一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜及製造方法

2023-06-09 14:58:46

專利名稱：一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜及製造方法
技術領域：
本發明涉及金屬用包裝膜材料，一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜產品及製造方法。
背景技術：
隨著物流技術和儲存技術的發展，對金屬防鏽膜包裝也提出了新的要求，即單件批量化密封包裝、緊固包裝、單元包裝和自動化包裝，目前仍然沒有適合這種需求的相應防鏽材料。收縮包裝膜是一種在受熱情況下能夠自動收縮，冷卻後能夠定型的包裝材料，能夠形成固定、通用的單元包裝，能夠實現自動化批量包裝，廣泛用於食品、藥品、餐具等的 防護包裝。在滿足一般性金屬製品防鏽包裝需求的同時，還有一點特殊之處需要考慮，就是對於超大型機械裝備和武器裝備，如大型成套設備、飛機、坦克、裝甲車、軍艦等的封存或運輸包裝，僅採用收縮和防腐蝕保護功能的薄膜不能完全滿足要求，原因在於進行上述大型裝備包裝操作時，因裝備較大，必須採用手工收縮包裝，即採用明火加熱的收縮包裝方式。同時由於裝備規格很大，要求薄膜的強度很高，因此使得包裝膜的厚度是一般金屬件包裝膜的2 — 4倍，即在180 - 300微米之間，這種厚度的塑料薄膜在明火加熱狀態下很可能著火，影響包裝操作的同時也帶來了火災危險。同時在大型裝備封存、運輸期間，也可能接觸明火，從而帶來包裝之後的火災危險，危及裝備安全。已有相關專利申請見對比1:《氣相防鏽熱收縮薄膜》CN 1796449A和對比2 《三層共擠熱收縮樹脂膜、生產方法及應用方法》CN 101318392A。對比1:CN 1796449A中，權利要求1提到氣相防鏽劑5_10%，有機顏料0. 2_1%該工藝是將純的氣相緩蝕劑和有機顏料與塑料混合後直接擠出吹塑成膜，這種直接將粉料和塑料粒子混合加工的方式在實際製造過程中不可行，存在在料鬥中粉一粒分離問題、粉料在膜中分散嚴重不勻的生產和質量問題，同時對於最終產品的性能，如熱封性能、物理強度、功能等也有不良影響。對比2:CN 101318392A中，所有權利要求中均未包括阻燃母料成分，這使得該發明產品在實際應用中僅能適用於如烘箱加熱收縮的方式，而不適用於火焰加熱收縮的方式，因其不含阻燃成分，在火焰直接加熱條件下會燃燒。該專利說明書中「(I)託盤堆放物品的集中包裝」部分提到可用火焰加熱的方式，實際是不可行的。

發明內容
本發明的目的是提供一種全新的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜及製造方法，能夠克服上述技術中的缺陷，是可用火焰加熱的、用於大型設備的防腐蝕包裝膜。本發明的目的是提供一種 阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於⑴該包裝膜有內、外兩層結構內層結構由重量百分比為60% 88%的LDPE、3% 10%的LLDPE、5% 20%的mLLDPE和4% 10%的防腐蝕塑料母粒組成，外層由65% 80%的LDPE、5% 10%的LLDPE、5% 10%的HDPE和10% 15%的阻燃塑料母粒組成該包裝膜有內、中、外三層結構，內層結構由重量百分比為60% 88%的LDPE、3% 10%的，LLDPE、5% 20%的mLLDPE和4% 10%的防腐蝕塑料母粒組成，中層結構由55% 83%的LDPE、2% 5%的LLDPE、5% 10%的HDPE、，5% 20%的mLLDPE和5% 10%的阻燃塑料母粒組成，外層由75% 85%的LDPE、5% 10%的LLDPE和10% 15%的阻燃塑料母粒組成。製造方法兩層或三層結構的產品是通過雙或三層共擠吹塑機組共擠吹塑加工製得。