CN114103344A - 一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，属于聚乙烯薄膜技术领域。该聚乙烯吹塑薄膜包括薄膜本体，其制备原料包括如下按重量比例计的组分：低密度聚乙烯75.06～83.62％；高密度聚乙烯8.16～12.86％；碳酸钙8.22～12.08％。所述薄膜本体厚度为35～100μm；所述薄膜本体包括由外至内的复合层、基层和热封层，本发明复合膜将本体的热封层作为复合膜的内层热封部，复合膜拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低，质量可靠，实用性能好，可以根据生产需求对阻隔层进行设置达到复合膜的阻隔性能，印刷层可以印刷图案进行选择，性能可靠。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯薄膜技术领域，具体涉及一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜。
背景技术
聚乙烯(Polyethylene，PE)是由乙烯聚合而成之聚合物，产品发展至今已有80年左右历史，全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同，分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。
低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene，LDPE)俗称高压聚乙烯，因密度较低，材质最软，主要用在塑胶袋、农业用膜等。高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)俗称低压聚乙烯，与LDPE及LLDPE相较，有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好，主要应用于吹塑、注塑等领域。线性低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethylene，LLDPE)，则是乙烯与少量高级α-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外观与LDPE相似，透明性较差些，惟表面光泽好，具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性，低温下抗冲击强度较佳等优点。
茂金属聚乙烯(mPE)是一种新颖热塑性塑料，是90年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同。茂金属催化剂用于合成茂金属聚乙烯独特的优良性能和应用，引起了市场的普遍关注，许多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力竞相开发和研究，成为聚烯烃工业乃至整个塑料工业的热门话题。mPE有两个系列，一类是以包装领域为主要目标的薄膜用品级，另一类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体，称为POP(Polyolefine Plastmer)。mPE薄膜品级具有较低的熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯，可用于生产重包装袋、金属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。
聚乙烯作为薄膜用途时，一般具备两方面作用，一方面作用是在拉伸强度上面具备较好的机械性能，另外一部分具备热封性用在封合场合。对于需要承受较重克重的固体包装或者液体包装时，尤其是液体包装时，对于聚乙烯薄膜采用单层使用或者与其他材料做成复合材料，都需要聚乙烯薄膜同时具备优异的拉伸性能和热封性能。所以一般的包装用吹塑聚乙烯薄膜，都是采用低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属聚乙烯(mPE)共同混合而成。如果在包装一些轻量化产品，需要包装袋具备较好的易撕裂性能的时候，不需要聚乙烯薄膜的拉伸性能，因为拉伸性能较好的聚乙烯薄膜，在撕裂时因为聚乙烯薄膜的拉伸强度高，较难撕开，或者撕开时撕口的效果不平整，甚至出现包装袋被整个撕裂、将内容物洒出的情况。
发明内容
为了解决现有复合膜存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜。
本发明所采用的技术方案如下：
一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，包括薄膜本体，按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE) 75.06～83.62％；
高密度聚乙烯(HDPE) 8.16～12.86％；
碳酸钙 8.22～12.08％。
按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料优选包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE) 76.76％；
高密度聚乙烯(HDPE) 12.60％；
碳酸钙 10.64％。
按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料优选包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE) 80.55％；
高密度聚乙烯(HDPE) 10.25％；
碳酸钙 9.20％。
按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料优选包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE) 83.24％；
高密度聚乙烯(HDPE) 8.25％；
碳酸钙 8.51％。
根据上述比例混合制成的本体具有一定的挺度，材料的拉断力与断裂伸长率很低，可以很容易撕裂，保证了本体在制作成包装材料时具备相应优良的加工性与从撕口易撕裂性。
上述制备原料中，所述碳酸钙为颗粒状，平均粒径1-3μm；在温度190℃、荷重2.16kg时，所述低密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出1.5～8.5g，所述高密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出0.5～2.5g。
