快速熔融，在压缩段剪切共混在一起。
进一步的，在一些实施方式中，为了保证PPC与PBS，PBAT可以共混螺杆有足够的剪切强度，采用的双螺杆挤出机的螺杆长径比不得低于48；进一步的，双螺杆挤出机的螺杆转速不得对于低于 250rpm。
进一步的，共混物料在压缩段共混后螺筒需要降低低温度，一方面是避免PBAT与PBS材料出现高温降解，另一方面降低温度提高共混材料的熔体强度便于后端拉条冷却造粒。
进一步的，为了避免材料出现沉降分层，造成改性料前后熔值不一样现象，本申请的料斗内设定搅拌装置，对物料进行搅拌。
进一步的，使用风冷对改性拉条进行冷却，风冷线长度不得低于 10m，改性颗粒通过均化仓进行二次搅拌后装袋。
进一步的，步骤三中将改性好的颗粒加入单层吹膜机吹膜，吹膜温度设定120～160℃。螺杆前段提高温度有利于提高材料材料塑化均匀性。进一步的，吹膜时吹涨比不小于1.2。
进一步的，步骤三中在薄膜上印刷耐高温油墨线，使后端成品在充气热封时，热封线刚好落在高温油墨线区域内。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
本申请中对气垫用薄膜的可降解材料的组分进行改进，通过在 PBAT体系中加入适量的特定PBS，在不额外使用增塑剂的前提下，有效改善薄膜的强度和热封性能，而通过加入适量的PPC，在与体系中的PBS、PBAT等组分之间的相互作用之下，改善薄膜强度等特性的同时改善薄膜的长期保存性能，使之可以在制备气垫制品前可以更长久的保存，且不影响薄膜的综合性能。此外，通过加入适量的特定助剂和填料，在与体系中的可降解高分子材料之间的相互作用之下，有效改善薄膜在高温环境下的长期保存，并且改善薄膜的热封性能，使得到的气垫产品性能更优。
附图说明
图1为本申请一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜的结构示意图。
其中：1-气垫膜本体、2-热封线、3-油墨层。
具体实施方式
如下实施例1～11中的气垫用薄膜是按照如下方式制备得到：
步骤一：将PBAT、PPC、PBS等物料混合，然后加入到双螺杆挤出改性机中，进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出改性机的螺杆长径比为48，螺杆转速为250rpm，温度设定如下表1所示：
表1
Figure BDA0003232685790000081
Figure BDA0003232685790000091
步骤二：将上述改性得到的粒料加入单层吹膜机吹膜，吹涨比为 1.2，吹膜温度如下表2所示：
表2
送料段 120℃
加热段1 150℃
加热段2 160℃
加热段3 160℃
压缩段4 150℃
加热段5 150℃
模头 150℃
实施例1～8
实施例1～8提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
所述可降解材料为可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表3。
表3
PPC PBS-1 PBS-2 PBAT
实施例1 5 0 0 100
实施例2 5 5 0 90
实施例3 5 10 0 85
实施例4 5 20 0 75
实施例5 5 25 0 70
实施例6 5 0 5 90
实施例7 5 0 10 85
实施例8 5 0 20 75
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-2 的平均熔融指数为7.5g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人根据企业标准QB/T2358-1998，对上述实施例中的薄膜样品进行了纵向热封强度测试，其测试结果参见如下表4。
表4
热封强度N/15mm
实施例1 7.2
实施例2 9.3
实施例3 12.7
实施例4 11.2
实施例5 3.7
实施例6 4.3
实施例7 2.5
实施例8 0.4
根据上述实验结果可知晓，本申请中可以通过采用特定熔融指数的PBS，在20wt％以内的用量前提下可有效提高薄膜的热封性能，超过20wt％会出现相分离，影响其热封强度，而使用的PBS熔融指数低于10g/10min后热封效果无明显改善。甚至相反的，当其用量越多，热封效果越差。
实施例9～11
实施例9～11提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
所述可降解材料为可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表5。
表5
PBS-1 PPC PBAT
实施例9 5 0 95
实施例10 5 10 85
实施例11 5 12 83
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT 的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人对上述实施例中的样品按照国家标准GB/T1040.3-2006进行了在湿度为85％，温度为60℃的保温箱中放置15天前后的纵向拉伸强度的测定，并与上述实施例2进行比较。此外，针对上述实施例中的样品观察制备得到的气垫用薄膜的表面外观，以及在进行充气热封过程中是否发生粘模等情况，其具体测试结果参见如下表6。
表6
老化前拉伸强度 老化后拉伸强度 下降比例 薄膜外观
实施例9 38.4mPa 26.9mPa 30％ 光滑
实施例2 41.6mPa 32.0mPa 23％ 光滑
实施例10 43.6mPa 35.8mPa 18％ 发涩
实施例11 44.0mPa 37.4mPa 15％ 粘膜
从上述实验结果中可以看出，通过添加适量的特定PPC有助于改善薄膜的抗老化性能，减缓其降解的速度，而且有效避免薄膜制备时产生发涩褶皱等问题。而当其含量超过10wt％时，薄膜表面会出现发涩褶皱现象，有效综合性能。
实施例12～24
如下实施例12～24中的气垫用薄膜是按照如下方式制备得到：
步骤一：将填料和/或助剂混合后干燥，然后与可降解高分子聚酯混合得到混合料；
