利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜的製作方法
2023-07-19 01:30:46
專利名稱：利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚乙烯薄膜，尤其是一種利用下吹水冷環膜方法加工後具有優異 光學性能、易加工、複合強度高、耐100攝氏度以上水煮殺菌與121度以下高溫蒸煮殺菌的 多層共擠聚乙烯薄膜。
背景技術：
環膜吹塑法，是使用擠出機，通過環狀口模，採用吹脹成膜工藝製成薄膜的方 法。目前，在薄膜生產領域中，主要的薄膜成型方法有流延法和環膜吹塑法等。流延法主要用於加工聚丙烯，該方法的優點是薄膜平整度好，光學性能好，缺點 是設備成本高，產品成本高、開口難、摩擦係數大等，這是其在我國複合用聚乙烯薄膜生產 工藝中沒有得到最大範圍應用的原因。流延法聚乙烯薄膜因開口性差、挺度不足、易產生晶 點、不能滿足耐水煮殺菌要求而很少用該方法加工；
環膜吹塑法這種生產工藝方法主要分為上吹風冷和下吹水冷兩種冷卻形式上吹風冷 法，是聚烯烴經擠出機、環形模頭成型擠出、經風冷後成膜的方法，主要用於加工聚乙烯，聚 丙烯因結晶速度慢、剪切變稀快，而無法使用該方法加工。其優點是薄膜成型容易，成本 低，但缺點是冷卻慢，薄膜光學性能差。下吹水冷式，設備的基本組件與上吹式相同，所不同的是下吹以循環冷卻水作為 冷卻介質的形式。現有的下吹水冷環膜法聚乙烯的配方中，通常電暈層為聚乙烯，芯層為 聚乙烯，熱封層包括聚乙烯、矽氧化物和芥酸醯胺，現有的傳統下吹水冷環膜法聚乙烯配方 得到的多層共擠薄膜存在的問題是(1)斷裂強度低，力學性能差，(2)不能同步電暈，同步 電暈後薄膜外觀差，複合強度低，不能做複合膜，(3)收卷非常容易起皺，無法工業化規模生 產，(4)開口性能差，很難同時兼顧開口性能和複合性能，(5)不耐100攝氏度以上高溫。因 而不能應用於要求很高的複合軟包裝行業。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於針對目前傳統下吹水冷環膜法聚乙烯配方存在的 上述缺點，為用戶提供一種兼有高複合強度和良好開口性、同時兼有高透明度和耐低溫性、 低摩擦係數、易加工、耐100攝氏度以上水煮殺菌與121度以下高溫蒸煮殺菌的可規模生產 的多層共擠聚乙烯薄膜。發明人發現現有的普通聚乙烯配方薄膜使用下吹水冷方法主要是為了獲取高的 光學性能或柔軟性，但是此快速冷卻方法只是單獨的降低了結晶度，結晶度的降低伴隨著 力學性能的下降，從而導致薄膜挺度不足、易粘模，不易加工、且不能耐100度以上的高溫， 開口性不好，電暈後出現發粘；為了提高結晶度，單純的加入PE成核劑也同樣不具有良好 的力學性能，因為隨著PE成核劑的加入，只是產生了更多的聚乙烯片狀晶體，產品的力學 性能不能得到本質的提高，如果能引入球晶，再配合成核劑的使用，則可同時兼顧成核率和晶體大小，使產品兼具良好的光學性能、力學性能和耐高溫性。因此發明人通過反覆試驗，確定通過加入丁烯聚合物或丙烯聚合物作為球晶的種 子來引入球形晶體，因此產品中就存在了球晶的種子、片晶的種子、球晶與片晶交叉區，再 結合成核劑的使用使結晶度增加，從而力學性能和耐高溫性提高，同時晶粒細化使薄膜兼 具良好的光學性能，同時通過引入氟碳樹脂來改善薄膜表面微觀平整性，達到了理想的加 工性、光學性、機械性、耐摩擦性的平衡。綜上所述，本發明的技術方案如下
一種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、熱封層，按質 量份計，所述的電暈處理層、熱封層的配方包括
電暈處理層聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；開口劑 0. 005-1份；爽滑劑0. 005-1份；成核劑0. 005-0. 5份；氟碳樹脂0-0. 5份；
熱封層聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；開口劑0. 005-1份； 爽滑劑0. 005-1份；成核劑0. 005-0. 5份；氟碳樹脂0-0. 5份。作為優選，在電暈處理層和熱封層之間設有芯層按質量份計，所述芯層的配方包 括聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；開口劑0. 005-1份；爽滑劑 0. 005-1份；成核劑0. 005-0. 5份；氟碳樹脂0-0. 5份。作為優選，所述的成核劑為苄基類成核劑。作為優選，所述的電暈處理層的聚乙烯，可為高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，線性 低密度聚乙烯的一種或多種。作為優選，所述的熱封層的聚乙烯，可為茂金屬高密度聚乙烯，茂金屬低密度聚 乙烯，茂金屬中密度聚乙烯的一種或多種。作為優選，所述的芯層的聚乙烯，可用高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、超低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、線性中密度聚乙烯、線性高密度聚乙烯、茂金屬低 密度聚乙烯、茂金屬中密度聚乙烯、茂金屬高密度聚乙烯中的一種或多種。作為優選，所述開口劑為二氧化矽、氧化鎂、PMMA。作為優選，所述的二氧化矽及氧化鎂的粒徑為5_15um。作為優選，所述的PMMA的粒徑為10_20um。開口劑的粒徑如此設定，避免了開口劑過大而影響透明度，且如果開口劑粒徑過 小，則會鑲嵌在薄膜裡面而不會在薄膜表面形成凹坑，最終影響薄膜的開口性。作為優選，所述爽滑劑，可用芥酸醯胺或油酸醯胺。本發明公開的配方使用下吹水冷環膜法得到的多層共擠聚乙烯薄膜，通過加入丁 烯聚合物或丙烯聚合物引入了球形晶體，使產品中存在球晶的種子、片晶的種子、球晶與片 晶交叉區，在成核劑的作用下提高了結晶度，同時在氟碳樹脂作用下調整薄膜表面微觀平 整度，使薄膜兼有能複合加工且高複合強度和良好開口性、同時具有高透明度，能耐100攝 氏度以上水煮殺菌與121度以下蒸煮殺菌，薄膜摩擦係數低、產品外觀優良；開口劑的粒徑 設定適中，不會因為開口劑粒徑過大而影響透明度，又不會因開口劑過小而最終影響薄膜 的開口性。本配方的產品達到了理想的加工性、光學性、機械性、耐高溫性的相互平衡，並可 規模生產，工業化生產成本低。本配方和普通配方用下吹水冷環膜法加工得到的薄膜性能對比數據見表1。從表
