CN116178829B - 一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜及其制备方法，涉及包装材料的领域。其中，单向聚乙烯收缩膜由28‑32wt%高压低密度聚乙烯、8‑12wt%低压聚乙烯、35‑45wt%线型低密度聚乙烯以及15‑25wt%茂金属线型低密度聚乙烯加工得到。本申请中的单向聚乙烯收缩膜具有收缩率稳定、透明度高、力学性能好、热封强度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料的领域，尤其是涉及一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜及其制备方法。
背景技术
食品、药品、饮料等行业，传统的外包装形式为纸箱包装。但纸箱防潮性差且经不起挤压，存在运输不方便的缺点。为此，人们采用收缩膜对纸箱进行包缠，有效改善了纸箱防潮性差和耐压差的问题。
聚乙烯收缩膜具有无毒、韧性较好的特点，是收缩膜中广泛使用的一种。但是，目前的聚乙烯收缩膜在存放过程中，普遍存在收缩率下降比较快的问题，原因可能是聚乙烯收缩膜的收缩率容易受环境温度的影响。这容易使聚乙烯收缩膜在使用时达不到理想的收缩率，从而使得聚乙烯收缩膜对纸箱的包装稳定性降低。
发明内容
为了提高聚乙烯收缩膜收缩率的稳定性，尽可能提高聚乙烯收缩膜对纸箱的包装稳定性，本申请提供一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜及其制备方法。
本申请提供的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜采用如下的技术方案：
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，由以下重量百分比的原料制成：
高压低密度聚乙烯：28-32％；
低压聚乙烯：8-12％；
线型低密度聚乙烯：35-45％；
茂金属线型低密度聚乙烯：15-25％；
所述高压低密度聚乙烯的熔融指数为0.30-0.35g/10min；
所述线型低密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2g/10min；
所述茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0-4.0g/10min。
加入茂金属线型低密度聚乙烯能够有效降低单向聚乙烯收缩膜的收缩率随时间延长而减小的幅度，有利于提高单向聚乙烯收缩膜的收缩率稳定性。另外，选用熔融指数在上述范围内的各类聚乙烯，能够有效提高各原料之间的相容性，有利于提高单向聚乙烯收缩膜的透明度、力学性能以及热封强度。
可选的，所述茂金属线型低密度聚乙烯包括第一茂金属线型低密度聚乙烯和第二茂金属线型低密度聚乙烯，所述第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.0-2.5g/10min，所述第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为3.5-4.0g/10min，且所述第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为(2.8-3.2)：1。
当茂金属线型低密度聚乙烯选用第一茂金属线型低密度聚乙烯和第二茂金属线型低密度聚乙烯的组合物，且第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.0-2.5g/10min，第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为3.5-4.0g/10min，第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为(2.8-3.2)：1内时，单向聚乙烯收缩膜的热封强度提高。
可选的，所述第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数相差1.5g/10min以上。
第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数相差1.5g/10min以上时，有利于获得透明度与力学性能均较好的单向聚乙烯收缩膜。
可选的，所述茂金属线型低密度聚乙烯为改性茂金属线型低密度聚乙烯，所述改性茂金属线型低密度聚乙烯包括以下重量份的原料：
茂金属线型低密度聚乙烯：70-80份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：8-12份
聚碳酸酯：3-5份
马来酸酐：6-10份
过氧化二异丙苯：1-3份
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为1.7-3.5g/10min,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯含量为10-15％；
所述聚碳酸酯的熔融指数为6.0-8.0g/10min。
乙烯醋酸乙烯酯共聚物与聚碳酸酯两者协同对茂金属线型低密度聚乙烯进行改性，不仅能够有效提高单向聚乙烯收缩膜的自粘性能，还有利于提高单向聚乙烯收缩膜的力学稳定性能。
可选的，所述改性茂金属线型低密度聚乙烯还包括原料助剂，所述助剂选用抗氧化剂、紫外线吸收剂中的任意一种或几种的组合物。
可选的，所述抗氧化剂的掺入量为茂金属线型低密度聚乙烯重量的0.5-1.0％。
抗氧化剂的掺入量在上述范围内时能够有效降低聚合物在生产过程中的热降解，有利于获得力学性能好的单向聚乙烯收缩膜。
可选的，所述抗氧化剂选用受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的组合物，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的重量比为(2-3):2。
抗氧化剂1010是一种高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性，并有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解。抗氧化剂168能提能有效地分解聚合物材料热加工过程中产生的氢过氧化物，与抗氧化剂1010复配使用能够提高聚合物在加工过程中的稳定性。
可选的，所述紫外线吸收剂的掺入量为茂金属线型低密度聚乙烯重量的0.8-1.2％。
紫外线吸收剂掺入量控制在上述范围有利于紫外线吸收剂的均匀分散，从而获得具有较好耐光性能的单向聚乙烯收缩膜。
可选的，所述紫外线吸收剂选用苯并三唑类紫外线吸收剂。
苯并三唑类紫外线吸收剂具有性能稳定，毒性低，吸收紫外线能力强，能够抑制或减弱光降解作用，提高单向聚乙烯收缩膜的耐光性能。
第二方面，本申请提供的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜的制备方法采用如下的技术方案：
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比将高压低密度聚乙烯、低压聚乙烯、线型低密度聚乙烯、茂金属线型低密度聚乙烯均匀混合得到预混料；
(2)将预混料熔融挤出、吹膜，得到单向聚乙烯收缩膜；其中，吹胀比控制在3-3.5。
综上所述，本申请的技术方案至少包括以下有益效果：
1.本申请中的单向聚乙烯收缩膜具有收缩率稳定的特点，长时间储存后，收缩率变化不大，单向聚乙烯收缩膜的包装稳定性强；
2.选用特定的茂金属线型低密度聚乙烯能够提高单向聚乙烯收缩膜的热封强度；