步骤二：将PBAT、PPC、PBS物料混合，然后加入到双螺杆挤出改性机中，进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出改性机的螺杆长径比为 48，螺杆转速为250rpm，温度设定如表1所示；
步骤三：将上述改性得到的粒料加入单层吹膜机吹膜，吹涨比为 1.2，吹膜温度如表2所示。
实施例12～15提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
所述可降解材料为可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表7。
表7
Figure BDA0003232685790000111
Figure BDA0003232685790000121
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT 的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人对上述实施例中的样品根据国家标准GB/T1040.3-2006进行了纵向拉伸强度的测定，以及根据企业标准QB/T2358-1998，对上述实施例中的薄膜样品进行了纵向热封强度测试，其测试结果参见如下表8。
表8
热封效果 拉伸强度
实施例2 9.3(N/15mm) 32mPa
实施例12 8.2(N/15mm) 36mPa
实施例13 7.5(N/15mm) 40mPa
实施例14 3.3(N/15mm) 44mPa
实施例15 3.2(N/15mm) 48mPa
从上述实验结果中可以看出，本申请薄膜的可降解材料中加入适量的环氧大豆油用量可以有效提高可降解高分子聚酯材料高薄膜的强度，不过需要严格控制器含量，其含量过量会薄膜的热封性能。
本实施例16～20提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度为6μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
所述可降解材料为可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表9。
表9
PPC PBAT PBS-1 硬脂酸锌 酚类抗氧剂1076
实施例16 5 90 5 0.2 0
实施例17 5 90 5 0 0.2
实施例18 5 90 5 0.2 0.3
实施例19 5 90 5 0.5 0.5
实施例20 5 90 5 0.6 0.6
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT 的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人对上述实施例中的样品按照国家标准GB/T1040.3-2006进行了在湿度为85％，温度为60℃的保温箱中放置15天前后的纵向拉伸强度的测定，并与实施例2的结果相比较，其具体测试结果参见如下表10。
表10
老化前拉伸强度 老化后拉伸强度 下降比例
实施例2 41.6mPa 31.2 25.0％
实施例16 40.4mPa 30.9 23.4％
实施例17 39.6mPa 30.4 23.2％
实施例18 40.5mPa 35.6 12.0％
实施例19 40.6mPa 36.5 10.2％
实施例20 39.9mPa 35.7 10.4％
从上述实验结果中可以看出，本申请的气垫用薄膜的可降解材料中加入适量的硬脂酸盐和/或酚类抗氧剂后薄膜在高温下性能下降明显减缓，添加超过1wt％后影响不明显，甚至，相反地，在一定程度上降低薄膜老化前的强度。
本实施例21～24提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度为6μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
所述可降解材料为可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表11。
表11
实施例21 实施例22 实施例23 实施例24
PPC 5 5 5 5
PBAT 90 90 90 90
PBS-1 5 5 5 5
高岭石粉 5 0 0 0
蒙脱石粉 0 0 5 0
碳酸钙 0 5 0 0
滑石粉 0 0 0 5
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT 的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人对上述实施例中的样品按照国家标准GB/T1040.3-2006进行了在湿度为85％，温度为25℃的保温箱中放置15天前后的纵向拉伸强度的测定，并与实施例2的结果相比较，其具体测试结果参见如下表12。
表12
老化前拉伸强度 老化后拉伸强度 下降比例
实施例2 41.6mPa 32.0mPa 23％
实施例21 42.1mPa 37.1mPa 12％
实施例22 43.2mPa 34.5mPa 20％
实施例23 43.8mPa 38.1mPa 13％
实施例24 42.7mPa 35.0mPa 18％
从上述实验结果这个可以看出通过在可降解材料中添加适量的填料，尤其是加入适量的蒙脱土和高岭土等有机黏土，有助于改善气垫用薄膜在常温下长期保存后的拉伸强度，保证拉伸强度下降较低，下降比例达到15％以内。
实施例25～29
如下实施例25～29中的气垫用薄膜是按照如下方式制备得到：
步骤一：将填料和/或助剂混合后干燥，然后与可降解高分子聚酯混合得到混合料；
步骤二：将PBAT、PPC、PBS物料混合，然后加入到双螺杆挤出改性机中，进行熔融挤出造粒，双螺杆挤出改性机的螺杆长径比为 48，螺杆转速为250rpm，温度设定如表1所示；
步骤三：将上述改性得到的粒料加入单层吹膜机吹膜，吹涨比为 1.2，吹膜温度如表2所示；
步骤四：在薄膜上印刷耐高温油墨线，使后端成品在充气热封时，热封线刚好落在高温油墨线区域内。
实施例25～29提供了一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其包括两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度为6μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料。