本發明內容和上述兩個對比專利有顯著的不同，主要體現在下述方面與對比I比較本發明中採用防腐蝕塑料母粒、阻燃塑料母粒、色母粒等母粒方式添加功能性成分，在製造技術中具有先進性和可行性，可以批量化、連續化生產，而且對產品實現和保證產品各項性能與質量都是必要的方式，因此在權利要求的組分形式上有著本質的不同。另外在氣相防鏽劑的添加比例上，該專利權利要求中的添加量在現有技術條件下實現的可能性較小，按照上述比例添加後即使能製造出來，但因防鏽劑和塑料樹脂的相容性限制，很可能有較多防鏽劑不能溶於塑料中而析出到膜的表面，從而嚴重影響表面狀態和熱封性能。本發明中防腐蝕塑料母粒的添加比例是根據實際生產經驗和技術水平而定，其中所含的防腐蝕成分能夠均勻、穩定地溶於塑料樹脂中並且還能達到一個較高的濃度，對產品外觀和熱封強度等性能沒有明顯影響，因此更具有可實現性。另外該專利說明書中提到膜的厚度在8-20微米，與本發明中80-300微米的厚度完全不同，這種不同不僅體現在直觀厚度上，還體現在應用領域和應用方式上，前者可用於微小型或金屬製品的局部包裝，不適合於大中型金屬製品，如機械設備、武器裝備等的包裝，後者對於薄膜的物理強度和功能要求更高。此外該專利產品從厚度範圍看適用於熱空氣加熱方式的收縮包裝，而本發明產品可用明火熱噴槍操作，使用方式更廣，更符合實際操作要求。最後本發明產品具有阻燃功能，這是和產品應用方式密切相關的、必要的，也是和該專利的最大不同。這種新功能性包裝材料，集阻燃、收縮緊固密封和防腐蝕保護功能於一體，可廣泛用於大、中、小型機械設備、金屬零部件及製品、各種武器裝備如飛機、坦克、裝甲車等的長期封存或運輸期間的防護包裝。本發明與對比2CN 101318392A的不同之處在於⑴本發明的材料具有阻燃功能，這對於200微米以上厚度的薄膜採用噴槍方式收縮是非常必要的，也是本質的差別。⑵本專利中的防腐蝕塑料母粒包括但不限於該專利中提出的VC1-1母粒，具有通用性。⑶本發明中包含色母粒和遮光母粒，在實際使用中能夠滿足不同外觀顏色要求，也能夠滿足光敏感性內包裝物的避光要求，在外觀和功能方面更具有實用性。⑷本發明的材料成分和比例都有具體、可實施的範圍，是根據產品實用性要求而確定的、具有明確的使用目標和範圍。本發明包括雙層結構形式，這對於一些中型金屬製品和對強度、性能要求不高的包裝要求更具有實用性，更加節約資源、能源和材料成本，對加工設備也沒有三層共擠的高要求。本發明的特點在於
1.集阻燃、收縮、防鏽和密封緊固的單元包裝功能於一體，彌補了傳統產品的諸多不
足；
2.能夠實現金屬製品的批量化、自動化和連續化包裝，提高包裝效率，提升包裝技術水平；
3.包裝更加緊密、貼體，減少包裝物的佔地空間，便於儲存、運輸；
4.密封性好，有效阻隔了水汽、氧氣等進入空間，防護效果佳；
5.包裝材料能回收再利用，符合環保要求；
6.應用範圍廣，能解決武器裝備、航空航天、汽車及裝備製造業等各個領域的防護包裝需求；
7.適用範圍大，可滿足小型、中型和大型各種金屬製品的防護包裝要求。本項發明的創新之處在於各層材料配方的篩選與優化組合，利用現有的兩或三層共擠吹塑加工工藝使得各層薄膜具有不同的功能，彼此之間互不幹擾。該產品可廣泛用於大、中、小型的金屬部件的防護包裝中，是一種經濟實用的金屬防腐蝕防護包裝材料。本發明產品遇熱可收縮，根據產品的厚度不同，其收縮所需的加熱溫度範圍為1500C -650°C。熱收縮需專用工具，可通過熱空氣、電加熱或明火加熱方式來實現不同厚度產品的收縮包裝。本發明的貢獻在現有防鏽熱收縮膜的基礎上增加了阻燃功能，在包裝膜厚度上調整到更為合理的範圍，從而使本包裝膜可用於大中型機械設備、金屬製品或武器裝備的防腐蝕收縮包裝，同時在收縮工藝上可完全滿足厚膜熱收縮所必須的燃氣熱噴槍加熱方式，使得移動或野外大型熱收縮操作可得以實施；在材料組成上採用了熱收縮膜專用樹脂，該樹脂是專門為熱收縮膜加工開發的一種吹膜級低密度聚乙烯，該材料具有適合熱收縮膜加工的物理特性，如熔體流動指數和加工溫度等，加工出來的薄膜能滿足熱收縮膜的各項物理性能，使用方便，與傳統熱收縮膜加工時採用多種塑料樹脂混合生產的方式相比，採用該樹脂一種材料即可進行熱收縮膜的加工，大大簡化了生產工藝和技術難度，具有使用簡單、方便的特點，避免了塑料的選材和配比的過程，降低了製造難度，提高了加工效率。