CN116728925A - 高抗冲多层重包装薄膜组合物和多层重包装薄膜及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装材料技术领域，公开了一种高抗冲多层重包装薄膜组合物和多层重包装薄膜及其应用。所述组合物包括外层料、芯层料和内层料，其中，所述芯层料含有线性低密度聚乙烯、聚丙烯和可选的茂金属聚乙烯；所述外层料的组分与所述内层料的组分相同或不同，各自含有线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯和乙烯‑醋酸乙烯共聚物或聚烯烃弹性体。该多层重包装薄膜能够提高多层重包装薄膜的落镖冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种高抗冲多层重包装薄膜组 合物和多层重包装薄膜及其应用。
背景技术
重包装用FFS薄膜(FFS为制袋Form、装料Fill和封口Seal—体化的 缩写)由于快速包装、无污染、密封性和印刷性好等优点已经得到了迅猛发 展。
目前国外主要是通过开发高性能的茂金属聚乙烯来保持力学性能的同 时实现减薄，以降低包装成本。
聚丙烯PP结晶度高，强度、刚度、耐热性均优于聚乙烯，并具有高温 抗蠕变性，因此开发PP/PE重包装袋意义重大，但是目前相关研究较少。
CN102501526A公开了一种流延聚丙烯重包装膜，该薄膜由热封层、 芯层及电晕层构成，所述热封层、芯层及电晕层均为聚丙烯与弹性体的 共混物，其中热封层所含弹性体的含量为20-30％，芯层所含弹性体的 含量为30-50％，电晕层所含弹性体的含量为10-20％；所述聚丙烯为均 聚聚丙烯、二元共聚聚丙烯或三元共聚聚丙烯；所述弹性体为乙烯-α- 烯烃共聚物。所述弹性体的密度为0.85-0.88g/cm3。但是，存在的缺点 是内外层都含有PP，影响材料的抗冲击性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的薄膜抗冲击性能不够的缺陷 问题，提供一种高抗冲多层重包装薄膜组合物和多层重包装薄膜及其应用， 该多层重包装薄膜由于PP、EVA和POE的添加，能够同时提高多层重包装 薄膜的拉伸强度及抗冲性能(即，落镖冲击性能)。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种重包装薄膜组合物，所 述组合物包括外层料、芯层料和内层料，其中：
所述芯层料含有线性低密度聚乙烯、聚丙烯和可选的茂金属聚乙烯；
所述外层料的组分与所述内层料的组分相同或不同，各自含有线性低密 度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃 弹性体。
本发明第二方面提供了一种前述所述的组合物制得的重包装薄膜，其中， 所述重包装薄膜至少包括依次叠加的外层、芯层和内层，其中，所述外层由 外层料挤出而得，所述芯层由芯层料挤出而得，所述内层由内层料挤出而得。
本发明第三方面提供了一种前述所述的重包装薄膜在树脂包装、水泥包 装和大米包装中的一种或多种中的应用。
通过上述技术方案，将结晶度高、强度高、刚度高的聚丙烯与柔性的聚 乙烯协调共混，并引入POE，EVA提高韧性，结合多层吹膜工艺，制备高 强度高抗冲击的多层薄膜。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这 些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各 个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点 值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视 为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种重包装薄膜组合物，所述组合物包括外层料、 芯层料和内层料，其中：
所述芯层料含有线性低密度聚乙烯、聚丙烯和可选的茂金属聚乙烯；
所述外层料的组分与所述内层料的组分相同或不同，各自含有线性低密 度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃 弹性体。
根据本发明，以所述外层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的 含量为20-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-70重量％，所述高密 度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹 性体的含量为5-30重量％；优选地，以所述外层料的总重量为基准，所述线 性低密度聚乙烯的含量为20-50重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-50 重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚 物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；更优选地，以所述外层料的总 重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为30-50重量％，所述茂金属聚 乙烯的含量为40-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为10-15重量％，所 述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为10-15重量％。在本发 明中，将所述外层料中的各个组分的含量限定为前述所述的范围之内，能够 提高薄膜的韧性及抗冲击性能。
