CN114474926A - 复合塑料软管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合塑料软管，其中，所述复合塑料软管包括由外至内依次排布的外层、第一粘合层、阻隔层、第二粘合层及内层，其中，所述外层为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层和所述第二粘合层为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层为乙烯‑乙烯醇共聚物，所述内层为聚丙烯。本发明的复合塑料软管不仅具有较好的氧气阻隔性能，同时还具有较好的阻水性能，能够满足高端化妆品对高阻水、高阻氧性能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及塑料包装技术领域，特别涉及一种复合塑料软管。
背景技术
塑料包装因其具有卫生性好、使用方便、易于携带且成本低的特性，已被广泛应用于化妆品包装领域，与单层软管相比，塑料复合软管能够汇集多种材料的优点，其综合性能明显优于单层软管，已经被广泛应用于化妆品、药品和食品等包装领域。多层共挤复合塑料软管技术是利用多层共挤出技术将不同性能、种类的原料共挤出软管，一次成型，没有边封，外观效果较全塑复合软管好，能够满足高端化妆品对外包装美观度要求。特别是通过五层共挤制备的复合塑料软管，集多种材料优点于一身，表现出更优的阻隔性能。
常见的五层共挤复合塑料软管为聚丙烯(外层)/粘合层/阻隔层/粘合层/聚丙烯(内层)，阻隔层一般处于被保护较好的中间层，能够发挥出最佳的阻隔性能，有效防止氧气的深入化妆品内容物，同时防止内容物的香味渗出。然而，阻隔层通常选用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，EVOH虽然具有极高的氧气阻隔性能，但其阻水性能不理想，尤其在高湿度环境下，EVOH易吸湿从而导致氧气阻隔性能明显降低，无法满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求，因而亟需提高五层复合塑料软管对水蒸气的阻隔性能。
上述内容仅用于辅助理解发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种复合塑料软管，旨在解决现有技术中复合塑料软管对水蒸气的阻隔性能较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种复合塑料软管，包括由外至内依次排布的外层、第一粘合层、阻隔层、第二粘合层及内层，其中，所述外层为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层和所述第二粘合层为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层为聚丙烯。
在一实施例中，所述外层的厚度为0.09mm～0.20mm。
在一实施例中，所述阻隔层的厚度为0.025mm～0.03mm。
在一实施例中，所述内层的厚度为0.18mm～0.35mm。
在一实施例中，所述第一粘合层和所述第二粘合层的厚度为0.02mm～0.03mm。
在一实施例中，所述环烯烃类共聚物改性聚丙烯为环烯烃类共聚物与聚丙烯共混制得。
在一实施例中，所述外层中，环烯烃类共聚物的含量大于或等于20％。
在一实施例中，所述外层中，环烯烃类共聚物的含量小于或等于40％。
在一实施例中，所述复合塑料软管的壁厚为0.3mm～0.5mm。
在一实施例中，所述外层的厚度与所述内层的厚度的比值为3:7～4:6。
本发明技术方案通过采用环烯烃类共聚物对聚丙烯进行改性制备了环烯烃类共聚物改性聚丙烯，并将该环烯烃类共聚物改性聚丙烯作为复合塑料软管的外层，同时，将乙烯-乙烯醇共聚物作为复合塑料软管的阻隔层，使得该复合塑料软管不仅具有较好的氧气阻隔性能，还具有较好的水蒸气阻隔性能，从而能够满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明复合塑料软管一实施例的结构示意图；
图2为不同COC比例的外层对复合塑料软管的阻隔性能影响的曲线图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
如无特殊说明，本说明书中的术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同，但如有冲突，则以本说明书中的定义为准。
本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由…组成”和“基本上由…组成”。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组分、步骤或限制项组成。
在说明书和权利要求书中使用的涉及组分量、工艺条件等的所有数值或表述在所有情形中均应理解被“约”修饰。涉及相同组分或性质的所有范围均包括端点，该端点可独立地组合。由于这些范围是连续的，因此它们包括在最小值与最大值之间的每一数值。还应理解的是，本申请引用的任何数值范围预期包括该范围内的所有子范围。