具體實施例方式
以下非限制性實施例用於說明本發明 本發明的加工設備為通用下吹水冷吹膜機。
含有芯層時使用三層共擠下吹水冷薄膜吹塑機組，工藝條件如表2
表2
當不含有芯層時使用兩層共擠下吹水冷薄膜吹塑機組，工藝條件如表3
表3
下列實施例用於說明不同的配方
實施例1 一種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、熱 封層，按質量份計，所述的電暈處理層、熱封層的配方包括
(1)電暈處理層
線性低密度聚乙烯95份；丁烯聚合物5份；粒徑5um的二氧化矽0. 005份；芥酸醯胺 0. 005份；苄基類成核劑0. 005份；氟碳樹脂0. 5份；
(2)熱封層
茂金屬高密度聚乙烯95份；丁烯聚合物5份；粒徑5um的二氧化矽0. 005份；芥酸醯 胺0. 005份；苄基類成核劑0. 005份；氟碳樹脂0. 5份。 實施例2 —種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理 層、熱封層，按質量份計，所述的電暈處理層、熱封層的配方包括
(1)電暈處理層
高密度聚乙烯60份；丙烯聚合物40份；粒徑15um的氧化鎂1份；油酸醯胺1份；苄基 類成核劑0. 5份；
(2)熱封層
茂金屬中密度聚乙烯60份；丙烯聚合物40份；粒徑15um的氧化鎂1份；油酸醯胺 0. 005份；苄基類成核劑0. 5份；
實施例3 —種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、熱 封層，按質量份計，所述的電暈處理層、熱封層的配方包括
(1)電暈處理層
低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物20份；粒徑IOum的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸醯胺1份；苄基 類成核劑0. 2份；
(2)熱封層
茂金屬低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物20份；粒徑IOum的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸醯胺1 份；苄基類成核劑0. 2份；
實施例4 一種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、芯 層、熱封層，按質量份計，各層的配方包括
(1)電暈處理層
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸醯胺1份；苄基 類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份；
(2)芯層
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸醯胺1份；苄基 類成核劑0. 2份；
(3)熱封層
茂金屬低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸醯胺1 份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份。
6
實施例5 —種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理 層、芯層、熱封層，按質量份計，各層的配方包括
(1)電暈處理層
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物40份；粒徑15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸醯胺0. 2份；苄 基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份；
(2)芯層
高密度聚乙烯20份、中密度聚乙烯30份、超低密度聚乙烯20份；丁烯聚合物30份；粒 徑15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸醯胺0. 2份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 5份；
(3)熱封層
茂金屬低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸醯胺0. 2 份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份。實施例6 —種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理 層、芯層、熱封層，按質量份計，各層的配方包括
(1)電暈處理層
低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物5份；粒徑5um的二氧化矽0. 005份；芥酸醯胺0. 2 份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份；
(2)芯層
線性低密度聚乙烯30份、線性中密度聚乙烯20份、線性高密度聚乙烯45份，丙烯聚合 物5份；粒徑5um的二氧化矽0. 005份；芥酸醯胺0. 2份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂 0. 2 份；