根据本发明，以所述内层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的 含量为20-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-70重量％，所述高密 度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹 性体的含量为5-30重量％；优选地，以所述内层料的总重量为基准，所述线 性低密度聚乙烯的含量为20-50重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-50 重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚 物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；更优选地，以所述内层料的总 重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为30-40重量％，所述茂金属聚 乙烯的含量为40-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为10-15重量％，所 述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为10-15重量％。在本发 明中，将所述内层料中的各个组分的含量限定为前述所述的范围之内，能够 提高薄膜的韧性及抗冲击性能。
根据本发明，以所述芯层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的 含量为20-80重量％，所述聚丙烯的含量为20-80重量％，所述茂金属聚乙 烯的含量为0-40重量％；优选地，以所述芯层料的总重量为基准，所述线性 低密度聚乙烯的含量为20-70重量％，所述聚丙烯的含量为20-70重量％， 所述茂金属聚乙烯的含量为0-30重量％；更优选地，以所述芯层料的总重量 为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-40重量％，所述聚丙烯的含量 为50-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为10-20重量％。在本发明中， 将所述芯层料中的各个组分的含量限定为前述所述的范围之内，能够提高薄 膜的刚性。
根据本发明，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、二元共聚聚丙烯或三元共聚聚 丙烯；优选地，所述二元共聚聚丙烯为丙烯与乙烯单体的共聚物，且所述二 元共聚物中乙烯单体的摩尔含量为2-20摩尔％，优选为5-15摩尔％。
根据本发明，所述三元共聚聚丙烯为聚丙烯、1-丁烯、乙烯的三元无规 聚丙烯。
根据本发明，所述聚丙烯(PP)在密度在2.16kg载荷下230℃时的熔体 流动速率为0.3-10g/10min，密度为0.86-0.96g/cm3，熔点为130-160℃；优选 地，所述聚丙烯在密度在2.16kg载荷下230℃时的熔体流动速率为 0.35-5g/10min，密度为0.86-0.94g/cm3，熔点为130-150℃。
根据本发明，所述线性低密度聚乙烯(LLDPE)在2.16kg载荷下190℃ 时的熔体流动速率为0.3-10g/10min，密度为0.910-0.940g/cm3，熔点为 110-125℃；优选地，所述线性低密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔 体流动速率为0.3-5g/10min，密度为0.910-0.924g/cm3，熔点为110-120℃。
根据本发明，所述茂金属聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速 率为0.1-10g/10min，密度为0.85-0.94g/cm3，熔点为110-125℃；优选地，所 述茂金属聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.1-5g/10min， 密度为0.85-0.92g/cm3，熔点为110-120℃。
根据本发明，所述高密度聚乙烯(HDPE)在2.16kg载荷下190℃时的 熔体流动速率为0.05-5g/10min，密度为0.94-0.96g/cm3，熔点为125-135℃； 优选地，所述高密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为 0.1-3g/10min，密度为0.94-0.96g/cm3，熔点为125-130℃。
根据本发明，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)在2.16kg载荷下190℃ 时的熔体流动速率为0.1-10g/10min，密度为0.92-0.98g/cm3，熔点为90-100℃； 优选地，所述EVA在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.5-5g/10min， 密度为0.934-0.97g/cm3，熔点为90-100℃。
根据本发明，所述聚烯烃弹性体(POE)在2.16kg载荷下190℃时的熔 体流动速率为0.5-10g/10min，密度为0.85-0.92g/cm3，熔点为80-100℃；优 选地，所述POE在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.5-5g/10min， 密度为0.86-0.902g/cm3，熔点为80-95℃。
本发明中，将所述线性低密度聚乙烯、所述茂金属聚乙烯、所述聚丙烯、 所述高密度聚乙烯、所述乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和所述聚烯烃弹性 体(POE)的性能参数限定为前述所述范围之内，能够使制备得到的重包装 薄膜具有刚韧平衡的优点，同时保持高的强度及抗冲击性能。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的组合物制得的重包装薄膜，其 中，所述重包装薄膜至少包括依次叠加的外层、芯层和内层，其中，所述外 层由外层料挤出而得，所述芯层由芯层料挤出而得，所述内层由内层料挤出 而得。
