CN114851667A

CN114851667A - 一种流体阻隔膜的制备方法、流体阻隔膜及流体容器

Info

Publication number: CN114851667A
Application number: CN202210595461.2A
Authority: CN
Inventors: 聂会平; 周珺璟
Original assignee: Zhejiang Yingnawei Packaging Materials Co ltd
Current assignee: Zhejiang Yingnawei Packaging Materials Co ltd
Priority date: 2022-05-29
Filing date: 2022-05-29
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2042-05-29
Also published as: CN114851667B

Abstract

本申请涉及一种流体阻隔膜的制备方法、流体阻隔膜及流体容器，具体而言，所述制备方法包括将A层膜和B层膜通过热压复合的方式制备成流体阻隔膜；所述热压复合的温度为80～150℃；A层膜：回收PE重量占比为60％～100％，非回收PE重量占比为0％～40％；B层膜：PA重量占比为8％～10％，TIE材料重量占比为1％～4％，非回收PE重量占比为86％～91％；A层膜与B层膜的热压复合接触面分别为回收PE和非回收PE，或者A层膜与B层膜的热压复合接触面均为非回收PE。本申请方法可以有效获得环保效用佳、成本较低且各项性能指标满足一定要求的流体阻隔膜。

Description

一种流体阻隔膜的制备方法、流体阻隔膜及流体容器

技术领域

本申请涉及一种阻隔膜的制备方法、阻隔膜以及流体容器，尤其涉及一种流体阻隔膜的制备方法、流体阻隔膜及流体容器，例如用于气体封装、包装、阻隔等，所述流体例如空气、液体等。

背景技术

流体阻隔膜通常会采用PE(聚乙烯)材料或PA(聚己内酰胺或聚己二酸己二胺)材料制作而成，从两种材料所制备得到的流体阻隔膜的性能来看，PA材料所得流体阻隔膜在强度(撕裂最大力或撕裂强度)、密闭性(透氧)或抗刺穿性(屈服应力)上稍优于PE材料所得流体阻隔膜。在实际应用中，由于PA材料成本偏高，以及有热封的需要，通常是以PE材料为主体材料，添加PA材料改善所得流体阻隔膜的性能；再者，PE材料的回收再用的便利优于于PA材料，因此，PA材料的添加量不宜过高，从环保的角度一般PA材料的添加量不宜超过5％(重量)，这也是目前国际的环保新规。

虽然上述PE材料与PA材料的组合已然能达到环保、低成本以及特定性能要求的满足，但由于目前国际上对流体阻隔膜的产品要求是希望能在环保上更进一步，例如对回收的PE材料的循环使用，以此更好地降低对环境的污染，同时节约资源。目前所期望要求的是此类产品能使用回收的PE材料占比整体材料重量的30％以上。

在实际制造过程中，若回收PE材料的重量占比为30％以上时，，采用共挤或流延制膜工艺都不能得合格的的膜；采用干法复合工艺，虽能得到平整的膜，但所得膜撕裂强度不够；为了改善性能，可采用增加PA材料重量含量至15％，所得膜性能(例如强度)可达到所需水准。但这样操作后，所得膜不符合环保要求，成本也增加，这并不符合相应的期望值。

发明内容

本申请的目的在于提供一种流体阻隔膜的制备方法、流体阻隔膜及流体容器，该方法可以有效获得环保效用佳、成本较低且各项性能指标满足一定要求的流体阻隔膜。

回收PE材料含有杂质，这些杂质要么通过微量浓度的转化产物形成，要么通过外来杂质形成，这些杂质可能是无机物或有机物，例如PE材料制成品在使用时所附着的阻燃剂、印刷油墨、油漆残渣、表面活性剂以及接触介质的残留物等，这些物质常常会对聚合物有害，因为它们具有对热不稳定性，这类杂质降低了回收PE材料的稳定性，回收PE材料的掺杂会完全恶化其制备出的流体阻隔膜的性能，因为杂质中较多聚合物或混合物是不相容的，不仅是力学性能，还有加工性能和长期性能将会极大地受到影响。即使回收PE材料经过仔细分类、分离和清洗，不均一性和残留杂质依然存在，目前还没有有效的纯化方法除去杂质。另外，除杂质影响外，PE材料在加工过程中和首次生命周期中，已然发生了分子链的不可逆变化，包括力学、化学和辐射等方法造成的变化，歧化和解聚反应也导致了低分子量产物，降低了其分子量。这些均对于回收PE材料本身再次应用制备成流体阻隔膜造成困难。