目前國內外均有典型產品生產和應用，如國內的燕山石化的LD 163型樹脂，國外埃克森美孚的NexxstarTM系列樹脂等；在其他功能方面採用了色母粒、遮光母粒或抗靜電母粒，使得在可收縮阻燃防腐蝕包裝的基本性能上增加了各種所需顏色、光阻隔或抗靜電保護功能，從而可使本發明方法生產的該包裝膜具有更廣泛的應用範圍。本發明產品通過控制吹膜時的拉伸和吹脹比來實現不同的收縮率要求，收縮率可達20%-70%。在收縮包裝應用時，對於形狀規則的中小件，可通過控制原料比例和工藝條件製作低收縮比的產品，從而減少生產和包裝操作時的能源消耗，提高生產和包裝效率；而進行大型不規則結構的裝備包裝時，可生產出高收縮比的薄膜，從而使裝備包裝後更加牢固，並且減少了空餘包裝空間，減少了空間內的水分和氧氣，有利於防腐蝕效果的增強，和貯運空間的節省。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明
實施例1
一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，由內層和外層構成，其內、外層各種原材料配比(重量百分比)為
內層LDPE (MFR=O. 2)74%-76%
LLDPE (MFR=LO)8%
mLLDPE (MFR=2. 0)12%
防腐蝕塑料母粒(瀋陽防鏽SF/DM213) 4%-6%
外層
LDPE (MFR=O. 2)75%-77%
LLDPE (MFR=LO)6%
HDPE (MFR=O. 5)7%
阻燃塑料母粒(磷系或其他類型PE阻燃母粒)10%-12%。製備方法按上述內層和外層原料配比混合均勻後分別送至雙層共擠吹塑薄膜機組的內、外層料鬥中，內層加熱溫度150°C 180°C、外層加熱溫度160°C 190°C，內外層擠出機按1:1的擠出速度擠出吹塑製得總厚度為160Mm的雙層薄膜，其中內層厚度為80Mm。經上述過程製得的薄膜製品，其氣相緩蝕能力達到GB/T 16267-2008中的I級，阻燃性能達到UL 94 V-O級。該產品可用於出口轎車發動機的出口防護包裝，採用電熱噴槍進行加熱收縮後能夠滿足I年以上的產品貯運防護要求，使得該發動機包裝牢固、簡潔、透明、美觀。實施例2
一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，由內層和外層構成，其內、外層各種原材料配比(重量百分比)為
內層
熱收縮專用樹脂(埃克森美孚NexxstarTMLDPE) 90%-92%
防腐蝕塑料母粒(瀋陽防鏽SF/HM13)8%-10%
外層
熱收縮專用樹脂(埃克森美孚NexxstarTMLDPE) 85%_87%
阻燃塑料母粒(滷系或其他類型PE阻燃母粒)13%-15%。內層和外層原料混合均勻後分別送至雙層共擠吹塑薄膜機組的內、外層料鬥中，分別在145°C 190°C、160°C 200°C的加熱溫度下，按內外層擠出機2 :1的擠出速度擠出吹塑製得總厚度為SOMffl的雙層薄膜，其中內層厚度為48Mm。經上述過程製得的薄膜製品，其氣相緩蝕能力達到GB/T 16267-2008中的I級，阻燃性能達到UL 94 V-O級。該產品可用於卡尺、各種刀具、螺栓螺母等標準件的儲存防護包裝，採用熱空氣或電熱噴槍進行加熱收縮後能夠滿足6個月以上的產品防護要求，並使得該包裝牢固、簡潔、透明、美觀。實施例3
一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，由內層和外層構成，其內、外層各種原材料配比(重量百分比)為
內層
熱收縮專用樹脂(燕山石化的LD 163) 94%-96%
防腐蝕塑料母粒(瀋陽防鏽SF/HM13) 4%-6%
外層
熱收縮專用樹脂(燕山石化的LD 163)85%-88%
阻燃塑料母粒(滷系或其他類型PE阻燃母粒)12%-15%。