在本发明中，所述高抗冲多层重包装薄膜也可以称为PP/PE重包装薄膜。
根据本发明，所述外层的厚度、所述芯层的厚度和所述内层的厚度比为 1：(1-3)：1，优选为1：2：1。
根据本发明，所述重包装薄膜的总厚度为70-170μm，优选为100-140μm。
根据本发明，所述重包装薄膜通过多层共挤出法制得；优选地，所述重 包装薄膜可以为三层、五层、七层、九层或十一层；更优选为三层。
本发明第三方面提供了一种前述所述的重包装薄膜在树脂包装、水泥包 装和大米包装中的一种或多种中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
(1)抗穿刺力测试：
按照GB/T-10004测试标准，将样品裁成直径为10cm的样片；将裁好 的样品四周固定夹在抗穿刺力测试仪样品台上，测试针头以50mm/min的速 度下降，测试出薄膜抗穿刺力。每个薄膜至少测试5个样品。
(2)薄膜力学测试：
按照GB/T-1040.3-2006测试标准，将样品裁成相应的拉伸样条，在材料万 能拉伸机上进行薄膜拉伸实验，测试速度为250mm/min，得到薄膜的屈服强 度，断裂强度及断裂伸长率。横向，纵向各取样条5个，测试求平均值。
(3)落镖冲击实验：
按照国标GB/T 9639.1-2008《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法自由落 镖法第1部分：梯级法》规定的方法进行落镖冲击实验。
(4)树脂来源
LLDPE 7042，在2.16kg载荷下190℃时的熔融指数MFI＝2g/10min，密度 ρ为0.924g/cm3，熔点为115℃，由神华公司提供。
HDPE B5703，在2.16kg载荷下190℃时的MFI＝0.35g/10min；密度 ρ＝0.9600g/cm3，熔点为125℃，购于燕山石化。
茂金属聚乙烯8784，在2.16kg载荷下190℃时的MFI＝0.80g/10min，密 度ρ＝0.914g/cm3，熔点为115℃，购于埃克森美孚。
聚丙烯4220，在2.16kg载荷下230℃时的MFI＝0.36g/10min，密度 ρ＝0.893g/cm3，熔点为140℃，购于燕山石化。
EVA，在2.16kg载荷下190℃时的MFI＝0.7g/10min，密度ρ＝0.934g/cm3， 熔点为95℃，购于台湾台塑7140F。
POE，在2.16kg载荷下190℃时的MFI＝1.0g/10min，密度ρ＝0.902g/cm3， 熔点为95℃，购于陶氏化学PL 1880G。
实施例1
本实施例在于采用本发明的组合物制备的重包装薄膜。
(1)在内层料斗，外层料斗中分别加入30kg的LLDPE，50kg的mPE， 10kg的HDPE和10kg的POE，在芯层料斗(中层料斗)中加入20kg的LLDPE， 60kg的PP和20kg的mPE；
(2)混合均匀后，经三台螺杆挤出机(工作温度为185-200℃)挤出， 由外、中、内三层共挤经模头上吹成筒膜。
结果制备的重包装薄膜的外层的厚度为126μm，其中，内层厚度：芯层 厚度：外层厚度＝1：2：1。
实施例2-6
本实施例在于采用本发明的组合物制备的重包装薄膜。
按照与实施例1相同的方法制备重包装薄膜，所不同之处在于：在外层 料斗、芯层料斗和内层料斗中添加的组分以及组分含量如表1所示；薄膜厚 度如表2所示，其中，内层厚度：芯层厚度：外层厚度＝1：2：1。
对比例1
采用进口包装袋，该包装袋为埃克森美孚树脂商业包装袋，材料为聚乙 烯，厚度如表2所示。
对比例2-4
按照与实施例1相同的方法制备重包装薄膜，所不同之处在于：在外层 料斗、芯层料斗和内层料斗中添加的组分以及组分含量如表1所示；结果制 备得到的重包装薄膜的各层厚度如表2所示。
表1
备注：EVA/POE表示或者为EVA，或者为POE。
测试例
将实施例1-6和对比例1-4制备的薄膜进行抗穿刺力测试、薄膜力学测 试和落镖冲击实验，测试结果如表2所示。
表2
备注：抗穿刺力(N)是按照标准GB/T-10004测试得到的，抗穿刺力 (N/mm)是用抗穿刺力(N)除以膜厚计算得到的。
通过表2的结果可以看出，本发明中通过将线性低密度聚乙烯、茂金属 聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、EVA和POE在特定的组分配比下共混， 能够使制备得到的重包装薄膜具有刚韧平衡的优点，在保持高强度的同时也 具有优异的韧性，尤其是能够提高多层重包装薄膜的抗冲性能即落镖冲击性 能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在 本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包 括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样 应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种重包装薄膜组合物，所述组合物包括外层料、芯层料和内层料，其特征在于：
所述芯层料含有线性低密度聚乙烯、聚丙烯和可选的茂金属聚乙烯；
所述外层料的组分与所述内层料的组分相同或不同，各自含有线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烃弹性体。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述外层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-70重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；
优选地，以所述外层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-50重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；
更优选地，以所述外层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为30-50重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为40-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为10-15重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为10-15重量％。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述内层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-70重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；
优选地，以所述内层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-50重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为20-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为5-30重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为5-30重量％；
更优选地，以所述内层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为30-40重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为40-50重量％，所述高密度聚乙烯的含量为10-15重量％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物或所述聚烯烃弹性体的含量为10-15重量％。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述芯层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-80重量％，所述聚丙烯的含量为20-80重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为0-40重量％；
优选地，以所述芯层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-70重量％，所述聚丙烯的含量为20-70重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为0-30重量％；
更优选地，以所述芯层料的总重量为基准，所述线性低密度聚乙烯的含量为20-40重量％，所述聚丙烯的含量为50-60重量％，所述茂金属聚乙烯的含量为10-20重量％。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、二元共聚聚丙烯或三元共聚聚丙烯；
优选地，所述二元共聚聚丙烯为丙烯与乙烯单体的共聚物，且所述二元共聚物中乙烯单体的摩尔含量为2-20摩尔％；
优选地，所述三元共聚聚丙烯为丙烯、1-丁烯、乙烯的三元无规聚丙烯；
更优选地，所述聚丙烯在密度在2.16kg载荷下230℃时的熔体流动速率为0.3-10g/10min，密度为0.86-0.96g/cm3，熔点为130-160℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述线性低密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.3-10g/10min，密度为0.91-0.94g/cm3，熔点为110-125℃。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述茂金属聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.1-10g/10min，密度为0.85-0.94g/cm3，熔点为110-125℃。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述高密度聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.05-5g/10min，密度为0.94-0.96g/cm3，熔点为125-135℃。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.1-10g/10min，密度为0.92-0.98g/cm3，熔点为90-100℃；
所述聚烯烃弹性体在2.16kg载荷下190℃时的熔体流动速率为0.5-10g/10min，密度为0.85-0.92g/cm3，熔点为80-100℃。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的组合物制得的重包装薄膜，其特征在于，所述重包装薄膜至少包括依次叠加的外层、芯层和内层，其中，所述外层由外层料挤出而得，所述芯层由芯层料挤出而得，所述内层由内层料挤出而得。
11.根据权利要求9所述的薄膜，其中，所述外层的厚度、所述芯层的厚度和所述内层的厚度比为1：(1-3)：1，优选为1：2：1；
优选地，所述PP/PE重包装薄膜的厚度为70-170μm，优选为100-140μm。
12.根据权利要求10或11所述的薄膜，其中，所述重包装薄膜通过多层共挤出法制得；
优选地，所述重包装薄膜为三层、五层、七层、九层或十一层。
13.权利要求10-12中任意一项所述的重包装薄膜在树脂包装、水泥包装和大米包装中的一种或多种中的应用。
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