所述薄膜本体厚度为35～100μm；当本体厚度小于35μm时，本体易破裂，加工性能不好，挤出吹塑时很容易断膜；当本体厚度大于100μm时，本体膜的强度变小，拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低。所述薄膜本体包括由外至内依次复合而成的复合层、基层和热封层，所述基层的厚度大于复合层的厚度，所述复合层外侧壁的表面张力为38～42达因。
所述薄膜本体厚度为30～60μm时，所述热封层厚度与本体厚度的百分比为1：3；所述本体的厚度为60～80μm时，所述热封层的厚度为20μm；所述本体的厚度为80～100μm时，所述热封层的厚度为25μm，热封性能好，结构稳定，本体膜的强度变小，拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低。
所述薄膜本体制备时，先按薄膜本体的制备原料比例称量各原料，然后将称量的碳酸钙制成碳酸钙母粒，再将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和碳酸钙母粒混合，并采用常规的吹塑工艺制备成薄膜本体中的各层(复合层、基层和热封层)。
所述碳酸钙母粒是将颗粒状碳酸钙与低密度聚乙烯混合熔融造粒而成，所述碳酸钙母粒中的颗粒状碳酸钙所占重量比例为60～80％，碳酸钙母粒中所含低密度聚乙烯的重量与薄膜本体制备原料中直接添加的低密度聚乙烯的重量之比为(75.06～83.62)：100；混合熔融造粒用的低密度聚乙烯采用熔融指数为1.5-8.5g/10min。
所述薄膜本体的复合层、基层和热封层之间通过粘合剂(如常规双组份聚氯酯胶粘剂)复合在一起。
该聚乙烯吹塑薄膜还包括阻隔层和印刷层，阻隔层通过粘合剂复合在薄膜本体的复合层上，所述印刷层通过粘合剂(如常规双组份聚氯酯胶粘剂)复合在阻隔层上。
本发明的优点和有益效果如下：
本发明通过特定量的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、碳酸钙混合后制成薄膜本体，因为低密度聚乙烯具有良好的加工性，本身强度低、热封性能好等特点；高密度乙烯具有良好和灵活的挤出特性，适合加工，并兼具良好的硬度和高挺度，有利于撕裂时给膜提供挺度；碳酸钙是无机材料，无毒、无臭、无刺激性，通常为白色，相对密度为2.7～2.9，颗粒形状规则，可视为单分散粉体，粒度分布较窄，粒径小，平均粒径一般为1-3μm。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90％以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。碳酸钙在本体中的作用，除了以上以外，因为其颗粒状的无机物形态，和聚乙烯树脂熔融混合以后，对聚乙烯的链状形态产生影响，在聚乙烯薄膜拉伸或者撕裂的时候，硬性的碳酸钙颗粒会引导力的走向，从而使得聚乙烯吹塑薄膜更容易被撕裂或者拉断。将本体的复合层的表面张力设置成38～42达因，有利于本体后续生产其他复合膜的的粘合，提高了实用性能，结构稳定。
本发明生产的复合膜将本体的热封层作为复合膜的内层热封部，复合膜拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低，质量可靠，实用性能好，可以根据生产需求对阻隔层进行设置达到复合膜的阻隔性能，印刷层可以印刷图案进行选择，性能可靠。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，以下结合实例对本发明进行描述，但实例仅为对本发明的特点和优点做进一步阐述，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1：
本实施例提供一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，包括本体，本体是由由外到内的复合层、基层和热封层复合而成，所述复合层的厚度大于基层的厚度，所述复合层外侧壁的表面张力为38～42达因，所述本体由以下重量百分比的组分组成：低密度聚乙烯76.76％、高密度聚乙烯12.60％、碳酸钙10.64％。
在温度190℃、荷重2.16kg时，所述低密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出7.2g，所述高密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出1.0g，所述碳酸钙先制成碳酸钙母粒，所述碳酸钙母粒是将颗粒状碳酸钙与低密度聚乙烯混合熔融造粒而成，所述碳酸钙母粒中的颗粒状碳酸钙所占重量比例为70％，碳酸钙母粒中所含低密度聚乙烯的重量与薄膜本体制备原料中直接添加的低密度聚乙烯的重量之比为76.76：100；混合熔融造粒用的低密度聚乙烯采用熔融指数同样为5.5g/10min。将以上三种材料混合制成后的本体具有一定的挺度，材料的拉断力与断裂伸长率很低，可以很容易撕裂，具备优良的加工性与从撕口易撕裂性，检测数据见下表1：
表1
实施例2：
本实施例提供一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，包括本体，所述本体是由由外到内的复合层、基层和热封层复合而成，所述复合层的厚度大于基层的厚度，所述复合层外侧壁的表面张力为38～42达因，所述本体由以下重量百分比的组分组成：低密度聚乙烯80.55％、高密度聚乙烯10.25％、碳酸钙9.20％。
在温度190℃、荷重2.16kg时，所述低密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出5.5g，所述高密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出2.0g，所述碳酸钙先制成碳酸钙母粒，所述碳酸钙母粒是将颗粒状碳酸钙与低密度聚乙烯混合熔融造粒而成，所述碳酸钙母粒中的颗粒状碳酸钙所占重量比例为80％，碳酸钙母粒中所含低密度聚乙烯的重量与薄膜本体制备原料中直接添加的低密度聚乙烯的重量之比为80.55：100；混合熔融造粒用的低密度聚乙烯采用熔融指数同样为5.5g/10min。将以上三种材料混合制成后的本体具有具有一定的挺度，材料的拉断力与断裂伸长率很低，可以很容易撕裂，具备优良的加工性与从撕口易撕裂性，检测数据见下表2：
表2
实施例3：
本实施例提供一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，包括本体，所述本体是由由外到内的复合层、基层和热封层复合而成，所述复合层的厚度大于基层的厚度，所述复合层外侧壁的表面张力为38～42达因，所述本体由以下重量百分比的组分组成：低密度聚乙烯83.24％、高密度聚乙烯8.25％、碳酸钙8.51％。