其中，实施例25和实施例26为双面印刷环氧树脂类金油油墨，两面的厚度均为6μm，其中采用的环氧树脂类金油油墨根据国家标准 GB/T 38082-2019-6.5.3.2得到的剥离率为20％，粘度约40mPas，根据国家标准GB/T 19466.2-2004测试得到的玻璃化转变温度约205℃， pH值为7±0.2，固含量为25±2wt％。实施例27为没有印刷油墨的气垫用薄膜，实施例28为单面印刷玻璃化转变温度低于160℃的环氧树脂类金油油墨，实施例29为采用实施例25一样的油墨进行单面印刷的气垫用薄膜。
其中所述可降解材料为可降解材料；所述可降解高分子聚酯的配方组分的含量(重量份)参见如下表13，其中实施例27～29的可降解材料配方和实施例26的配方相同。
表13
实施例25 实施例26
PPC 10 80
PBAT 80 90
PBS-1 10 10
高岭石粉 5 0
蒙脱石粉 0 5
环氧大豆油 0.5 0.5
硬脂酸锌 0.5 0.5
抗氧剂1076 0.5 0.5
其中，所述PPC的平均熔融指数为8g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBS-1的平均熔融指数为13g/10min(190℃/2.16kg)，所述PBAT 的平均熔融指数为4g/10min(190℃/2.16kg)。
申请人将上述实施例中的样品分别放置在湿度为85％的常温环境下，保存6个月和12个月，然后以热封温度分别为180℃(保存6 个月的样品)和200℃(保存12个月的样品)，热封速度为15m/min，对其进行热封，观察上述样品在热封过程中是否出现粘轮情况，并将其制备成200*100mm规格的气垫成品，测试真空水压性能，测试在真空水环境中能够承受的最高压力，并记录成品破裂时的位置，其具体结果参见如下表14。
表14
Figure BDA0003232685790000151
Figure BDA0003232685790000161
从上述实验结果中可以看出，本发明中通过在气垫用薄膜的热封线处采用高温油墨，改善气垫成品的良率。普通油墨耐温不够容易粘热封轮，需要耐高温油墨印刷，同时从放置结果来看耐高温油墨对薄膜热封线位置有明显保护作用。而且印刷需要上下两面印刷，单面印刷效果不明显。而且，本发明中通过对可降解材料的组分、配比等的优化改进，使单层结构薄膜具有多层结构薄膜一样的优异热封，耐氧化性能，使用单层吹膜方式，机台投入成本较多层结构机台至少节省 50％，生产工艺简单，报废少。

Claims (10)

1.一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，其包括至少两层气垫膜本体和设置在所述气垫膜本体的充气封口，所述充气封口上印刷有油墨层，所述油墨层完全覆盖所述充气封口；所述油墨层的厚度不低于1μm；所述气垫膜本体的材质为可降解材料，所述油墨层对所述气垫膜本体的剥离率不高于25％。
2.根据权利要求1所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述油墨层的材质为高温油墨材料；所述高温油墨材料包括环氧树脂类油墨、丙烯酸酯类油墨、聚氨酯类油墨、EVA油墨；所述高温油墨材料的玻璃化转变温度不低于190℃。
3.根据权利要求1所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述高温油墨材料为环氧树脂类油墨，其粘度为30～50mPa.s。
4.根据权利要求1～3任一项所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述可降解材料包括5～20wt％填料、0.5～5wt％助剂，以及余量的可降解高分子聚酯；所述可降解高分子聚酯选自PBAT、PPC、PBS中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述可降解高分子聚酯由PBAT、PPC、PBS组成；所述PBS在所述可降解材料中的含量不高于20wt％；进一步的，所述PBS在所述可降解材料中的含量5～20wt％。
6.根据权利要求5所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述PBS在190℃/2.16kg条件下的熔融指数不低于10g/10min；进一步的，所述PBS在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为10～15g/10min。
7.根据权利要求5所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述PPC在所述可降解材料中的含量不高于10wt％。
8.根据权利要求5所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述PBAT在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为2～6g/10min。
9.根据权利要求5所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜，其特征在于，所述助剂包括环氧大豆油、酰胺类爽滑剂和稳定剂；所述环氧大豆油在所述可降解材料中的含量不高于1wt％；进一步的，所述环氧大豆油在所述可降解材料中的含量为0.2～1wt％。
10.根据权利要求1～9任一项所述的超长货架期的完全可降解气垫用薄膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤一：将填料和助剂混合后干燥，然后与可降解高分子聚酯混合得到混合料；
步骤二：调节挤出机的温度至120～180℃，并将所述混合料加入至挤出机中，熔融挤出造粒得到改性粒料；
步骤三：调节单层吹膜机的温度至120～160℃，并将所述改性粒料加入到单层吹膜机中吹膜得到气垫膜本体，在气垫膜本体上设置充气封口，并且在所述充气封口上印刷高温油墨材料，即得所述超长货架期的完全可降解气垫用薄膜。