內層和外層原料混合均勻後分別送至雙層共擠吹塑薄膜機組的內、外層料鬥中，分別在145°C 190°C、160°C 200°C的加熱溫度下，按內外層擠出機2 :1的擠出速度擠出吹塑製得總厚度為120Mffl的薄膜，其中內層厚度為72Mm。經上述過程製得的薄膜製品，其氣相緩蝕能力達到GB/T 16267-2008中的I級，阻燃性能達到UL 94 V-O級。該產品可用於汽車部件、發動機、船用部件、工具機配件等各種中小型金屬製品的儲存防護包裝，採用電熱噴槍進行加熱收縮後能夠滿足6個月以上的產品防護要求，並使得該包裝牢固、簡潔、透明、美觀。實施例4
一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，由內層、中層和外層構成，內、中、外層各種原材料配比(重量百分比)為
內層
LDPE (MFR=LO)72%-74%
LLDPE (MFR=3. 0)8%
mLLDPE (MFR=3. 0)10%
防腐蝕塑料母粒(CORTEC公司M126) 8%-10%
中層
LDPE (MFR=LO)74%-76%
LLDPE (MFR=3. 0)4%
HDPE (MFR=L 0)5%
mLLDPE (MFR=3. 0)10%
阻燃塑料母粒(無機或其他類型PE阻燃母粒)5%-7%
外層
LDPE (MFR=LO)78%-80%
LLDPE (MFR=3. 0)8%
阻燃塑料母粒(無機或其他類型PE阻燃母粒)12%-14%。內、中和外層原料混合均勻後分別送至三層共擠吹塑薄膜機組的內、中和外層的料鬥中，分別在145°C 180°C、170°C 190°C和160°C 190°C的加熱溫度下，按1:1 1的擠出機擠出速度比進行擠出吹塑，製得總厚度為210Mm的三層薄膜，其中各層厚度均為70Mm。經上述過程製得的薄膜製品，其氣相緩蝕能力達到GB/T 16267-2008中的I級，阻燃性能達到UL 94 V-O級。該產品可用於坦克、水箱和汽車白車身等中型件的封存或運輸防護包裝，採用燃氣噴槍在400°C加熱溫度下進行收縮後能夠滿足3年以上或海運條件下的產品防護要求，並使得該包裝牢固、簡潔、透明、美觀、抑制燃燒。實施例5
一種白色遮光(不透明)阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，由內、中和外層構成，其各層原材料配比(重量百分比)為
內層
LDPE (MFR=O. 5)60%-62%
LLDPE (MFR=2. 0)10%
mLLDPE (MFR=L 5)20% 防腐蝕塑料母粒(瀋陽防鏽SF/DM213) 8%-10%
中層
LDPE (MFR=O. 5)53%- 55%
LLDPE (MFR=2. 0)5%
HDPE (MFR=3.0)10%
mLLDPE (MFR=L 5)20%
阻燃塑料母粒(磷系或其他類型PE阻燃母粒)10%_12%
外層
LDPE (MFR=O. 5)75%-77%
LLDPE (MFR=2. 0)10%
阻燃塑料母粒(磷系或其他類型PE阻燃母粒)13%-15%
色母粒(吹膜級PE白色母粒，符合QB 1468-92要求)外層總重量(不含色母粒和遮光母粒)的0. 1%
遮光母料(吹膜級PE鈦白母粒，符合QB 1468-92要求)外層總重量(不含色母粒和遮光母粒)的5%。內、中和外層原料混合均勻後分別送至三層共擠吹塑薄膜機組的內、中和外層的料鬥中，分別在145°C 180°C、170°C 200°C和160°C 200°C的加熱溫度下，按3 1 1的擠出機擠出速度比進行擠出吹塑，製得總厚度為300Mm的三層薄膜，其中內、中、外層厚度分別為180Mffl、60Mffl和60Mffl。經上述過程製得的薄膜製品，其氣相緩蝕能力達到GB/T16267-2008中的0級，阻燃性能達到UL 94 V-O級。該產品可用於飛機機身、裝甲車、大型橡塑設備等大型件的封存或運輸防護包裝，採用燃氣噴槍在650°C加熱溫度下進行收縮後能夠滿足5年以上或海運條件下的產品防護要求，並具有包裝牢固、簡潔、遮光(防光老化影響)、美觀和抑制燃燒的特點。中、外層的阻燃塑料母粒賦予產品優異的阻燃性能，使產品的熱收縮操作時更加安全可靠。