3.选用聚碳酸酯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物协同对茂金属线型低密度聚乙烯进行改性，能够有效改善单向聚乙烯收缩膜的自粘性能。
具体实施方式
以下结合具体的制备例、实施例与对比例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1-2
一种改性茂金属线型低密度聚乙烯，各组分的配比分别如下表1所示：
表1制备例1-2中改性茂金属线型低密度聚乙烯的配比(单位/kg)
其中，茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm3；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为1.7g/10min，醋酸乙烯含量为8％，密度为0.93g/cm3；聚碳酸酯的熔融指数为8.0cm3/10min。
另外，制备例1-2中一种改性茂金属线型低密度聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、按配比称取茂金属线型低密度聚乙烯，升温至140-150℃熔融均匀后，加入马来酸酐与过氧化二异丙苯继续熔融反应1h，然后挤出制粒，得到预处理茂金属线型低密度聚乙烯；
S2、往低密度聚乙烯中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与聚碳酸酯，混炼均匀后，升温至220-230℃熔融均匀，然后挤出制粒，得到改性茂金属线型低密度聚乙烯。
制备例3
一种改性茂金属线型低密度聚乙烯，与制备例1的区别在于：
本申请在步骤S2中加入了0.7kg抗氧化剂与0.7kg紫外线吸收剂，抗氧化剂包括抗氧化剂1010与抗氧化剂168，抗氧化剂1010与抗氧化剂168的重量比为3:2，紫外线吸收剂选用紫外线吸收剂UV-320。
制备例4
一种改性茂金属线型低密度聚乙烯，与制备例1的区别在于：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物采用等量的茂金属线型低密度聚乙烯代替,茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm3。
制备例5
一种改性茂金属线型低密度聚乙烯，与制备例1的区别在于：
聚碳酸酯采用等量的茂金属线型低密度聚乙烯代替,茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm3。
制备例6
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物采用等量的茂金属线型低密度聚乙烯代替，聚碳酸酯采用等量的茂金属线型低密度聚乙烯代替,茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm3。
实施例
实施例1-3
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，各组分的重量百分比如下表2所示：
表2实施例1-2中单向聚乙烯收缩膜的重量百分比
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 高压低密度聚乙烯 | 28％ | 30％ | 32％ |
| 低压聚乙烯 | 12％ | 10％ | 8％ |
| 线型低密度聚乙烯 | 35％ | 40％ | 45％ |
| 茂金属线型低密度聚乙烯 | 25％ | 20％ | 15％ |
其中，高压低密度聚乙烯的熔融指数为0.32g/10min，密度为0.923g/cm3；
低压聚乙烯的熔融指数为2.82g/10min；
线型低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min，密度为0.918g/cm3；
茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm3。
另外，实施例1-3中收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜的制备方法包括以下步骤：
(1)按配比将高压低密度聚乙烯、低压聚乙烯、线型低密度聚乙烯、茂金属线型低密度聚乙烯均匀混合得到预混料；
(2)将预混料于180-240℃熔融搅拌40min，然后挤出、吹膜，吹胀比为3；得到单向聚乙烯收缩膜。
实施例4
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为4.0g/10min，密度为0.918g/cm3。
实施例5
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯包括第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯，第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.0g/10min，所述第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为4.0g/10min；且第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为3:1。
实施例6
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯包括第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯，第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.5g/10min，所述第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为3.5g/10min；且第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为3:1。
实施例7
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例1中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
实施例8
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例2中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
实施例9
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例3中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
实施例10
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例4中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
实施例11
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例5中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
实施例12
一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用制备例6中制得的改性茂金属线型低密度聚乙烯。
对比例
对比例1
一种单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
茂金属线型低密度聚乙烯采用等量的低压聚乙烯代替。
对比例2
一种单向聚乙烯收缩膜，与实施例2的区别在于：
高压低密度聚乙烯的熔融指数为1.0g/10min，线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0g/10min，茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为0.9g/10min。
性能检测参数
1.纵向收缩率：测试温度为130℃。
2.横向收缩率：测试温度为130℃。
3.落镖冲击强度：参照GB/T 9639-2008进行测试；
4.撕裂强度：参照QB/T 1130-199l进行测试，拉伸速率为200mm/min；
5.热封强度：参照QB/T 2358-1998进行测试。
6.自粘性能测试：将同一实施例或对比例制得的收缩膜对贴后，以固定的压力往复滚压3次，然后施加2kg的负荷，保持2min，然后用强力试验机以50mm/min速度测试剥离强度，并以此作为收缩膜自粘性能的表征。其中，剥离强度越大，说明收缩膜的自粘性能越好。
表3各实施例与对比例中单向聚乙烯收缩膜的性能数据
结合实施例2与对比例1并结合表3中的数据可知，茂金属线型低密度聚乙烯采用等量的低压聚乙烯代替时，单向聚乙烯收缩膜的收缩率容易随储存时间的延长而逐渐减小，且单向聚乙烯收缩膜的力学性能、热封强度以及自粘性能均降低。
结合实施例2与对比例2并结合表3中的数据可知，当高压低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数不在范围内时，单向聚乙烯收缩膜的收缩率稳定性、力学性能、热封强度以及自粘性能均显著降低。
结合实施例2与实施例4-6并结合表3中的数据可知，当茂金属线型低密度聚乙烯选用第一茂金属线型低密度聚乙烯和第二茂金属线型低密度聚乙烯的组合物，且第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.0-2.5g/10min，第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为3.5-4.0g/10min，第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为(2.8-3.2)：1内时，单向聚乙烯收缩膜的热封强度提高。另外，当第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数相差1.5g/10min以上时，有利于获得透明度与力学性能均较好的单向聚乙烯收缩膜。
结合实施例2与实施例7-9并结合表3中的数据可知，茂金属线型低密度聚乙烯选用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚碳酸酯共同改性后的改性茂金属线型低密度聚乙烯时，能够有效提高单向聚乙烯收缩膜的自粘性能。其中，单向聚乙烯收缩膜的自粘性能强时，单向聚乙烯收缩膜之间的结合更加紧密，对纸箱的包缠稳定性也更强。
结合实施例7与实施例10-12并结合表3中的数据可知，乙烯醋酸乙烯酯共聚物和/或聚碳酸酯采用等量的茂金属线型低密度聚乙烯代替后，单向聚乙烯收缩膜的剥离强度显著降低。由此可见，乙烯醋酸乙烯酯共聚物与聚碳酸酯两者协同对茂金属线型低密度聚乙烯进行改性才能有效提高单向聚乙烯收缩膜的自粘性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：
高压低密度聚乙烯：28-32%；
低压聚乙烯：8-12%；
线型低密度聚乙烯：35-45%；
茂金属线型低密度聚乙烯：15-25%；
所述高压低密度聚乙烯的熔融指数为0.30-0.35g/10min；
所述线型低密度聚乙烯的熔融指数为0.8-1.2g/10min；
所述茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数为2.0-4.0g/10min；
所述茂金属线型低密度聚乙烯包括第一茂金属线型低密度聚乙烯和第二茂金属线型低密度聚乙烯，所述第一茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为2.0-2.5g/10min，所述第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔指为3.5-4.0g/10min，且所述第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的重量比为（2.8-3.2）：1；
或，所述茂金属线型低密度聚乙烯为改性茂金属线型低密度聚乙烯，所述改性茂金属线型低密度聚乙烯包括以下重量份的原料：
茂金属线型低密度聚乙烯：70-80份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：8-12份
聚碳酸酯：3-5份
马来酸酐：6-10份
过氧化二异丙苯：1-3份
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为1.7-3.5g/10min,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯含量为10-15%；
所述聚碳酸酯的熔融指数为6.0-8.0g/10min。
2.根据权利要求1所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述第一茂金属线型低密度聚乙烯与第二茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数相差1.5g/10min以上。
3.根据权利要求1所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述改性茂金属线型低密度聚乙烯还包括原料助剂，所述助剂选用抗氧化剂、紫外线吸收剂中的任意一种或几种的组合物。
4.根据权利要求3所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述抗氧化剂的掺入量为茂金属线型低密度聚乙烯重量的0.5-1.0%。
5.根据权利要求4所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述抗氧化剂选用受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的组合物，所述受阻酚类抗氧化剂与亚磷酸酯类抗氧化剂的重量比为（2-3）:2。
6.根据权利要求3所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述紫外线吸收剂的掺入量为茂金属线型低密度聚乙烯重量的0.8-1.2%。
7.根据权利要求6所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜，其特征在于：所述紫外线吸收剂选用苯并三唑类紫外线吸收剂。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种收缩率稳定的单向聚乙烯收缩膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按配比将高压低密度聚乙烯、低压聚乙烯、线型低密度聚乙烯、茂金属线型低密度聚乙烯均匀混合得到预混料；
将预混料熔融挤出、吹膜，得到单向聚乙烯收缩膜；其中，吹胀比控制在3-3.5。
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