CN115635750A

CN115635750A - 一种耐低温的三层共挤重包装膜

Info

Publication number: CN115635750A
Application number: CN202110818335.4A
Authority: CN
Inventors: 杨帆; 关莉; 朱军; 胡斌; 龚毅斌; 刘广宇; 张宝林; 冉崇文; 缪江
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2023-01-24

Abstract

本发明提供一种耐低温的三层共挤重包装膜，包括内层、中层及外层，其中，内层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：25％～40％；线型低密度聚乙烯：15％～30％；高压聚乙烯：20％～25％；聚烯烃塑性体：5％～35％；中层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：50％～60％；线型低密度聚乙烯：15％～30％；高压聚乙烯：10％～20％；聚烯烃塑性体：0％～20％；外层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：30％～40％；线型低密度聚乙烯：15％～40％；高压聚乙烯：20％～25％；聚烯烃塑性体：0％～35％。本发明的三层共挤重包装膜能够降低重包装膜的破包率，尤其是重包装膜在低温下的破包率。

Description

一种耐低温的三层共挤重包装膜

技术领域

本发明涉及一种耐低温的三层共挤重包装膜，属于重包装膜技术领域。

背景技术

三层共挤重包装膜是通过三层共挤吹塑工艺生产的具有高强度的重载膜，常用于固体颗粒物的包装袋。与传统的编织袋包装形式相比，重包装膜具有更低的成本，更好的包装效率，包装物更加洁净。常见的三层共挤重包装膜用于包装10kg、15kg、25kg的包装物。

为了保证重包装膜具有较高的力学强度和热封强度，重包装膜通常选用茂金属线性低密度聚乙烯树脂(m-LLDP)、线型低密度聚乙烯树脂(LLDPE)、低密度聚乙烯树脂(LDPE)以及高密度聚乙烯树脂(HDPE)混配制得。现有的重包装膜配方不仅原料多，而且在温度较低时(冬季，0℃～-35℃的环境)，聚乙烯制品会出现明显的低温脆性，从而使得制备的三层共挤重包装膜在低温下的强度并不理想。选用现有技术制备的三层共挤重包装膜的低温脆性往往会导致包装袋破损率严重，破包率上升，为工业生产带来一定的经济损失。

发明内容

为了解决上述工艺中存在的问题，本发明提供一种耐低温的三层共挤重包装膜，能够降低现有技术中的重包装膜的破包率，尤其是重包装膜在低温下的破包率。

本发明的一方面，提供一种耐低温的三层共挤重包装膜，包括内层、中层及外层，其中，内层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：25％～40％，线型低密度聚乙烯：15％～30％，高压聚乙烯：20％～25％，聚烯烃塑性体：5％～35％；中层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：50％～60％，线型低密度聚乙烯：15％～30％，高压聚乙烯：10％～20％，聚烯烃塑性体：0％～20％；外层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：30％～40％，线型低密度聚乙烯：15％～40％，高压聚乙烯：20％～25％，聚烯烃塑性体：0％～35％。

根据本发明的一实施方式，内层还包含加工助剂，内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％；和/或，外层还包含加工助剂，内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％，加工助剂包括聚氧化乙烯和/或偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

根据本发明的一实施方式，中层还包含色母，中层中色母的质量百分比为1％。

根据本发明的一实施方式，重包装膜总厚度为120～180μm，内层的厚度、中层的厚度、外层的厚度的比例为1:2～3：1。

根据本发明的一实施方式，茂金属聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.3～2.0g/10min。

根据本发明的一实施方式，线型低密度聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min。

根据本发明的一实施方式，高压聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.2～0.8g/10min。

根据本发明的一实施方式，聚烯烃塑性体的密度为0.900～0.915g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min。

根据本发明的一实施方式，三层共挤重包装膜是通过三层共挤吹膜机经过吹塑加工制得。

根据本发明的一实施方式，吹塑加工过程的温度为170～210℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的耐低温的三层共挤重包装膜，其内层、中层、外层采用特定种类及比例的茂金属聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高压聚乙烯、聚烯烃塑性体，按照相应比例进行复配，能够使重包装膜具有优良的力学性能，尤其是保证重包装膜在低温环境下(0℃～-35℃)的力学性能，进而降低重包装膜在低温环境下的破包率。

使用本发明提供的重包装膜能够满足低温极寒天气下对三层共挤重包装膜的应用需求，可极大改善低温地区重包装膜的冬季破包率较高的现象，减少原料的损耗，对节能降耗，环境友好等方面有着优异的经济效益及社会效益。