如本文所用，“重量份”或“重量份数”可互换使用，所述的重量份可以是任何一个固定的以毫克、克数或千克数表示重量(如1mg、1g、2g、5g、或1kg等)。例如，一个由1重量份组分a和9重量份组分b构成的组合物，可以是1克组分a+9克组分b，也可以是10克组分a+90克组分b等构成的组合物。
塑料包装因其具有卫生性好、使用方便、易于携带且成本低的特性，已被广泛应用于化妆品包装领域，特别是通过五层共挤制备的复合塑料软管，集多种材料优点于一身，表现出更优的阻隔性能。正如背景技术所描述的，现有技术中的五层复合塑料软管的阻隔层通常选用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，EVOH具有极高的氧气阻隔性能，但其阻水性能不理想，尤其在高湿度环境下，EVOH易吸湿从而导致氧气阻隔性能明显降低，无法满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求，因而亟需提高五层复合塑料软管对水蒸气的阻隔性能。
本发明提出一种复合塑料软管，利用具有较高水蒸气阻隔性的环烯烃类共聚物对聚丙烯进行改性，制得环烯烃类共聚物改性聚丙烯作为复合塑料软管的外层，从而提高了该复合塑料软管对水蒸气的阻隔性能。
请参阅图1，本发明提出一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
在本发明中，复合塑料软管100的内层50材料为聚丙烯。聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，系白色蜡状材料，外观透明而轻。聚丙烯按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。聚丙烯无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于聚乙烯，具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响。
在本发明中，复合塑料软管100的阻隔层30材料为乙烯-乙烯醇共聚物。乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)经皂化反应制得，具有极高的氧气阻隔性能，同时还具有耐油、保香等特性。其阻隔性能与EVOH中的乙烯含量密切相关，降低乙烯含量有利于提高材料的阻隔性能，但不利于材料的加工；提高乙烯含量有利于改善材料的加工性能但牺牲了部分阻隔性。另一方面，EVOH的阻水性能不理想，尤其在高湿度环境下，材料易吸湿从而导致阻氧性能明显降低，其优异的阻隔性能无法正常发挥。所以，在五层共挤复合软管中，通常采用EVOH做中间层，内外层10则采用高阻水的聚丙烯材料来阻止水分的吸收，以便充分利用EVOH的高阻气特性，实现复合软管高的综合阻隔性能。
在本发明中，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的材料为马来酸酐接枝聚丙烯(ADMER)。通过采用马来酸酐改性聚烯烃作为粘结层，将乙烯-乙烯醇共聚物和聚丙烯高强度粘结起来，从而形成稳定的五层复合结构。
在本发明中，所述外层10的材料为环烯烃类共聚物改性聚丙烯。其中，环烯烃类共聚物(COC)是由丙烯和双环庚烯单体在茂金属催化体系下加成聚合制备的一种丙烯-环烯烃共聚物，具有较高的阻水阻氧性能、优异的透明性、良好的尺寸稳定性、刚性及耐热性能等。通过环烯烃类共聚物与聚丙烯共聚，制得环烯烃类共聚物改性聚丙烯，作为复合塑料软管100的外层10，可以有效提高外层10对水蒸气的阻隔性能。
在本发明中，所述外层10的厚度为0.09mm～0.20mm。
具体地，所述外层10的厚度可以为0.09mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.20mm以及它们之间的任意一个数值。如果所述外层10的厚度过小，则会导致该外层10对水蒸气的阻隔性能变差，如果所述外层10的厚度过大，则会增大复合塑料软管100的整体壁厚，增加材料成本。所以，本发明中，所述外层10的厚度为0.09mm～0.20mm。
在本发明中，所述阻隔层30的厚度为0.025mm～0.03mm。
具体地，所述阻隔层30的厚度为0.025mm、0.03mm以及它们之间的任意一个数值。如果所述阻隔层30的厚度过小，则会导致该阻隔层30对氧气的阻隔性能变差，如果所述阻隔层30的厚度过大，则会增大复合塑料软管100的整体壁厚，增加材料成本。所以，本发明中，所述阻隔层30的厚度为0.025mm～0.03mm。
在本发明中，所述内层50的厚度为0.18mm～0.35mm。
具体地，所述内层50的厚度为0.18mm、0.20mm、0.25mm、0.28mm、0.30mm、0.35mm以及它们之间的任意一个数值。如果所述内层50的厚度过小，也会影响该复合塑料软管100的氧气阻隔性能和氧气阻隔性能，如果所述内层50的厚度过大，也会增大复合塑料软管100的整体壁厚，增加材料成本。所以，在本发明中，所述内层50的厚度为0.18mm～0.35mm。
