CN114454578A - 三层共挤聚乙烯重包装膜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚烯烃薄膜技术领域，具体涉及一种三层共挤聚乙烯重包装膜，包括外层、中层和内层，外层和中层中均包括茂金属聚乙烯或其改性材料，内层包括茂金属聚乙烯或其改性材料、超低密度聚乙烯和高压聚乙烯。本发明使用具有特定分子结构的茂金属聚乙烯、超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯树脂按照一定比例共混，加工得到能有降低薄膜厚度同时综合性能提升的聚乙烯重包装膜，该薄膜制品的厚度可减薄至120μm，耐撕裂强度>30N，落标穿刺强度>1000g，使用时可降低薄膜热封温度，可用于化工产品的包装领域，具有密封性好、防水防潮的优点，可替代牛皮纸、编织袋等包装袋，同时薄膜厚度降低，可节约用户生产成本。

Description

三层共挤聚乙烯重包装膜
技术领域
本发明属于聚烯烃薄膜技术领域，具体涉及一种三层共挤聚乙烯重包装膜。
背景技术
聚乙烯重包装膜是一种新型的包装薄膜，通常把能够承载10-50kg固体颗粒或者粉末状物料的包装膜称为重包装膜，一般情况下采用25kg装的包装袋。聚乙烯重包装袋具有包装自动化程度高、密封性好、防潮防污性能优越、耐老化性能好、延长货物存储时间等优点。早期的聚乙烯重包装袋主要由通用线性聚乙烯和低密度聚乙烯树脂共混加工而成，但厚度较厚，在150-200μm左右，生产成本较高，同时物料拆包使用后的废弃物的总量较高。
专利CN106079768B一种重包装膜，提供一种重包装膜组合物，虽然薄膜具有良好的力学性能，但厚度在140-250μm之间，无法降低生产和使用成本。专利CN103059402B一种FFS单层重包装膜及其制备方法，提供一种单层重包装膜的制备方法，由于使用单层挤出加工，无法得到厚度减薄同时力学性能较高的薄膜，制备的薄膜耐撕裂性能和落标冲击强度偏低。专利CN103029388.B一种三层共挤重包装膜及其制备方法，没有说明薄膜的厚度同时薄膜的耐撕裂性能偏低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种三层共挤聚乙烯重包装膜，薄膜厚度降低、综合性能提升，使用后减少废弃物的总量，具有良好的环保性能。
本发明所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，包括外层、中层和内层，外层和中层中均包括茂金属聚乙烯(mPE)或其改性材料，内层包括茂金属聚乙烯(mPE)或其改性材料、超低密度聚乙烯(vLLDPE)和高压聚乙烯(LDPE)。
为进一步提高材料的力学性能，茂金属聚乙烯改性材料由茂金属聚乙烯与马来酰亚胺类氧化物共混改性制得，使聚乙烯分子的主链发生交联反应。具体操作步骤如下：以重量份数计，100份茂金属聚乙烯树脂与0.04-0.06份马来酰亚胺类氧化物高搅均匀混合，然后通过双螺杆挤出机造粒，螺杆长径比不小于33/1，造粒温度180-230℃，造粒过程中物料在螺杆中停留时间为3-5min，以保证改性效果。改性后的茂金属聚乙烯树脂可按未改性的茂金属聚乙烯树脂添加量加入进行薄膜加工。
超低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃的共聚物，使用茂金属催化剂生产，其密度为0.903～0.915g/cm3；熔体质量流动速率(MFR)为0.1-2.0g/10min，质量含量为5-25％。共聚单体优选1-己烯，熔体质量流动速率优选优选0.5-1.5g/10min，密度优选0.905-910g/cm3，质量含量优选10-20％。
高压聚乙烯树脂密度为0.918-0.924g/cm3，2.16kg熔指为0.5-1.5g/10min，含量为10-50％。
茂金属聚乙烯密度为0.922-0.926g/cm3，2.16熔指为0.5-1.5g/10min，含量为10-60％。共聚单体优选1-己烯，熔体质量流动速率优选优选0.8-1.2g/10min，密度优选0.923-925g/cm3，质量含量优选10-50％。
其中茂金属聚乙烯树脂通过结晶热分级对不同片晶厚度的聚乙烯分子含量进行测定：片晶厚度中心值为3.567埃的结晶级份含量为1.1-1.6％，片晶厚度中心值为3.758埃的结晶级份含量为1.4-1.8％，片晶厚度中心值为4.100埃的结晶级份含量为2.5-3.1％，片晶厚度中心值为4.447埃的结晶级份含量为3.7-4.2％，片晶厚度中心值为4.845埃的结晶级份含量为5.4-6.0％，片晶厚度中心值为5.352埃的结晶级份含量为8.3-9.0％，片晶厚度中心值为6.015埃的结晶级份为15.0-17.0％，片晶厚度中心值为6.891埃的结晶级份含量为24-28％，片晶厚度中心值为7.964埃的结晶级份为16.0-19.0％，片晶厚度中心值为9.527埃的结晶级份含量为14.0-16.5％。
利用碳谱核磁对mPE进行结构分析，其共聚单体含量为2.7-3.3％，优选2.8-3.1％。
利用凝胶色谱渗透法对聚乙烯树脂分子量及其分布进行测试，重均分子量为87000-95000，数均分子量为26000-32000，分子量分布为2.9-3.2。
本发明制备的三层共挤聚乙烯重包装膜，其中，外层、中层和内层厚度比优选为1:1:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过对茂金属聚乙烯(mPE)树脂的结晶级份含量，分子量分布以及重均分子量的限定，并将该茂金属聚乙烯树脂加入到三层重包装膜加工配方中，使用具有特定分子结构的茂金属聚乙烯、超低密度聚乙烯和低密度聚乙烯树脂按照一定比例共混，加工得到能有降低薄膜厚度同时综合性能提升的聚乙烯重包装膜，该薄膜制品的厚度可减薄至120μm，耐撕裂强度>30N，落标穿刺强度>1000g。
