CN114771065A - 一种聚乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙烯薄膜及其制备方法，包括第一聚乙烯层、第二聚乙烯层，以及置于所述第一聚乙烯层与所述第二聚乙烯层之间的树脂层；所述第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层经共挤出形成所述聚乙烯薄膜；所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层皆为乙烯基与丙烯或丁烯经茂金属催化剂催化聚合而成的共聚物，其丙烯或丁烯的含量为0.5wt％～2wt％，其熔体指数为2.5～3.5g/10min；所述树脂层为乙烯‑醋酸乙烯共聚物树脂层。本发明的聚乙烯薄膜具有优异的阻隔性能和机械性能，机械强度和挺度高。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大，特别是聚乙烯塑料薄膜软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域。
低密度聚乙烯薄膜是一种半透明、有光泽、质地较柔软的薄膜，具有优良的化学稳定性、热封性、耐水性和防潮性。
目前聚乙烯薄膜的生产主要采用吹塑或流延工艺生产，但是这两种工艺生产的聚乙烯薄膜的抗拉性能差，在使用的过程中易造成聚乙烯薄膜的撕裂，因此，需要改善聚乙烯薄膜的加工工艺才能满足应用要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种聚乙烯薄膜及其制备方法，其具有优异的阻隔性能和机械性能，机械强度和挺度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种聚乙烯薄膜，包括第一聚乙烯层、第二聚乙烯层，以及置于所述第一聚乙烯层与所述第二聚乙烯层之间的树脂层；所述第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层经共挤出形成所述聚乙烯薄膜；
所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层皆为乙烯基与丙烯或丁烯经茂金属催化剂催化聚合而成的共聚物，其丙烯或丁烯的含量为0.5wt％～2wt％，其熔体指数为2.5～3.5g/10min；
所述树脂层为乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂层。
进一步地说，所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层中的乙烯基含量皆为30wt％～40wt％。
进一步地说，所述聚乙烯薄膜中还添加有防粘剂、抗静电剂和吸酸剂。
进一步地说，所述防粘剂为碳酸钙，所述抗静电剂为乙氧基化烷基酸胺，所述吸酸剂为水滑石。
进一步地说，所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层的厚度皆为1μm～10μm。
一种聚乙烯薄膜的制备方法，将第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层的原料经过挤出机共挤出，经流道分配器后于模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材；将树脂片材加热后，进行纵向拉伸和横向拉伸，得到所述聚乙烯薄膜。
进一步地说，所述激冷辊的温度控制在20～30℃。
进一步地说，纵向拉伸的预热温度控制在100～130℃，纵向拉伸的温度控制在80～100℃，纵向拉伸的定型温度控制在100～130℃。
进一步地说，横向拉伸的预热温度控制在150～160℃，横向拉伸的温度控制在120～130℃，横向拉伸的定型温度控制在120～130℃。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
本发明的聚乙烯薄膜，由第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层经双向拉伸形成，因而具有优异的阻隔性能和机械性能，具有极高的机械强度和挺度，能够满足高性能包装的要求。
本发明的聚乙烯薄膜中，采用含有0.5～2wt％丙烯或丁烯的聚乙烯共聚物，其熔体指数控制在2.5～3.5g/10min，使第一聚乙烯层的结晶性能满足双向拉伸的要求，并能使聚乙烯的拉伸温度与第二聚乙烯层的拉伸温度相匹配，从而实现聚乙烯与第二聚乙烯层的同时拉伸。
本发明的聚乙烯薄膜中，聚乙烯树脂中添加防粘剂，抗静电剂和吸酸剂会显著提高制得的聚乙烯薄膜的氧气通过率。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。
实施例1
由乙烯与0.5wt％的丙烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为3.0g/10min。
将第一聚乙烯树脂(乙烯基含量为30wt％)A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯树脂(乙烯基含量为32wt％)C经挤出机共挤出，在模头处汇合，形成A/B/C/B/A结构的树脂熔体，经过30℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C/B/A结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过120℃预热后，在80℃的条件下拉伸4倍，然后进入横向拉伸设备，经过150℃预热后，在120℃的条件下拉伸8倍，然后在125℃下定型，形成A/B/C/B/A结构的聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本实施例所制得的聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为70MPa，横向拉伸强度为124MPa，氧气通过率小于8cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于6g/m2·24h。
实施例2
由乙烯与1wt％的丁烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为3.0g/10min。
将第一聚乙烯树脂(乙烯基含量为40wt％)A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯树脂(乙烯基含量为30wt％)C经挤出机共挤出，在模头处汇合，形成A/B/C/B/A结构的树脂熔体，经过25℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C/B/A结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过100℃预热后，在90℃的条件下拉伸4.5倍，然后进入横向拉伸设备，经过160℃预热后，在125℃的条件下拉伸9倍，然后在125℃下定型，形成A/B/C/B/A结构的聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本实施例所制得的聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为70MPa，横向拉伸强度为131MPa，氧气通过率小于23cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于12g/m2·24h。
实施例3
由乙烯与2wt％的丙烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为3.5g/10min。