(3)熱封層
茂金屬低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物5份；粒徑5um的二氧化矽0. 005份；芥酸醯 胺0. 2份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份。實施例7 —種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理 層、芯層、熱封層，按質量份計，各層的配方包括
(1)電暈處理層
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑15um的氧化鎂1份；芥酸醯胺0. 2份；苄 基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份；
(2)芯層
茂金屬低密度聚乙烯30份、茂金屬中密度聚乙烯20份、茂金屬高密度聚乙烯10份；丁 烯聚合物30份；粒徑15um的氧化鎂1份；芥酸醯胺0. 2份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹 脂0. 2份；
(3)熱封層
茂金屬低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒徑15um的氧化鎂1份；芥酸醯胺0. 2 份；苄基類成核劑0. 2份；氟碳樹脂0. 2份。
權利要求
一種利用下吹水冷環膜法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、熱封層，其特徵在於，按質量份計，所述的電暈處理層、熱封層的配方包括電暈處理層聚乙烯 60－95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份；開口劑 0.005 1份；爽滑劑0.005 1份；成核劑0.005 0.5份；氟碳樹脂0 0.5份；熱封層聚乙烯60－95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份；開口劑0.005 1份；爽滑劑0.005 1份；成核劑0.005 0.5份；氟碳樹脂0 0.5份。
2.按照權利要求1所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於在電暈處理層和熱封層 之間設有芯層按質量份計，所述芯層的配方包括聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；開口劑0. 005-1份；爽滑劑 0. 005-1份；成核劑0. 005-0. 5份；氟碳樹脂0-0. 5份。
3.按照權利要求1或2所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的成核劑為苄 基類成核劑。
4.按照權利要求1所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的電暈處理層的聚 乙烯，可為高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯的一種或多種。
5.按照權利要求1所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的熱封層的聚乙烯， 可為茂金屬高密度聚乙烯，茂金屬低密度聚乙烯，茂金屬中密度聚乙烯的一種或多種。
6.按照權利要求2所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的芯層的聚乙烯，可 用高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、線性 中密度聚乙烯、線性高密度聚乙烯、茂金屬低密度聚乙烯、茂金屬中密度聚乙烯、茂金屬高 密度聚乙烯中的一種或多種。
7.按照權利要求1或2所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述開口劑為二氧 化矽、氧化鎂、PMMA。
8.按照權利要求7所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的二氧化矽及氧化 鎂的粒徑為5-15um。
9.按照權利要求7所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述的PMMA的粒徑為 10-20um。
10.按照權利要求1或2所述的多層共擠聚乙烯薄膜，其特徵在於所述爽滑劑，可用 芥酸醯胺或油酸醯胺。
全文摘要
本發明公開了一種利用下吹水冷環膜方法加工的多層共擠聚乙烯薄膜，包括電暈處理層、熱封層，也可包括芯層，各層配方為聚乙烯60－95份，丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份，開口劑0.005-1份，爽滑劑0.005-1份，成核劑0.005-0.5份，氟碳樹脂0-0.5份，本發明配方通過加入丁烯聚合物或丙烯聚合物引入球形晶體，在成核劑的作用下提高了結晶度，在氟碳樹脂作用下調整薄膜表面微觀平整度，使薄膜兼有複合膜高複合強度和良好開口性、同時具有高透明度，能耐100℃以上水煮殺菌與121℃以下蒸煮殺菌，薄膜摩擦係數低，產品外觀優良，本配方的產品達到了理想的加工性、光學性、機械性、耐溫性的相互平衡，並可規模化生產，工業化生產成本低。
文檔編號C08L33/12GK101927590SQ201010114858
公開日2010年12月29日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者苗雨豐, 鄭勇 申請人:成都思雅科高分子材料有限公司