在本发明中，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm～0.03mm。
具体地，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm、0.03mm及它们之间的任意一个数值。如果所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度过小，则会导致所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的粘接强度不够，不能将外层10与阻隔层30、内层50与阻隔层30很好的粘接固定，如果所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度过大，则会增大复合塑料软管100的整体壁厚，增加材料成本。所以，在本发明中，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm～0.03mm。
在本发明中，所述环烯烃类共聚物改性聚丙烯为环烯烃类共聚物与聚丙烯共混制得。也即，所述外层10的材料为环烯烃类共聚物与PP共混制得。
在本发明中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量大于或等于20％。
具体地，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量可以为20％、30％、40％、50％等等，不做具体限定。进一步地，在本发明中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量小于或等于40％。
在本发明中，所述复合塑料软管100的壁厚为0.3mm～0.5mm。
具体地，所述复合塑料软管100的壁厚为0.3mm、0.4mm、0.5mm以及它们之间任意一个数值。所述复合塑料软管100的壁厚过小，则会导致该复合塑料软管100对小分子的阻隔性能变差，同时还会导致该复合塑料软管100的机械强度较差而容易在外力作用下出现破损和断裂；而所述复合塑料软管100的壁厚过大，则会增加材料成本。所以，在本发明中，所述复合塑料软管100的壁厚为0.3mm～0.5mm。
在本发明中，所述外层10的厚度与所述内层50的厚度的比值为3:7～4:6。
具体地，所述外层10的厚度与所述内层50的厚度的比值可以为3:7，所述外层10的厚度与所述内层50的厚度的比值也可以为4:6，当然，所述外层10的厚度与所述内层50的厚度的比值还可以为其中任意一个比值。如果所述外层10的厚度较大，所述内层50的厚度较小，则所述外层10的厚度与所述内层50的厚度之比过大，则会导致所述外层10与所述内层50之间存在应力，从而导致所述外层10与所述内层50之间发生剥离脱落；同时，还会导致该复合塑料软管100过硬。如果所述外层10的厚度较小，所述内层50的厚度较大，则所述外层10的厚度与所述内层50的厚度之比过小，则也会导致所述外层10与所述内层50之间存在应力，从而导致所述外层10与所述内层50之间发生剥离脱落；同时，还会导致该复合塑料软管100过软，机械性能较差。
另外，本发明中，复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。与一般单层挤出复合工艺相似，五层共挤出复合塑料软管100的管坯直接通过冷却装置即可实现较好的定型，并不需要额外的定型模具，再经牵引、切割工序制得所需产品，此过程俗称为拉管。
本发明技术方案通过采用环烯烃类共聚物对聚丙烯进行改性制备了环烯烃类共聚物改性聚丙烯，并将该环烯烃类共聚物改性聚丙烯作为复合塑料软管100的外层10，同时，将乙烯-乙烯醇共聚物作为复合塑料软管100的阻隔层30，使得该复合塑料软管100不仅具有较好的氧气阻隔性能，还具有较好的水蒸气阻隔性能，从而能够满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施例对上述技术方案进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
分别按照表1所列的配方制备实施例1-4及对比例1-2。
表1
| 试验 | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 外层中COC含量 | 0 | 10％ | 20％ | 30％ | 40％ | 50％ |
对比例1
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为0。所述外层的厚度为0.16mm，所述内层的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
对比例2
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为10％。所述外层10的厚度为0.16mm，所述内层50的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