通过研究发现，回收PE材料通常是通过胶黏树脂(TIE)材料与PA材料共挤或流延吹制而成，但在共挤或流延吹制过程中，由于前述原因，无论是何种层分布方式，其所得流体阻隔膜均是不平整的，所得膜常常形成不平整的皱折和超标的晶点，这两项均是本类产品所需要规避的指标。若采用传统干法复合工艺，所得阻隔膜的强度尤其是撕裂强度不够。

为解决上述问题，本申请所提供的第一种方案为：

流体阻隔膜的制备方法，包括将A层膜和B层膜通过热压复合的方式制备成流体阻隔膜；所述热压复合的温度为80～150℃；

A层膜：回收PE重量占比为60％～100％，非回收PE重量占比为0％～40％；

B层膜：PA重量占比为8％～10％，TIE材料重量占比为1％～4％，非回收PE重量占比为86％～91％；

A层膜与B层膜的热压复合接触面分别为回收PE和非回收PE，或者A层膜与B层膜的热压复合接触面均为非回收PE。

可选的，A层膜与B层膜的热压复合接触面的摩擦系数不低于0.4。

可选的，A层膜与B层膜的厚度之比为1:1～2:3。

可选的，A层膜或B层膜采用共挤或流延吹制工艺制成。

可选的，A层膜分为三层，分别为A外层、A中层和A内层，其中，至少A中层为回收PE。

可选的，B层膜分为至少五层，分别为B外层、B胶粘TIE层、B中层、B胶粘TIE层和B内层，其中B中层为PA层，B外层和B内层为非回收PE材料。

可选的，所述非回收PE可选自LDPE、MDPE、LLDPE中任一种或多种。

可选的，所述热压复合工艺可选自模压热封或辊压热封中任一种。

本申请还提供一种流体阻隔膜，所述流体阻隔膜采用前述任一所述的制备方法制备得到。

本申请还提供一种流体容器，所述流体容器采用前述所述的流体阻隔膜所制备而成。

本申请流体阻隔膜的制备方法不仅改进了对具体层分布的选择，同时还改进了复合工艺，以此来获得环保效用佳、成本较低且各项性能指标满足一定要求的流体阻隔膜。本申请对流体阻隔膜制备方法的改进可以有效的解决在原料中添加至少30％重量以上回收PE材料对所得流体阻隔膜的性能影响问题。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本申请以下各项实施例采用如下的制备方法：

流体阻隔膜的制备

A层膜的制备：将回收PE与非回收PE按照重量占比X通过共挤或流延吹制工艺制成。

B层膜的制备：将PA、TIE、非回收PE按照重量占比Y通过共挤或流延吹制工艺制成，其中，共挤或流延吹制的B层膜的层分布顺序中PA位于中间，PA与非回收PE之间设置TIE。

流体阻隔膜的制备：A层膜与B层膜在温度为T℃下通过热压复合的方式制备成流体阻隔膜。

采用上述制备方法，A层膜与B层膜的热压复合接触面的摩擦系数不低于Z，A层膜与B层膜的厚度之比为D，回收PE可选自LDPE，非回收PE可采用M成分。

在上述制备方法下，制备各实施例的流体阻隔膜，所采用的各项参数如下表：

表1：

A层膜的层分布:回收PE/回收PE/回收PE；

B层膜的层分布:非回收PE/TIE/PA/TIE/非回收PE

上表中，实施例1-7均采用回收PE100％重量共挤制成的A层膜，其具体层分布方式例如采用回收PE/回收PE/回收PE的三层模式，具体每一层所含有的回收PE的重量含量可多样分配，例如平均分配或中间层占比50％的重量等均可。

实施例1-7中B层膜的层分布方式例如采用非回收PE/TIE/PA/TIE/非回收PE的五层方式，其中，PA整体位于中间，非回收PE位于两侧，可平均分配重量，也可多样化分配重量，TIE作为胶粘树脂，也可平均分配重量至两侧，用于粘结非回收PE与PA。

实施例1-7中回收PE可选择LDPE，非回收PE可选自LDPE、MDPE、LLDPE中任一种或多种，具体可根据膜所需性能偏向进行选择。例如实施例7中B层膜的一侧非回收PE可选择为LDPE，另一侧非回收PE为MDPE和LLDPE。

表2：

A层膜的层分布:非回收PE/回收PE/非回收PE；

B层膜的层分布:非回收PE/TIE/PA/TIE/非回收PE

上表中，实施例8-14中A层膜的层分布方式例如采用非回收PE/回收PE/非回收PE的三层方式，具体每一层所含有的非回收PE的重量含量可多样分配，例如平均分配。

实施例8-14中B层膜的层分布方式例如采用非回收PE/TIE/PA/TIE/非回收PE的五层方式，其中，PA整体位于中间，非回收PE位于两侧，可平均分配重量，也可多样化分配重量，TIE作为胶粘树脂，也可平均分配重量至两侧，用于粘结非回收PE与PA。

实施例8-14中回收PE可选择LDPE，非回收PE可选自LDPE、MDPE、LLDPE中任一种或多种，具体可根据膜所需性能偏向进行选择。例如实施例14中，A层膜中非回收PE可选择LDPE，B层膜中一侧非回收PE可选择为LDPE，另一侧非回收PE为MDPE和LLDPE。

上述制备方法中所采用的共挤或流延吹制设备可采用现有常规使用的或通用的共挤或流延吹制设备；所采用的热压复合设备可以采用现有常规用于其他塑料膜制品复合的设备，具体热压复合可以采用例如模压热封或辊压热封。

本申请所采用的各项成分或组分均可以通过市售或自制的方式获取。采用本申请所得流体阻隔膜所制备得到的流体容器可以是例如气柱缓冲包装袋、充气密封袋、冰袋、储水袋、阀门密封膜等。

所得各流体阻隔膜实施例的检测

本申请所得流体阻隔膜的性能检测方法及测试参数如下(均测试统一规格的流体阻隔膜，例如50μm整体厚度，A层膜和B层膜均25μm厚度)：

上述性能中除透氧及热封线分层(爆封)情况外，其余性能参数均可测试试样的横向方向和纵向方向。

撕裂最大力是指沿某一方向撕裂薄膜、纺织品等物品所需的最大力，单位为N，撕裂强度则是所需的撕裂最大力除以试片的厚度，单位为N/mm。

断裂最大力是指沿某一方向薄膜断裂的一瞬间所受到的最大力，单位为N/15mm。

断裂伸长率是指试样在沿某一方向拉断时的位移值与原长的比值，以百分比表示(％)，该性能值越大，表明其韧性越强。

屈服应力是指使材料沿某一方向发生屈服时的正应力，单位为N/15mm。

透氧是指试样对氧气的透过率，可用于衡量试样对氧气的阻隔性，值越大，对氧气的阻隔性越差，单位为cc/m²。

热封线分层(爆封)情况表示试样对热的耐受能力及膜的层与层间的结合力。

在上述检测方式下，将本申请前所得各流体阻隔膜的实施例分别进行上述性能检测，所得检测结果可参考表3～表4。

表3

表4

以上实施例1-7所得流体阻隔膜因各项参数的变化，性能有调整。实施例8-14所得流体阻隔膜因回收PE的使用量变化，各项测试数据差异不大，波动合理，侧面反映出本制备方法A层膜采用100％重量回收PE对环保更为有利。

以上实施例1-14以及前述说明均清楚且完整的表明本申请所提供的流体阻隔膜的制备方法所述制备得到的流体阻隔膜能满足期望使用的回收PE占比在30％～50％的同时，可以有效保留所期望的各项性能参数，并且未使用较多的PA，保留环保效果的同时，成本降低。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.流体阻隔膜的制备方法，其特征在于：包括将A层膜和B层膜通过热压复合的方式制备成流体阻隔膜；所述热压复合的温度为80～150℃；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，A层膜与B层膜的热压复合接触面的摩擦系数不低于0.4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，A层膜与B层膜的厚度之比为1:1～2:3。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，A层膜或B层膜采用共挤或流延吹制工艺制成。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，A层膜分为三层，分别为A外层、A中层和A内层，其中，至少A中层为回收PE材料。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，B层膜分为至少五层，分别为B外层、B胶粘TIE层、B中层、B胶粘TIE层和B内层，其中B中层为PA层，B外层和B内层为非回收PE材料。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述回收PE可选自LDPE，非回收PE可选自LDPE、MDPE、LLDPE中任一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压复合工艺可选自模压热封或辊压热封中任一种。

9.权1～权8任一所述的制备方法制备得到的流体阻隔膜。

10.用权9所述的流体阻隔膜所制备而成的流体容器。