與防腐蝕塑料母粒一樣，阻燃塑料母粒採用母粒的方式將阻燃劑加入到薄膜中，也具有技術方面的必要性，是必需的方式；LDPE能夠該薄膜良好的受熱收縮性能，mLLDPE的採用提高了包裝膜的耐穿刺性和柔韌性，LLDPE能夠提高薄膜的耐穿刺性和應力開裂性能，HDPE的採用提高了膜的抗拉伸強度和阻隔性。色母粒、遮光母粒和抗靜電母粒是根據特殊需求而採用的功能性粒子，加入後可以賦予薄膜各種顏色、不透光或具有抗靜電保護功能。同防腐蝕塑料母粒和阻燃塑料母粒一樣，這些功能性母粒也是以濃縮粒子形式應用，而不是簡單將顏料或染料、遮光劑或抗靜電直接與塑料粒子混合、吹膜，後者在生產工藝的可行性、產品質量穩定性和性能分布的均勻性等各個方面均有不能克服的缺陷，即不能進行批量工業化生產。
權利要求
1.一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於該包裝膜有內、外兩層結構內層結構由熱收縮膜專用樹脂和防腐蝕塑料母粒組成，外層由熱收縮膜專用樹脂和阻燃塑料母粒組成；各種材料的重量百分比為內層結構中熱收縮專用樹脂90%-96%，防腐蝕塑料母粒4% 10% ;外層結構中熱收縮膜專用樹脂85%-90%，阻燃塑料母粒10% 15% ； LDPE的熔體流動指數 MFR 為 O. 2 1. Og/IOmin, LLDPE 的 MFR 為1. O 3. Og/IOmin，mLLDPE 的 MFR 為 2. O 3.0g/10min, HDPE 的 MFR 為 O. 5 1. 0g/10min。
2.根據權利要求1所述的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於熱收縮膜專用樹脂為埃克森美孚的NexxstarTMLDPE、燕山石化的LD 163或其他型號的產品。
3.根據權利要求1所述的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於防腐蝕塑料母粒是含有重量百分比20% 70%氣化性防鏽劑的塑料濃縮粒子。
4.根據權利要求1所述的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於阻燃塑料母粒為含有重量百分比30% 75%阻燃劑的塑料濃縮粒子。
5.根據權利要求1所述的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜，其特徵在於膜的總厚度為80Mm 300Mm，其中內層的厚度為膜總厚度的30% 60%。
6.一種製造權利要求1所述的阻燃可收縮防腐蝕包裝膜的方法，其特徵在於使用雙層共擠吹塑薄膜設備進行加工，將內、外層的原料分別按上述比例配製好後分別加入到雙層共擠吹塑機組的內、外層料鬥中，內層擠出溫度控制在145°C _190°C，外層擠出溫度控制在160°C _200°C，內外層擠出機的擠出速度比為1:2 2 :1，經加熱、擠出吹塑製成雙層膜；在外層添加吹膜級PE基色母粒或遮光母粒，添加比例分別為外層總重量的O. 1%或5%。
全文摘要
一種阻燃可收縮防腐蝕包裝膜是由兩層或三層結構組成，內層含有對金屬具有防腐蝕保護功能的防鏽劑，中間層和外層含有阻燃功能的阻燃劑，各層均含有受熱可收縮性能的塑料粒子。該包裝膜是將各種原材料按一定種類和比例混合後在雙層或三層共擠吹膜設備上按一定溫度條件和厚度比例經加熱、共擠吹塑而成，是一種新型多功能金屬防腐蝕、防護包裝材料。本包裝膜經加熱可收縮，具有防鏽性能優良、包裝貼體、密封性好、緊固、阻燃和便於自動化操作的特點，經濟實用，可廣泛應用於汽車零部件、機械設備、五金工具、冶金產品、航空航天、電子器材、武器裝備等產品在貯運期間的防腐蝕、防護包裝，是可用於當今金屬防護包裝領域的一種嶄新材料。
文檔編號B32B27/32GK103009746SQ201210564298
公開日2013年4月3日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者白芳, 唐豔秋, 劉宏, 李兮, 李長偉, 孫凱, 於海軍 申請人:瀋陽防鏽包裝材料有限責任公司