CN114015185A - 一种可生物降解性热收缩膜及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解性热收缩膜及其加工工艺，涉及热收缩膜技术领域，所述可生物降解性热收缩膜由以下重量份数的原料加工制成：改性聚乳酸100份、抗静电剂0.5‑5份、润滑剂0.5‑5份、抗氧剂0.5‑5份、光稳定剂0.5‑5份；本发明采用聚乳酸作为热收缩膜的加工原料，利用聚乳酸优良的可生物降解性制得绿色环保型热收缩膜，缓解了常规热收缩膜废弃后所引发的环境污染问题。
Description
技术领域：
本发明涉及热收缩膜技术领域，具体涉及一种可生物降解性热收缩膜及其加工工艺。
背景技术：
热收缩膜，用于各种产品的销售和运输，主要作用是稳固、遮盖和保护产品。热收缩膜具有良好的耐穿刺性和收缩应力，在收缩过程中薄膜不能产生孔洞。热收缩膜作为包装材料具有透明性好、保护性强、保洁性好等特点，适用于电子元器件的包装。
热收缩膜多采用传统塑料制成，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等，这些塑料不具备可生物降解性能，并且在使用过程中容易造成不可逆地损坏，失去重复利用的价值，大量废弃后会引发严重的环境污染问题，因此亟需制备出可生物降解性热收缩膜。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可生物降解性热收缩膜，通过改性聚乳酸的制备来改善聚乳酸的强度和热收缩性，并添加抗静电剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂作为薄膜加工助剂，优化热收缩膜的综合性能，并且其加工工艺简便，工艺重复性佳，产品质量稳定性好。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
本发明的一个目的是提供一种可生物降解性热收缩膜，由以下重量份数的原料加工制成：
改性聚乳酸100份、抗静电剂0.5-5份、润滑剂0.5-5份、抗氧剂0.5-5份、光稳定剂0.5-5份；
所述改性聚乳酸是由聚乳酸和烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在引发剂作用下反应制得，其制备方法为：将聚乳酸、烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷和引发剂混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
所述抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。在热收缩膜加工和使用过程中，由于受到挤压和摩擦的作用，容易产生静电现象，通过加入抗静电剂的方式可以很好地解决这一问题。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺中的一种。润滑剂的加入可以起到防粘连的作用，还能改善熔体的流动性。
所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的一种。抗氧剂的加入可以提高热收缩膜的抗氧化性能，延缓氧化速度。
所述光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂770中的一种。光稳定剂的加入可以提高热收缩膜的抗紫外线性能，减轻紫外线的破坏作用。
所述聚乳酸、烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷、引发剂的重量配比为(85-95):(5-15):(0.5-2.5)。
所述引发剂为过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。
所述双螺杆挤出机的螺杆转速为50-250rpm，反应温度为170-190℃。
聚乳酸具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，是目前公认的环境友好型材料。但聚乳酸本身脆性较大，在加热时容易结晶化，如果直接成型为薄膜状，无法得到足够的强度和热收缩性。为了提高聚乳酸的强度以及热收缩性，本领域技术人员通常在聚乳酸中添加其他树脂，即采用共混改性的方式，但树脂组合物的形成又存在相容性问题，需要添加相容剂以促进树脂的共混相容。而本发明摒弃了这种常规的技术手段，采用烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷对聚乳酸进行接枝改性，制得的改性聚乳酸能够实质性改进热收缩膜的强度和热收缩性。
本发明的另一个目的是提供一种可生物降解性热收缩膜的加工工艺，包括以下工艺步骤：
(1)将改性聚乳酸、抗静电剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm；
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，冷却定型，收卷，得到热收缩膜。
所述熔融挤出温度为170-190℃，双向拉伸温度为100-110℃，
所述热收缩膜的厚度为25-50μm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用聚乳酸作为热收缩膜的加工原料，利用聚乳酸优良的可生物降解性制得绿色环保型热收缩膜，缓解了常规热收缩膜废弃后所引发的环境污染问题。
(2)本发明制备了改性聚乳酸，采用烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷作为接枝单体，目的是优化聚乳酸的强度和热收缩性，同时保证热收缩膜的可生物降解性，使得热收缩膜具有优良的综合性能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
聚乳酸购自浙江海正生物材料股份有限公司。
实施例1
1、改性聚乳酸的制备：
将85份聚乳酸、15份烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷和1份偶氮二异丁腈混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为150rpm，反应温度为180℃，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
2、热收缩膜的加工：
(1)将100份改性聚乳酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、2份硬脂酸锌、1份抗氧剂1010、0.5份光稳定剂622混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm。
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，熔融挤出温度为180℃，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，双向拉伸温度为100℃，冷却定型，收卷，得到厚度35μm的热收缩膜。
实施例2
1、改性聚乳酸的制备：
将90份聚乳酸、10份烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷和1份过氧化苯甲酰混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为100rpm，反应温度为170℃，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