将第一聚乙烯树脂(乙烯基含量为35wt％)A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯树脂(乙烯基含量为40wt％)C经挤出机共挤出，在模头处汇合，形成A/B/C/B/A结构的树脂熔体，经过20℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C/B/A结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过120℃预热后，在100℃的条件下拉伸4.5倍，然后进入横向拉伸设备，经过155℃预热后，在130℃的条件下拉伸9倍，然后在130℃下定型，形成A/B/C/B/A结构的聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本实施例所制得的聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为73MPa，横向拉伸强度为130MPa，氧气通过率小于15cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于9g/m2·24h。
实施例4
由乙烯与2wt％的丁烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为2.5g/10min。
取第一聚乙烯树脂(乙烯基含量为40wt％)A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯树脂(乙烯基含量为35wt％)C，其中，聚乙烯树脂中添加2wt％的防粘剂，1wt％的抗静电剂和1wt％的吸酸剂。将第一聚乙烯树脂A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯层树脂C经挤出机共挤出，在模头处汇合，形成A/B/C/B/A结构的树脂熔体，经过30℃的激冷辊冷却后，形成A/B/C/B/A结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过125℃预热后，在90℃的条件下拉伸4.5倍，然后进入横向拉伸设备，经过155℃预热后，在125℃的条件下拉伸9倍，然后在120℃下定型，形成A/B/C/B/A结构的聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本实施例所制得的聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为73MPa，横向拉伸强度为135MPa，氧气通过率小于25cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于13g/m2·24h。
实施例5
由乙烯与0.5wt％的丁烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为2.5g/10min。
取第一聚乙烯树脂(乙烯基含量为35wt％)A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯树脂(乙烯基含量为35wt％)C，其中，聚乙烯树脂中添加2wt％的防粘剂，1wt％的抗静电剂和1wt％的吸酸剂。将第一聚乙烯树脂A、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂B和第二聚乙烯层树脂C经挤出机共挤出，在模头处汇合，形成C/B/A/A/A结构的树脂熔体，；树脂熔体经过30℃的激冷辊冷却后，形成C/B/A/A/A结构的树脂片材；将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过130℃预热后，在95℃的条件下拉伸4.5倍，然后进入横向拉伸设备，经过155℃预热后，在120℃的条件下拉伸9倍，然后在125℃下定型，形成C/B/A/A/A结构的聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本实施例所制得的聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为72MPa，横向拉伸强度为130MPa，氧气通过率小于23cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于10g/m2·24h。
对比例1
由乙烯与2wt％的丙烯经茂金属催化剂催化聚合制备聚乙烯树脂，其熔体指数为3.5g/10min。
将聚乙烯树脂经挤出机共挤出，在模头处汇合形成聚乙烯树脂熔体，经过30℃的激冷辊冷却后形成树脂片材，将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，经过120℃预热后，在80℃的条件下拉伸4.5倍，然后进入横向拉伸设备，经过130℃预热后，在120℃的条件下拉伸9倍，在125℃下定型，形成双向拉伸聚乙烯薄膜，薄膜经表面电晕处理后收卷，然后分切。
经测试，本对比例所制得的双向拉伸聚乙烯薄膜，其纵向拉伸强度为50MPa，横向拉伸强度为105MPa，氧气通过率大于680cm3/m3·day·atm，水蒸气通过率小于20g/m2·24h。
由实施例1至5与对比例1的对比结果可见，本发明的聚乙烯薄膜具有优异的阻隔性能和机械性能。
聚乙烯树脂中添加防粘剂，抗静电剂和吸酸剂会影响制得的聚乙烯薄膜的氧气通过率。比如，实施例5的氧气通过率显著优于实施例1，实施例4的氧气通过率显著优于实施例3，
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种聚乙烯薄膜，其特征在于：包括第一聚乙烯层、第二聚乙烯层，以及置于所述第一聚乙烯层与所述第二聚乙烯层之间的树脂层；所述第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层经共挤出形成所述聚乙烯薄膜；
所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层皆为乙烯基与丙烯或丁烯经茂金属催化剂催化聚合而成的共聚物，其丙烯或丁烯的含量为0.5wt％～2wt％，其熔体指数为2.5～3.5g/10min；
所述树脂层为乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂层。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层中的乙烯基含量皆为30wt％～40wt％。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述聚乙烯薄膜中还添加有防粘剂、抗静电剂和吸酸剂。
4.根据权利要求3所述的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述防粘剂为碳酸钙，所述抗静电剂为乙氧基化烷基酸胺，所述吸酸剂为水滑石。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于：所述第一聚乙烯层和所述第二聚乙烯层的厚度皆为1μm～10μm。
6.一种聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：将第一聚乙烯层、树脂层和第二聚乙烯层的原料经过挤出机共挤出，经流道分配器后于模头内汇合，再经激冷辊冷却后形成树脂片材；将树脂片材加热后，进行纵向拉伸和横向拉伸，得到所述聚乙烯薄膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述激冷辊的温度控制在20～30℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：纵向拉伸的预热温度控制在100～130℃，纵向拉伸的温度控制在80～100℃，纵向拉伸的定型温度控制在100～130℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：横向拉伸的预热温度控制在150～160℃，横向拉伸的温度控制在120～130℃，横向拉伸的定型温度控制在120～130℃。
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