实施例1
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为20％。所述外层10的厚度为0.16mm，所述内层50的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
实施例2
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为30％。所述外层10的厚度为0.16mm，所述内层50的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
实施例3
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为40％。所述外层10的厚度为0.16mm，所述内层50的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
实施例4
一种复合塑料软管100，包括由外至内依次排布的外层10、第一粘合层20、阻隔层30、第二粘合层40及内层50，其中，所述外层10为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层30为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层50为聚丙烯。
其中，所述外层10中，环烯烃类共聚物的含量为50％。所述外层10的厚度为0.16mm，所述内层50的厚度为0.24mm，所述阻隔层30的厚度为0.025mm，所述第一粘合层20和所述第二粘合层40的厚度为0.02mm。
该复合塑料软管100采用五层共挤复合工艺，具体工艺流程为：将PP、EVOH、ADMER、COC改性PP分别剪切熔融后，再分别由四台挤出机挤出进入五层芯模汇合，并经过由圆形口杯机头模具组成的环形通道，最后被连续挤出成管坯。
测试
为验证本发明产品的阻隔性能，分别采用氧气透过率测试仪和透湿仪对实施例1-4和对比例1-2所制得的产品分别进行了氧气透过率和水蒸气透过率测试，测试结果参见表2。
表2
根据表2可知，当复合塑料软管100的外层10中COC含量大于或等于20％时，复合塑料软管100的水蒸气阻隔性能和氧气阻隔性能均较高，能够很好的满足高端化妆品对高阻水、高阻氧性能的要求。另外，当外层10中COC含量大于40％后，该复合塑料软管100的水蒸气阻隔性能和氧气阻隔性能提升幅度较小，并且当外层10中COC含量大于或等于20％，且小于或等于40％时，该复合塑料软管100的水蒸气阻隔性能和氧气阻隔性能已经能够满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求。
由此可见，本发明技术方案通过采用环烯烃类共聚物对聚丙烯进行改性制备了环烯烃类共聚物改性聚丙烯，并将该环烯烃类共聚物改性聚丙烯作为复合塑料软管100的外层10，同时，将乙烯-乙烯醇共聚物作为复合塑料软管100的阻隔层30，使得该复合塑料软管100不仅具有较好的氧气阻隔性能，还具有较好的水蒸气阻隔性能，从而能够满足高端化妆品对高阻水、阻氧性能的要求。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种复合塑料软管，其特征在于，包括由外至内依次排布的外层、第一粘合层、阻隔层、第二粘合层及内层，其中，所述外层为环烯烃类共聚物改性聚丙烯，所述第一粘合层和所述第二粘合层为马来酸酐接枝聚丙烯，所述阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物，所述内层为聚丙烯。
2.如权利要求1所述的复合塑料软管，其特征在于，所述外层的厚度为0.09mm～0.20mm。
3.如权利要求1所述的复合塑料软管，其特征在于，所述阻隔层的厚度为0.025mm～0.03mm。
4.如权利要求1所述的复合塑料软管，其特征在于，所述内层的厚度为0.18mm～0.35mm。
5.如权利要求1所述的复合塑料软管，其特征在于，所述第一粘合层和所述第二粘合层的厚度为0.02mm～0.03mm。
6.如权利要求1所述的复合塑料软管，其特征在于，所述环烯烃类共聚物改性聚丙烯为环烯烃类共聚物与聚丙烯共混制得。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的复合塑料软管，其特征在于，所述外层中，环烯烃类共聚物的含量大于或等于20％。
8.如权利要求7所述的复合塑料软管，其特征在于，所述外层中，环烯烃类共聚物的含量小于或等于40％。
9.如权利要求1至6中任意一项所述的复合塑料软管，其特征在于，所述复合塑料软管的壁厚为0.3mm～0.5mm。
10.如权利要求9所述的复合塑料软管，其特征在于，所述外层的厚度与所述内层的厚度的比值为3:7～4:6。
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