CN202110992018.4A 2021-08-27 2021-08-27 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法 Active CN113650382B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110992018.4A CN113650382B (zh) 2021-08-27 2021-08-27 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110992018.4A CN113650382B (zh) 2021-08-27 2021-08-27 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113650382A true CN113650382A (zh) 2021-11-16
CN113650382B CN113650382B (zh) 2023-02-10

Family

ID=78482197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110992018.4A Active CN113650382B (zh) 2021-08-27 2021-08-27 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113650382B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2614897Y (zh) * 2003-03-24 2004-05-12 海南现代企业股份有限公司 可热封的印刷薄膜
CN201380619Y (zh) * 2009-04-01 2010-01-13 安徽国风塑业股份有限公司 一种可直接进行浅网印刷的热封型bopp防雾膜
CN102350844A (zh) * 2011-07-12 2012-02-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚合物薄膜及其制备方法
CN112959782A (zh) * 2021-02-05 2021-06-15 厦门艾美森新材料科技股份有限公司 一种加工性能优异的完全可降解阻气气垫膜及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2614897Y (zh) * 2003-03-24 2004-05-12 海南现代企业股份有限公司 可热封的印刷薄膜
CN201380619Y (zh) * 2009-04-01 2010-01-13 安徽国风塑业股份有限公司 一种可直接进行浅网印刷的热封型bopp防雾膜
CN102350844A (zh) * 2011-07-12 2012-02-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚合物薄膜及其制备方法
CN112959782A (zh) * 2021-02-05 2021-06-15 厦门艾美森新材料科技股份有限公司 一种加工性能优异的完全可降解阻气气垫膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113650382B (zh) 2023-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109177401B (zh) 一种完全生物降解吹塑薄膜、其制备方法及其应用
KR101000749B1 (ko) 생분해성 수지 조성물, 그의 제조방법 및 그로부터 제조되는 생분해성 필름
AU2021104309A4 (en) Degradable packaging bag and preparation method thereof
CN113045881A (zh) 一种热收缩可降解环保薄膜材料及制备方法与应用方法
CN112552655B (zh) 适用于制备薄膜的改性纤维素填充pbat/pla组合物及其制备和应用
US4921907A (en) Resin composition and multilayered structure
CN112552654B (zh) 适用于制备薄膜的pbat/pha/木粉组合物及其制备和应用
CN112500611B (zh) 一种生物降解塑料袋及其制备方法
CN113337088B (zh) 注塑用复合降解塑料材料的制备方法
CN114889285A (zh) 一种低温热封生物可降解复合膜及其制备工艺
CN112341766B (zh) 一种全降解的生物基复合材料制品及其制备方法
CN113956630A (zh) 一种完全生物降解薄膜及其制备方法
CN105199335A (zh) 一种可降解塑料薄膜的制备方法
US5068077A (en) Process of vacuum-air pressure drawing of a laminate containing an evoh/polyamide copolymer
CN115433441A (zh) 一种全生物降解材料及其制备方法
JP2018188574A (ja) 脂肪族ポリエステル樹脂組成物およびそれを用いた包装材料
CN113650382B (zh) 一种超长货架期的完全可降解气垫用薄膜及其制备方法
CN113462132A (zh) 一种可生物降解复合材料及其制备方法和可生物降解透气膜
US20110230576A1 (en) Foamable resin composition and foamed body
CN112959782B (zh) 一种加工性能优异的完全可降解阻气气垫膜及其制备方法
CN113354928B (zh) 一种用于制作降解膜的生物塑料及制备方法
CN114407471A (zh) 一种三层共挤可生物降解自动包装薄膜材料及其制作方法
KR950014918B1 (ko) 분해성 통기성 필름 및 그 제조방법
CN113105730A (zh) 一种具有高透明度的可降解环保薄膜材料及制备方法与应用
CN108164881B (zh) 一种pvc冷收缩套筒标签膜以及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant