CN115122738B - 一种橡胶密炼包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包装膜技术领域，提供了一种橡胶密炼包装膜及其制备方法。本发明提供的橡胶密炼包装膜由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成，本发明在包装膜的三层结构中采用了不同用量的POE，本发明通过添加POE，能够满足橡胶材料的包装时的熔融封口要求，使封口不容易开裂，并且通过控制三层中POE的比例，平衡包装膜的强度和熔点，在提高包装膜整体熔点的同时保证其力学性能。另外，本发明只在中层和内层中加入碳酸钙，外层不加碳酸钙，避免碳酸钙过高影响橡胶密炼产品的灰分，同时起到橡胶长期储存过程中的防粘连的作用。将本发明的橡胶密炼包装膜应用于橡胶密炼中，操作顺畅，无卡机现象，在橡胶储存过程中，无粘着和破损现象。

Description

一种橡胶密炼包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装膜技术领域，尤其涉及一种橡胶密炼包装膜及其制备方法。
背景技术
合成橡胶所用的非剥离型薄膜称为橡胶密炼包装膜，该薄膜是为了确保橡胶在储存期间，每个橡胶包能够单独分离不相互粘连。传统的包装薄膜应由以下材料之一制得：低密度聚乙烯(LDPE)；低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVAC)的共混物；合适规格的EVAC。薄膜中可以存在防老剂、爽滑剂和防粘剂等助剂。
中国专利CN111761902A中公开了一种用于溴化丁基橡胶的包装膜，该包装膜包括内层、外层和设置在内外层之间的芯层；芯层为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔点在60～105℃；外层与内层采用的原料相同。该产品在制备过程中使用上旋转牵引机，能够解决从膜芯出来的膜经风冷却吹胀后膜片厚度不均匀、收卷成卷膜时凹凸不平的技术问题。
但是，该专利包装膜应用方向比较单一，是为了溴化丁基橡胶的密炼而开发的，而且还存在包装膜和橡胶密炼时相容性差的缺陷，容易影响橡胶的性能，并且在橡胶块长期储存过程中，材料之间容易产生黏连。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种橡胶密炼包装膜及其制备方法。本发明提供的橡胶密炼包装膜。本发明提供的橡胶密炼包装膜熔点适宜，适用于各种类型橡胶材料的包装，并且与橡胶密炼时的相容性好，且储存过程中不易产生黏连。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种橡胶密炼包装膜，由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成；
所述外层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂的质量比为(30～80):(20～50):(0.5～1)；
所述中层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂的质量比为(10～50):(50～90):(1～5):(0.5～1)；
所述内层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂的质量比为(30～90):(10～40):(1～5):(0.5～1)；
所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为氟聚合物为聚烯烃树脂制备而成的功能母粒，所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂的熔指独立地为4～5g/10min，密度独立地为0.915～0.925g/cm3。
优选的，所述外层、中层和内层使用的低密度聚乙烯的熔指独立地为7～8g/10min，密度独立地为0.915～0.925g/cm3，熔点独立地为102～106℃。
优选的，所述外层、中层和内层使用的聚烯烃弹性体的熔指独立地为0.8～1.5g/10min，密度独立地为0.880～0.900g/cm3，熔点独立地为60～75℃。
优选的，所述中层和内层使用的碳酸钙母粒的熔指为5～7g/10min，密度为0.940～0.960g/cm3，熔点独立地为106～110℃。
优选的，所述外层、中层和内层使用的低密度聚乙烯为韩华化学有限公司生产的型号为955的低密度聚乙烯；
所述外层、中层和内层使用的聚烯烃弹性体为LG化学生产的型号为LC185的聚烯烃弹性体。
优选的，所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为大金氟化工有限公司生产的型号为PE104-001的加工助剂；
所述中层和内层使用的碳酸钙母粒为舒尔曼塑料(东莞)有限公司生产的型号为LCC70的碳酸钙母粒。
优选的，以外层、中层和内层的总质量为100％计，所述外层的质量分数为20～30％，中层的质量分数为40～60％，内层的质量分数为20～30％。
优选的，所述橡胶密炼包装膜的熔点为105～110℃。
本发明还提供了上述方案所述橡胶密炼包装膜的制备方法，包括以下步骤：将外层、中层和内层的制备原料进行三层共挤，得到所述橡胶密炼包装膜。
优选的，所述三层共挤的过程具体包括：将外层、中层和内层的制备原料分别送入外层、中层和内层挤出机中进行熔融塑化，将所得胶液输送至模头，挤出吹膜得到膜泡，所述膜泡冷却后依次进行稳泡、测厚、上牵引、电晕处理和下牵引，得到橡胶密炼包装膜。
本发明提供了一种橡胶密炼包装膜，由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成；所述外层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂的质量比为(30～80):(20～50):(0.5～1)；所述中层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂的质量比为(10～50):(50～90):(1～5):(0.5～1)；所述内层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂的质量比为(30～90):(10～40):(1～5):(0.5～1)；所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为氟聚合物为聚烯烃树脂制备而成的功能母粒，所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂的熔指独立地为4～5g/10min，密度独立地为0.915～0.925g/cm3。本发明在包装膜的三层结构中采用了不同用量的聚烯烃弹性体(POE)，POE具有高强度、高弹性、易加工性和优异的耐热老化和抗紫外线性能，本发明通过添加POE，能够满足橡胶材料的包装时的熔融封口要求，使封口不容易开裂，并且通过控制三层中POE的比例，平衡包装膜的强度和熔点，在降低包装膜整体熔点的同时保证其力学性能。
另外，本发明只在中层和内层中加入碳酸钙，外层不加碳酸钙，最终产品中严格控制碳酸钙含量小于5％，避免碳酸钙过高影响橡胶密炼产品的灰分，同时起到橡胶长期储存过程中的防粘连的作用。
实施例结果表明，本发明提供的橡胶密炼包装膜熔点为105℃左右，不超过110℃，适用于大多数橡胶的储存和密炼使用，将本发明的橡胶密炼包装膜应用于橡胶密炼中，操作顺畅，无卡机现象，在橡胶储存过程中，无粘着和破损现象。
附图说明
图1为采用本发明的橡胶密炼包装膜包装橡胶的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种橡胶密炼包装膜，由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成；
所述外层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂的质量比为(30～80):(20～50):(0.5～1)；
所述中层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂的质量比为(10～50):(50～90):(1～5):(0.5～1)；
所述内层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂的质量比为(30～90):(10～40):(1～5):(0.5～1)；
所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为氟聚合物为聚烯烃树脂制备而成的功能母粒，所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂的熔指独立地为4～5g/10min，密度独立地为0.915～0.925g/cm3。
在本发明中，所述外层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂的质量比为(30～80):(20～50):(0.5～1)，优选为(40～60):(30～40):(0.6～0.8)；所述外层使用的低密度聚乙烯的熔指优选为7～8g/10min，更优选为7.2～7.8g/10min，所述外层使用的低密度聚乙烯的密度优选为0.915～0.925g/cm3，更优选为0.918～0.920g/cm3，熔点优选为102～106℃，更优选为105℃；在本发明的具体实施例中，所述外层使用的低密度聚乙烯优选为韩华化学有限公司生产的型号为955的低密度聚乙烯，该低密度聚乙烯的熔指为7.7g/10min，密度为0.919g/cm3，熔点为105℃；本发明采用上述低密度聚乙烯，具有高熔指、低熔点、易加工等特性。
在本发明中，所述外层采用的聚烯烃弹性体(POE)的熔指优选为0.8～1.5g/10min，更优选为1～1.3g/10min，密度优选为0.880～0.900g/cm3，更优选为0.882～0.888g/cm3，熔点优选为60～75℃，更优选为69℃；在本发明的具体实施例中，所述外层采用的聚烯烃弹性体优选为LG化学生产的型号为LC185的聚烯烃弹性体，该聚烯烃弹性体的熔指为1.2g/10min，密度为0.885g/cm3，熔点为69℃，本发明采用上述POE，具有高强度、高弹性、易加工性和优异的耐热老化和抗紫外线性能。
在本发明中，所述第一加工助剂的熔指为4～5g/10min，优选为4.2～4.6g/10min，密度为0.915～0.925g/cm3，优选为0.918～0.922g/cm3；在本发明的具体实施例中，所述第一加工助剂优选为大金氟化工(中国)有限公司生产的型号为PE104-001的加工助剂，该加工助剂的熔指为4.5g/min，密度为0.920g/cm3；本发明采用该加工助剂，能够有效的减少模口积料、降低挤出压力，提高生产效率。
在本发明中，所述中层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂的质量比为(10～50):(50～90):(1～5):(0.5～1)，优选为(20～40):(60～80):(2～4):(0.6～0.8)；在本发明中，所述中层采用的低密度聚乙烯和聚烯烃弹性体的熔指、密度以及型号优选和外层采用的低密度聚乙烯和聚烯烃弹性体一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第二加工助剂的熔指、密度以及型号优选和第一加工助剂一致，在此不再赘述。在本发明中，所述中层采用的碳酸钙母粒的熔指优选为5～7g/10min，密度优选为0.940～0.960g/cm3，熔点优选为106～110℃，更优选为110℃；在本发明的具体实施例中，所述中层使用的碳酸钙母粒优选为舒尔曼生产的型号为LCC70的碳酸钙母粒，该碳酸钙母粒的熔指为6g/10min、密度为0.950g/cm3，熔点为110℃，本发明采用上述碳酸钙母粒，具有很好的开口性和爽滑性，且不析出、制袋后易开口，可以提高包装速度，与橡胶有很好的相容性。
在本发明中，所述内层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂的质量比为(30～90):(10～40):(1～5):(0.5～1)，优选为(40～80):(20～30):(2～4):(0.6～0.8)。在本发明中，所述内层采用的低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和碳酸钙母粒的熔指、密度、熔点以及具体型号优选和中一致，在此不再赘述。所述第三加工助剂的熔指、密度以及型号优选和第一加工助剂一致，在此不再赘述。
在本发明中，以外层、中层和内层的总质量为100％计，所述外层的质量分数优选为20～30％，更优选为22～25％，中层的质量分数优选为40～60％，更优选为45～55％，所述内层的质量分数优选为20～30％，更优选为22～25％。
在本发明中，所述橡胶密炼包装膜的熔点优选为105～110℃，所述所述橡胶密炼包装膜的总厚度优选为35～45μm，更优选为40μm。
在本发明中，所述橡胶密炼包装膜的纵向拉伸强度优选为26～27MPa，横向拉伸强度优选为24～25.5MPa，纵向断裂伸长率优选为245～260％，横向断裂伸长率优选为635～650％。
本发明还提供了上述方案所述橡胶密炼包装膜的制备方法，包括以下步骤：将外层、中层和内层的制备原料进行三层共挤，得到所述橡胶密炼包装膜。
在本发明中，所述三层共挤的过程具体包括：将外层、中层和内层的制备原料分别送入外层、中层和内层挤出机中进行熔融塑化，将所得胶液输送至模头，挤出吹膜得到膜泡，所述膜泡冷却后依次进行稳泡、测厚、上牵引、电晕处理和下牵引，得到橡胶密炼包装膜。
在本发明中，所述外层挤出机、中层挤出机和内层挤出机均优选设置有5个加热区，按照原料通过顺序，依次记为1区～5区；所述模头设置有5个加热区，按照原料通过顺序，依次记为1区～5区。
在本发明中，所述外层挤出机、中层挤出机、内层挤出机以及模头的各个区的挤出温度见表1：
表1外层、中层、内层挤出机以及模头的各个区的挤出温度
温度(℃) 1区 2区 3区 4区 5区
外层 155±5℃ 160±5℃ 160±5℃ 156±5℃ 150±5℃
中层 160±5℃ 165±5℃ 163±5℃ 160±5℃ 155±5℃
内层 162±5℃ 167±5℃ 165±5℃ 160±5℃ 160±5℃
模头 165±5℃ 170±5℃ 175±5℃ 170±5℃ 170±5℃
在本发明中，所述外层挤出机的挤出压力优选为23～35MPa，更优选为25～30MPa，所述中层挤出机的挤出压力优选为28～38MPa，更优选为30～35MPa，所述内层挤出机的挤出压力优选为21～32MPa，更优选为25～28MPa。
在本发明中，所述膜泡的冷却优选在自动风环的冷却风条件下进行，所述冷却风的温度优选为10～25℃，更优选为15～20℃。
在本发明中，所述稳泡优选在稳泡架中进行，所述测厚优选由在线测厚仪360℃旋转测量，在线测厚仪测量整个膜泡的厚度分布，并由将信息反馈至自动风环，之后膜泡被人字排夹成扁平的筒膜，然后进入上牵引旋转装置进行牵引，上牵引装置将膜展平后进入8条直径为120～200mm的导辊进一步冷却，冷却后的薄膜进入电晕处理装置，经过电晕处理后进入下牵引分成单张，即可得到成品。本发明对上述各个过程中采用的装置没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的上述装置即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本实施例制备的橡胶密炼包装膜，具有三层结构，分别为外层、中层和内层，以三层的总重量为100％计，外层、中层和内层的挤出重量分数依次为20％、60％和20％；各层原料组分如下：
外层：低密度聚乙烯955、聚烯烃弹性体POE LC185，加工助剂PE104-001，低密度聚乙烯、POE和加工助剂的质量比为32:45:0.8；
中层：低密度聚乙烯955、聚烯烃弹性体POE LC185，碳酸钙母粒LCC70，加工助剂PE104-001，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比为18:86:2.2:0.5；
内层：低密度聚乙烯955、聚烯烃弹性体POE LC185，碳酸钙母粒LCC70，加工助剂PE104-001，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比为67:35:3.5:1。
制备方法如下：
(1)将各层的原料分别加入外层挤出机、中层挤出机、内层挤出机进行熔融塑化后输出，将各挤出机输出的材料输送至模头，挤出吹膜并将熔融的外层材料、中层材料和内层材料融合成一层，再经过模口吹出；
(2)通过自动风环的10～25℃的冷却风冷却成需要的膜泡；
(3)冷却后经过稳泡架稳定膜泡，由在线测厚仪360℃旋转测量整个膜泡的厚度分布，并由厚度调节系统将信息反馈至自动风环调节；
(4)进入人字排的膜泡被夹成扁平的筒膜进入上牵引选装装置，将膜展平后依次进入8条直径为120mm的导辊进一步冷却；
(5)冷却后的薄膜再进入电晕处理装置，经过电晕处理后切边，进入下牵引分成单张进入前后装置收成品包装。
其中，挤出机和模头的温度及压力见表2：
表2挤出机温度和压力
条件 1区/℃ 2区/℃ 3区/℃ 4区/℃ 5区/℃ 压力/MPa
外层 155 160 160 156 150 24
中层 160 165 163 160 155 34
内层 162 167 165 160 160 26
模头 165 170 175 170 170
实施例2
以三层的总重量为100％计，外层、中层和内层的挤出重量分数依次为30％、40％和30％；
外层中，低密度聚乙烯、POE和加工助剂的质量比改为75:23:0.6；
中层中，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为50:58:2.8:0.6；
内层中，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为39:40:5:0.8。
其他条件以及制备方法均和实施例1一致。
实施例3
以三层的总重量为100％计，外层、中层和内层的挤出重量分数依次为25％、50％和25％；
外层中，低密度聚乙烯、POE和加工助剂的质量比改为55:36:1；
中层中，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为37:73:3.8:0.8；
内层中，低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为82:18:2.1:0.5。
其他条件以及制备方法均和实施例1一致。
对比例1
其他条件和实施例1一致，仅将内层中低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为28:65:3.5:1。
对比例2
其他条件和实施例2一致，仅将中层中低密度聚乙烯、POE、碳酸钙母粒和加工助剂的质量比改为85:22:4.2:0.6；
性能参数测试：
对实施例1～3和对比例1～2制备的橡胶密炼包装膜的力学性能、摩擦系数、熔点进行测试，结果见表3；
对实施例1～3和对比例1～2制备的橡胶密炼包装膜的操作性和防粘性进行测试，其中操作性的测试方法为：将包装膜应用于SBR丁苯橡胶和天然橡胶的密炼中，其中SBR丁苯橡胶的密炼排胶温度为125℃，时间为26min，天然橡胶(NR)的密炼排胶温度155℃，密炼时间为13min；防粘性的测试方法为：每箱装36块包装好的橡胶，放置40天后倒箱，倒箱过程中要容易拿出，每包之间不能粘连，即认为防粘性好，包装好的橡胶的实物图片如图1所示；测试结果见表3。
表3实施例1～3和对比例1～2所得橡胶密炼包装膜的性能参数测试结果
根据表2中的数据可以看出，本发明实施例1～3制备的橡胶密炼包装膜力学性能较好，COF摩擦系数低，且应用于橡胶密炼中时操作顺畅，无卡机现象，在橡胶堆放过程中无粘着，无破损。对比例1～2中中层或内层的原料比例不在本发明的范围内，所得橡胶密炼包装膜的摩擦系数较大，熔点不适宜，应用于橡胶密炼中时，操作性不好，且堆放过程中容易出现粘着和破损。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种橡胶密炼包装膜，其特征在于，由外层、中层和内层三层共挤吹膜制成；
所述外层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体和第一加工助剂的质量比为(30～80):(20～50):(0.5～1)；
所述中层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第二加工助剂的质量比为(10～50):(50～90):(1～5):(0.5～1)；
所述内层的制备原料包括低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂，所述低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳酸钙母粒和第三加工助剂的质量比为(30～90):(10～40):(1～5):(0.5～1)；
所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为氟聚合物和聚烯烃树脂制备而成的功能母粒，所述第一加工助剂、第二加工助剂和第三加工助剂均为大金氟化工有限公司生产的型号为PE104-001的加工助剂；所述外层、中层和内层使用的低密度聚乙烯为韩华化学有限公司生产的型号为955的低密度聚乙烯；所述外层、中层和内层使用的聚烯烃弹性体为LG化学生产的型号为LC185的聚烯烃弹性体；所述中层和内层使用的碳酸钙母粒为舒尔曼塑料(东莞)有限公司生产的型号为LCC70的碳酸钙母粒；
所述橡胶密炼包装膜的厚度为35～45μm。
2.根据权利要求1所述的橡胶密炼包装膜，其特征在于，以外层、中层和内层的总质量为100％计，所述外层的质量分数为20～30％，中层的质量分数为40～60％，内层的质量分数为20～30％。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶密炼包装膜，其特征在于，所述橡胶密炼包装膜的熔点为105～110℃。
4.权利要求1～3任意一项所述橡胶密炼包装膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将外层、中层和内层的制备原料进行三层共挤，得到所述橡胶密炼包装膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述三层共挤的过程具体包括：将外层、中层和内层的制备原料分别送入外层、中层和内层挤出机中进行熔融塑化，将所得胶液
输送至模头，挤出吹膜得到膜泡，所述膜泡冷却后依次进行稳泡、测厚、上牵引、电晕处理和下牵引，得到橡胶密炼包装膜。
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