2、热收缩膜的加工：
(1)将100份改性聚乳酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、1份乙撑双硬脂酰胺、1份抗氧剂1076、0.5份光稳定剂944混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm。
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，熔融挤出温度为190℃，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，双向拉伸温度为110℃，冷却定型，收卷，得到厚度35μm的热收缩膜。
实施例3
1、改性聚乳酸的制备：
将95份聚乳酸、5份烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷和0.5份偶氮二异庚腈混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为150rpm，反应温度为190℃，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
2、热收缩膜的加工：
(1)将100份改性聚乳酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、2份硬脂酸钙、0.5份抗氧剂1010、0.5份光稳定剂944混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm。
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，熔融挤出温度为180℃，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，双向拉伸温度为100℃，冷却定型，收卷，得到厚度35μm的热收缩膜。
对比例1
对比例1是将实施例1中制备改性聚乳酸时加入的烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷替换为等量的马来酸酐，其余改性聚乳酸的制备步骤和热收缩膜的加工步骤完全同实施例1。
1、改性聚乳酸的制备：
将85份聚乳酸、15份马来酸酐和1份偶氮二异丁腈混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，螺杆转速为150rpm，反应温度为180℃，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
2、热收缩膜的加工：
(1)将100份改性聚乳酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、2份硬脂酸锌、1份抗氧剂1010、0.5份光稳定剂622混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm。
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，熔融挤出温度为180℃，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，双向拉伸温度为100℃，冷却定型，收卷，得到厚度35μm的热收缩膜。
对比例2
对比例2是将实施例1中的改性聚乳酸替换为等量的聚乳酸，即未对聚乳酸进行接枝改性，其余热收缩膜的加工步骤完全同实施例1。
热收缩膜的加工：
(1)将100份聚乳酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、2份硬脂酸锌、1份抗氧剂1010、0.5份光稳定剂622混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm。
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，熔融挤出温度为180℃，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，双向拉伸温度为100℃，冷却定型，收卷，得到厚度35μm的热收缩膜。
对上述实施例和对比例制备的热收缩膜进行性能测试，结果见表1。
拉伸强度测试标准ASTM D-882；收缩率测试条件是热水浸泡30s。
表1
从表1可以看出，本发明采用烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷对聚乳酸进行接枝改性的技术方案，能够取得实质性提高最终所制热收缩膜的拉伸强度和热收缩性的技术效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种可生物降解性热收缩膜，其特征在于，由以下重量份数的原料加工制成：
改性聚乳酸100份、抗静电剂0.5-5份、润滑剂0.5-5份、抗氧剂0.5-5份、光稳定剂0.5-5份；
所述改性聚乳酸是由聚乳酸和烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷在引发剂作用下反应制得，其制备方法为：将聚乳酸、烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷和引发剂混合均匀，然后转至双螺杆挤出机中进行反应，产物经冷却、切粒、烘干，即得改性聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
3.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的一种。
5.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂770中的一种。
6.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述聚乳酸、烯丙基(二异丙基氨基)二甲基硅烷、引发剂的重量配比为(85-95):(5-15):(0.5-2.5)。
7.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述引发剂为过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。
8.根据权利要求1所述的可生物降解性热收缩膜，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆转速为50-250rpm，反应温度为170-190℃。
9.权利要求1-8任一项所述的可生物降解性热收缩膜的加工工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：
(1)将改性聚乳酸、抗静电剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂混合均匀，并干燥至含水量低于100ppm；
(2)将步骤(1)所得混合物料转至双螺杆挤出机中，熔融挤出，模头铸片，铸片缠绕，双向拉伸，冷却定型，收卷，得到热收缩膜。
10.根据权利要求9所述的可生物降解性热收缩膜的加工工艺，其特征在于：所述熔融挤出温度为170-190℃，双向拉伸温度为100-110℃。
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