具体实施方式

以下所列举具体实施方式只是对本发明的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本发明，并非限定本发明的范围。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种耐低温的三层共挤重包装膜，包括内层、中层及外层，其中，内层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：25％～40％，线型低密度聚乙烯：15％～30％，高压聚乙烯：20％～25％，聚烯烃塑性体：5％～35％；中层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：50％～60％，线型低密度聚乙烯：15％～30％，高压聚乙烯：10％～20％，聚烯烃塑性体：0％～20％；外层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：30％～40％，线型低密度聚乙烯：15％～40％，高压聚乙烯：20％～25％，聚烯烃塑性体：0％～35％。具体地，三层共挤重包装膜由内至外依次设置内层、中层及外层，采用上述的原料和配比，能够保证三层共挤重包装膜(重包装膜)在低温环境中的力学性能，进一步降低包装膜的破损率和破包率。

具体地，线型低密度聚乙烯是指结构中具有线型结构的聚乙烯，一般情况下分子链较长。高压聚乙烯也叫做低密度聚乙烯，与线型低密度聚乙烯相比，高压聚乙烯的结构中具有较多的支化点，类似于树枝状结构。聚烯烃塑性体可以通过购买获得，常见的由美国陶氏化学(DOW化学)、日本三井等企业生产的系列聚烯烃塑性体，具体包括美国陶氏1881G、美国陶氏475HM等牌号。本发明中的聚烯烃塑性体选自美国陶氏1881G、美国陶氏475HM中的至少一种。上述茂金属聚乙烯可以简称为mLLDPE，线型低密度聚乙烯可以简称为LLDPE，高压聚乙烯可以简称为LDPE，聚烯烃塑性体可以简称为POP。

具体地，在内层中，mLLDPE的质量百分比为25％～40％，例如25％、30％、35％、40％或其中任意两者组成的范围。LLDPE的质量百分比为15％～30％，例如15％、20％、25％、30％或其中任意两者组成的范围。LDPE的质量百分比为20％～25％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％或其中任意两者组成的范围。POP的质量百分比为5％～35％，例如5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％或其中任意两者组成的范围。

具体地，在中层中，mLLDPE的质量百分比为50％～60％，例如50％、52％、54％、56％、58％、60％或其中任意两者组成的范围。LLDPE的质量百分比为15％～30％，例如15％、20％、25％、30％或其中任意两者组成的范围。LDPE的质量百分比为10％～20％，例如10％、15％、20％或其中任意两者组成的范围。POP的质量百分比为0％～20％，例如0％、2％、5％、10％、15％、20％或其中任意两者组成的范围。

具体地，在外层中，mLLDPE的质量百分比为30％～40％，例如30％、32％、34％、36％、38％、40％或其中任意两者组成的范围。LLDPE的质量百分比为15％～40％，例如15％、20％、25％、30％、35％、40％或其中任意两者组成的范围。LDPE的质量百分比为20％～25％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％或其中任意两者组成的范围。POP的质量百分比为0％～35％，例如0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％或其中任意两者组成的范围。在重包装膜的内层、中层、外层中加入POP，能够进一步增大重包装膜表面的弹性，在保证热合强度高的情况中，提高重包装膜表面的不规整度，增大摩擦系数。按照上述重包装膜外层的原料比例进行混配，能够使重包装膜具有优良的力学性能，保证重包装膜在低温环境下(0℃～-35℃)力学性能。

在一些实施例中，内层还包含加工助剂，内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％，例如1％、2％、4％、5％或其中任意两者组成的范围。外层还包含加工助剂，内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％，例如1％、2％、4％、5％或其中任意两者组成的范围。加工助剂包括聚氧化乙烯和/或偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，即加工助剂可以是聚氧化乙烯或偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，也可以是聚氧化乙烯和偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的混合组合。加工助剂的加入有助于内层的加工，能够使重包装膜在加工过程中具有优良的加工性能，进而保证加工的稳定性。

在一些实施例中，中层还包含色母，中层中色母的质量百分比为1％～2％，例如1％、1.2％、1.5％、2％或其中任意两者组成的范围。通过加入不同颜色的色母可以制备得到相应颜色的重包装膜，从而丰富重包装膜的颜色。

在一些实施例中，重包装膜总厚度为120～180μm，例如，120μm、140μm、160μm、180μm或其中任意两者组成的范围。内层的厚度、中层的厚度、外层的厚度的比例为1:2～3:1，例如，内层的厚度、中层的厚度、外层的厚度的比例为1:2:1、1:2.2:1、1:2.4:1、1:2.6:1、1:2.8:1、1:3:1或其中任意两者组成的范围。一般情况下，内层、中层、外层的密度一致，内层、中层、外层的质量的比例为1:2～3:1。该重包装膜可以用于食品包装等包装袋，在上述厚度范围的重包装膜既能保证重包装膜的包装阻隔性能，还能够大幅降低重包装膜的成本，提高生产效率。