在温度190℃、荷重2.16kg时，所述低密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出4.0g，所述高密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出1.0g；所述碳酸钙先制成碳酸钙母粒，所述碳酸钙母粒是将颗粒状碳酸钙与低密度聚乙烯混合熔融造粒而成，所述碳酸钙母粒中的颗粒状碳酸钙所占重量比例为70％，碳酸钙母粒中所含低密度聚乙烯的重量与薄膜本体制备原料中直接添加的低密度聚乙烯的重量之比为83.24：100；混合熔融造粒用的低密度聚乙烯采用熔融指数同样为5.5g/10min。将以上三种材料混合制成后的本体具有具有一定的挺度，材料的拉断力与断裂伸长率很低，可以很容易撕裂，具备优良的加工性与从撕口易撕裂性，检测数据见下表3：
表3
所述本体厚度为35～60μm时，所述热封层厚度与本体厚度的百分比为1：3；所述本体的厚度为60～80μm时，所述热封层的厚度为20μm；所述本体的厚度为80～100μm时，所述热封层的厚度为25μm，热封性能好，结构稳定，本体膜的强度变小，拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低。
通过低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、碳酸钙混合后制成的本体，因为低密度聚乙烯具有良好的加工性，本身强度低、热封性能好等特点；高密度乙烯具有良好和灵活的挤出特性，适合加工，并兼具良好的硬度和高挺度，有利于撕裂时给膜提供挺度；碳酸钙是无机材料，无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2.7～2.9，颗粒形状规则，可视为单分散粉体，粒度分布较窄，粒径小，平均粒径一般为1-3μm。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90％以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。碳酸钙在本体中的作用，除了以上以外，因为其颗粒状的无机物形态，和聚乙烯树脂熔融混合以后，对聚乙烯的链状形态产生影响，在聚乙烯薄膜拉伸或者撕裂的时候，硬性的碳酸钙颗粒会引导力的走向，从而使得聚乙烯吹塑薄膜更容易被撕裂或者拉断。将本体的复合层的表面张力设置成38～42达因，有利于本体后续生产其他复合膜的的粘合，提高了实用性能，结构稳定。
采用如上述所述的一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，还包括通过粘合剂复合在复合层上的阻隔层、通过粘合剂复合在阻隔层上的印刷层。
本发明生产的复合膜将本体的热封层作为复合膜的内层热封部，复合膜拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低，质量可靠，实用性能好，可以根据生产需求对阻隔层进行设置达到复合膜的阻隔性能，印刷层可以印刷图案进行选择，性能可靠。
Claims (10)
1.一种超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：该聚乙烯吹塑薄膜包括薄膜本体，按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE)75.06～83.62％；
高密度聚乙烯(HDPE)8.16～12.86％；
碳酸钙8.22～12.08％。
2.根据权利要求1所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE)76.76％；
高密度聚乙烯(HDPE)12.60％；
碳酸钙10.64％。
3.根据权利要求1所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE)80.55％；
高密度聚乙烯(HDPE)10.25％；
碳酸钙9.20％。
4.根据权利要求1所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：按重量百分比计，所述薄膜本体的制备原料包括如下组分：
低密度聚乙烯(LDPE)83.24％；
高密度聚乙烯(HDPE)8.25％；
碳酸钙8.51％。
5.根据权利要求1-4任一所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：所述碳酸钙为颗粒状，平均粒径1-3μm；在温度190℃、荷重2.16kg时，所述低密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出1.5～8.5g，所述高密度聚乙烯的熔融指数为每十分钟流出0.5～2.5g。
6.根据权利要求5所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：所述薄膜本体厚度为35～100μm；所述薄膜本体包括由外至内依次复合而成的复合层、基层和热封层，所述基层的厚度大于复合层的厚度，所述复合层外侧壁的表面张力为38～42达因。
7.根据权利要求6所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：所述本体厚度为30～60μm时，所述热封层厚度与本体厚度的百分比为1：3；所述本体的厚度为60～80μm时，所述热封层的厚度为20μm；所述本体的厚度为80～100μm时，所述热封层的厚度为25μm，热封性能好，结构稳定，本体膜的强度变小，拉断力和断裂伸长率都会明显降低，本体以及采用本体制作的复合膜撕裂强度能明显降低。
8.根据权利要求6所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：所述薄膜本体制备时，先按薄膜本体的制备原料比例称量各原料，然后将称量的碳酸钙制成碳酸钙母粒，再将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和碳酸钙母粒混合，并采用常规的吹塑工艺制备成薄膜本体中的各层(复合层、基层和热封层)。
9.根据权利要求8所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：所述碳酸钙母粒是将颗粒状碳酸钙与低密度聚乙烯混合熔融造粒而成，所述碳酸钙母粒中的颗粒状碳酸钙所占重量比例为60～80％，碳酸钙母粒中所含低密度聚乙烯的重量与薄膜本体制备原料中直接添加的低密度聚乙烯的重量之比为(75.06～83.62)：100；混合熔融造粒用的低密度聚乙烯采用熔融指数为1.5-8.5g/10min。
10.根据权利要求6所述的超低韧性吹塑聚乙烯薄膜，其特征在于：该聚乙烯吹塑薄膜还包括阻隔层和印刷层，阻隔层通过粘合剂复合在薄膜本体的复合层上，所述印刷层通过粘合剂复合在阻隔层上。
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