2、本发明的重包装膜产品使用时可降低薄膜热封温度，可用于化工产品的包装领域，具有密封性好、防水防潮的优点，可替代牛皮纸、编织袋等包装袋，同时薄膜厚度降低，可节约用户生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
应用于本发明实施例中的茂金属聚乙烯mPE1，1-己烯共聚物，2.16kg熔指为1.1g/10mim，密度0.924g/cm3。
用于对比的茂金属聚乙烯树脂mPE2，市售，1-己烯共聚物，2.16kg熔指为1.0g/10mim，密度0.920g/cm3。
表1为应用于实施例和对比例中的两种mPE的结晶热分级不同厚度片晶含量。
表1结晶热分级不同片晶厚度的相对含量
片晶厚度，埃 mPE1 mPE2
3.567 0.014 0.003
3.758 0.016 0.023
4.100 0.029 0.044
4.447 0.040 0.055
4.845 0.057 0.076
5.352 0.087 0.118
6.015 0.168 0.223
6.891 0.261 0.221
7.964 0.177 0.125
9.527 0.151 0.112
表2为用于实施例与对比例中两种茂金属聚乙烯树脂的结构分析对比。
表2原料结构分析
项目 实施例 对比例
共聚单体含量，％ 2.98 2.71
重均分子量 28667 86431
数均分子量 88632 25043
分子量分布 3.09 3.45
实施例1
内、中、外三层厚度比为1:1:1，原料含量为在每一层的质量分数。
外层：1/2的mPE1树脂；
1/4的vLLDPE树脂，密度为0.910g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/4的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
中层：4/5的mPE1树脂；
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
内层：1/6的vLLDPE树脂，密度为0.910g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/2的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/3的mPE1树脂。
实施例2
内、中、外三层厚度比为1:1:1，原料含量为在每一层的质量分数。
外层：1/2的mPE1树脂；
1/2的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min；
中层：mPE1树脂；
内层：1/3的vLLDPE树脂，密度为0.906g/cm3，2.16kgMFR为1.2g/10min；
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min；
1/3的mPE1树脂。
实施例3
茂金属聚乙烯mPE1先与马来酰亚胺类氧化物进行改性，使用瑞典NexamChemical公司生产NEXAMITE改性剂。100份mPE1树脂与0.05份改性剂通过高搅共混，使用Φ65双螺杆挤出机，长径比为36/1，造粒温度180-230℃，物料在挤出机中停留时间4min。改性后的树脂mPE-GX与未改性mPE1的相对支化度、共聚单体含量对比见表3。
表3改性前后相对支化度与共聚单体含量
项目 mPE1 mPE-GX
共聚单体含量，％ 2.98 2.97
相对支化度 1.003 0.914
改性后的茂金属聚乙烯树脂吹膜配方如下：
内、中、外三层厚度比为1:1:1，原料含量为在每一层的质量分数。
外层：1/2的mPE-GX树脂；
1/2的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min；
中层：mPE-GX树脂；
内层：1/3的vLLDPE树脂，密度为0.906g/cm3，2.16kgMFR为1.2g/10min；
1/3的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.6g/10min；
1/3的mPE-GX树脂。
对比例1
内、中、外三层厚度比为1:1:1，原料含量为在每一层的质量分数。
外层：1/2的mPE2树脂；
1/4的vLLDPE树脂，密度为0.910g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/4的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
中层：4/5的mPE2树脂；
1/5的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
内层：1/6的vLLDPE树脂，密度为0.910g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/2的LDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为1.0g/10min；
1/3的mPE2树脂。
对比例2
内、中、外三层厚度比为1:2.25:1，原料含量为在每一层的质量分数。