在一些实施例中，mLLDPE的密度为0.918～0.920g/cm³，例如0.918g/cm³、0.919g/cm³、0.920g/cm³或其中任意两者组成的范围。熔融指数为0.3～2.0g/10min，例如0.3g/10min、0.6g/10min、0.8g/10min、1.0g/10min、1.2g/10min、1.4g/10min、1.8g/10min、2.0g/10min或其中任意两者组成的范围。

在一些实施例中，LLDPE的密度为0.918～0.920g/cm³，例如0.918g/cm³、0.919g/cm³、0.920g/cm³或其中任意两者组成的范围。熔融指数为0.5～1.5g/10min，例如0.5g/10min、0.8g/10min、1.0g/10min、1.2g/10min、1.4g/10min、1.5g/10min或其中任意两者组成的范围。

在一些实施例中，LDPE的密度为0.918～0.920g/cm³，例如0.918g/cm³、0.919g/cm³、0.920g/cm³或其中任意两者组成的范围。熔融指数为0.2～0.8g/10min，例如0.2g/10min、0.3g/10min、0.6g/10min、0.8g/10min或其中任意两者组成的范围。

在一些实施例中，POP的密度为0.900～0.915g/cm³，例如0.900g/cm³、0.905g/cm³、0.910g/cm³、0.915g/cm³或其中任意两者组成的范围。熔融指数为0.5～1.5g/10min，例如0.5g/10min、0.8g/10min、1g/10min、1.2g/10min、1.4g/10min、1.5g/10min或其中任意两者组成的范围。

在一些实施例中，三层共挤重包装膜是通过三层共挤吹膜机经过吹塑加工制得。具体地，三层共挤吹膜机包括挤出机、三层吹膜模头等，将满足上述内层、中层、外层质量组分的物料分别输送至三台挤出机中加热融化(温度为175℃)，物料将从三台挤出机的挤出口汇合至同一个三层吹膜模头，在三层吹膜模头出口处，内层、中层、外层被复合在一起，得到多层薄膜材料，然后将多层的薄膜材料采用风冷进行冷却、定型，得到重包装膜。

在一些实施例中，吹塑加工过程的温度为170～210℃，例如170℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃或其中任意两者组成的范围。在170～210℃的温度范围内吹塑加工，可以确保重包装膜的力学强度。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例和对比例中，所用原料均为商购，其中：mLLDPE的平均密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.3～2.0g/10min；LLDPE的平均密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min；LDPE的平均密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.2～0.8g/10min；POP的平均密度为0.900～0.915g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min。

实施例1

按照以下质量百分比制备耐低温的三层共挤重包装膜产品：

外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：40％；LLDPE：40％；LDPE：20％；

中层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：50％；LLDPE：29％；LDPE：20％；色母粒：1％；

内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：30％；LDPE：25％；POP：5％；加工助剂：1％；

将满足上述内层、中层、外层质量组分的物料分别输送至三台挤出机中加热融化(温度为175℃)，物料将从三台挤出机的挤出口汇合至同一个三层吹膜模头，在三层吹膜模头出口处，内层、中层、外层被复合在一起，得到多层薄膜材料，然后将多层的薄膜材料采用风冷进行冷却、定型，得到厚度为160μm的重包装膜产品，内层、中层、外层的厚度比为1:2:1。

实施例2

与实施例1相比，内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：25％；LDPE：20％；POP：15％；加工助剂：1％；其他条件不变。

实施例3

与实施例1相比，内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：25％；加工助剂：1％；其他条件不变。

实施例4

与实施例1相比，内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：29％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：35％；加工助剂：1％；其他条件不变。

实施例5

与实施例1相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：40％；LLDPE：30％；LDPE：25％；POP：5％；中层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：50％；LLDPE：19％；LDPE：20％；POP：10％；色母粒：1％；其他条件不变。

实施例6

与实施例5相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：40％；LLDPE：25％；LDPE：20％；POP：15％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：25％；LDPE：20％；POP：15％；加工助剂：1％；其他条件不变。

实施例7

与实施例5相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：40％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：25％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：25％；加工助剂：1％；其他条件不变。

实施例8

与实施例5相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：30％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：35％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：29％；LLDPE：15％；LDPE：20％；POP：35％；加工助剂：1％；其他条件不变。

对比例1

按照以下质量百分比制备耐低温的三层共挤重包装膜产品：

内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：39％；LLDPE：40％；LDPE：20％；加工助剂：1％；

对比例2

与对比例1相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：45％；LLDPE：35％；LDPE：20％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：44％；LLDPE：35％；LDPE：20％；加工助剂：1％；其他条件不变。

对比例3

与对比例1相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：50％；LLDPE：30％；LDPE：20％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：49％；LLDPE：30％；LDPE：20％；加工助剂：1％；其他条件不变。

对比例4

与对比例1相比，外层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：55％；LLDPE：25％；LDPE：20％；内层包括以下质量百分比的组分：mLLDPE：54％；LLDPE：25％；LDPE：20％；加工助剂：1％；其他条件不变。

上述实施例1～8和对比例1～4中的原料配比见表1和表2；

对上述实施例1～8和对比例1～4中的耐低温的三层共挤重包装膜产品(重包装膜产品)进行以下性能测试，测试结果见表3和表4，其中，

拉伸强度、断裂标称应变和拉伸屈服应力是根据GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定法》中的2型试样测定，其中选取宽度为10mm、夹具初始距离为50mm、纵、横向光滑面的重包装膜各5片，其中试验速度为(500±50)mm/min。其中测试环境温度为23℃，湿度为50％；

裤型撕裂强度是根据GB/T 16578.1《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定法》测定，其中测试环境温度为23℃，湿度为50％；

冲击破损质量是根据GB/T 9639.1-2008A《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法》测定，其中选取重包装膜产品的光滑面进行测定。

摩擦系数是根据GB/T 10006《塑料和薄片摩擦系数测定方法》测定，选取重包装膜产品的光滑面进行测定，其中测试环境温度为23℃，湿度为50％；

耐跌落性是根据GB/T 4857.5《包装、运输包装件跌落试验方法》测定。随机抽取3个重包装膜产品，使用该重包装膜产品包装好25kg的物料，得到测试样品，将测试样品按3m高度，分别按正面、立面、侧面的次序依次进行1次自由落下，其中，测试环境温度低于-20℃，湿度低于40％。

热合强度是根据QB/T 2358《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》测定，其中测试环境温度为23℃，湿度为50％；

表1实施例1～8中重包装膜产品的原料配比

表2对比例1～4中重包装膜产品的原料配比

表3实施例1～8中的重包装膜产品的性能测试结果

表4对比例1～4中的重包装膜产品的性能测试结果

根据表3和表4可知，实施例中的重包装膜产品在常温环境下的具有优异的断裂标称应变、拉伸屈服应力、裤型撕裂强度，与对比例相比，实施例中的重包装膜产品具备更好的拉伸强度、冲击破损质量、热合强度，在耐跌落性实验中均不存在破包现象，说明本发明提供的重包装膜具备优异的力学强度，能够显著降低重包装膜在低温环境下的破包率。此外，通过在重包装膜的外层、内层、中层中加入POP并控制各组分的质量组分，能够进一步提高重包装膜的热合强度，同时增大重包装膜的摩擦系数，能够解决重包装膜生产过程中粘连或打滑的问题。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例以及试验验证。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，包括内层、中层及外层，其中，

内层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：25％～40％；线型低密度聚乙烯：15％～30％；高压聚乙烯：20％～25％；聚烯烃塑性体：5％～35％；

中层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：50％～60％；线型低密度聚乙烯：15％～30％；高压聚乙烯：10％～20％；聚烯烃塑性体：0％～20％；

外层包括以下质量百分比的组分：茂金属聚乙烯：30％～40％；线型低密度聚乙烯：15％～40％；高压聚乙烯：20％～25％；聚烯烃塑性体：0％～35％。

2.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，

所述内层还包含加工助剂，所述内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％；

和/或，

所述外层还包含加工助剂，所述内层中加工助剂的质量百分比为1％～5％；

所述加工助剂包括聚氧化乙烯和/或偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

3.根据权利要求1或2所述的耐低温的三层共挤重包装膜，所述中层还包含色母，所述中层中色母的质量百分比为1％～2％。

4.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述重包装膜总厚度为120～180μm，所述内层的厚度、所述中层的厚度、所述外层的厚度的比例为1:2～3：1。

5.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述茂金属聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.3～2.0g/10min。

6.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min。

7.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述高压聚乙烯的密度为0.918～0.920g/cm³，熔融指数为0.2～0.8g/10min。

8.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述聚烯烃塑性体的密度为0.900～0.915g/cm³，熔融指数为0.5～1.5g/10min。

9.根据权利要求1所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述三层共挤重包装膜是通过三层共挤吹膜机经过吹塑加工制得。

10.根据权利要求9所述的耐低温的三层共挤重包装膜，其特征在于，所述吹塑加工过程的温度为170～210℃。