外层：1/2的mPE2；
1/4的LDPE树脂，密度为0.919g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min；
1/4的LLDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.9g/10min；
中层：13/20的LLDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.9g/10min；
7/20的HDPE树脂，密度为0.946g/cm3，2.16kgMFR为6.0g/10min；
内层：1/2的mPE2；
1/4的LDPE树脂，密度为0.919g/cm3，2.16kgMFR为0.5g/10min；
1/4的LLDPE树脂，密度为0.920g/cm3，2.16kgMFR为0.9g/10min；
表4为使用实施例和对比例加工的包装膜性能对比。
表4包装膜性能
Figure BDA0002737035030000051
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种三层共挤聚乙烯重包装膜，包括外层、中层和内层，其特征在于：外层和中层中均包括茂金属聚乙烯或其改性材料，内层包括茂金属聚乙烯或其改性材料、超低密度聚乙烯和高压聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：茂金属聚乙烯改性材料由茂金属聚乙烯与马来酰亚胺类氧化物共混改性制得。
3.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：茂金属聚乙烯改性材料的制备步骤如下：
以重量份数计，100份茂金属聚乙烯与0.04-0.06份马来酰亚胺类氧化物混合均匀，然后通过双螺杆挤出机造粒，即得。
4.根据权利要求3所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：双螺杆挤出机螺杆长径比≥33/1，造粒温度180-230℃，造粒过程中物料在螺杆中停留时间为3-5min。
5.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：超低密度聚乙烯树脂为乙烯和α-烯烃的共聚物，使用茂金属催化剂生产，其密度为0.903-0.915g/cm3，熔体质量流动速率为0.1-2.0g/10min，质量含量为5-25％；共聚单体为1-己烯，熔体质量流动速率为0.5-1.5g/10min，密度为0.905-910g/cm3，质量含量为10-20％。
6.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：高压聚乙烯树脂密度为0.918-0.924g/cm3，2.16kg熔指为0.5-1.5g/10min，含量为10-50％。
7.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：茂金属聚乙烯密度为0.922-0.926g/cm3，2.16熔指为0.5-1.5g/10min，含量为10-60％；共聚单体为1-己烯，熔体质量流动速率为0.8-1.2g/10min，密度为0.923-925g/cm3，质量含量为10-50％。
8.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：茂金属聚乙烯树脂片晶厚度中心值为3.567埃的结晶级份含量为1.1-1.6％，片晶厚度中心值为3.758埃的结晶级份含量为1.4-1.8％，片晶厚度中心值为4.100埃的结晶级份含量为2.5-3.1％，片晶厚度中心值为4.447埃的结晶级份含量为3.7-4.2％，片晶厚度中心值为4.845埃的结晶级份含量为5.4-6.0％，片晶厚度中心值为5.352埃的结晶级份含量为8.3-9.0％，片晶厚度中心值为6.015埃的结晶级份为15.0-17.0％，片晶厚度中心值为6.891埃的结晶级份含量为24-28％，片晶厚度中心值为7.964埃的结晶级份为16.0-19.0％，片晶厚度中心值为9.527埃的结晶级份含量为14.0-16.5％。
9.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：茂金属聚乙烯共聚单体含量为2.7-3.3％，重均分子量为87000-95000，数均分子量为26000-32000，分子量分布为2.9-3.2。
10.根据权利要求1所述的三层共挤聚乙烯重包装膜，其特征在于：外层、中层和内层厚度比为1:1:1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CA2588479A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-15 Hood Packaging Corporation Multilayer film structure
WO2016163361A1 (ja) * 2015-04-08 2016-10-13 デンカ株式会社 熱可塑性多層樹脂シート及びこれを用いた容器
CN108794846A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 中国石油化工股份有限公司 一种聚乙烯组合物及其三层共挤包装膜

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