利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜的制作方法

专利名称：利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚乙烯薄膜，尤其是一种利用下吹水冷环膜方法加工后具有优异 光学性能、易加工、复合强度高、耐100摄氏度以上水煮杀菌与121度以下高温蒸煮杀菌的 多层共挤聚乙烯薄膜。
背景技术：
环膜吹塑法，是使用挤出机，通过环状口模，采用吹胀成膜工艺制成薄膜的方 法。目前，在薄膜生产领域中，主要的薄膜成型方法有流延法和环膜吹塑法等。流延法主要用于加工聚丙烯，该方法的优点是薄膜平整度好，光学性能好，缺点 是设备成本高，产品成本高、开口难、摩擦系数大等，这是其在我国复合用聚乙烯薄膜生产 工艺中没有得到最大范围应用的原因。流延法聚乙烯薄膜因开口性差、挺度不足、易产生晶 点、不能满足耐水煮杀菌要求而很少用该方法加工；
环膜吹塑法这种生产工艺方法主要分为上吹风冷和下吹水冷两种冷却形式上吹风冷 法，是聚烯烃经挤出机、环形模头成型挤出、经风冷后成膜的方法，主要用于加工聚乙烯，聚 丙烯因结晶速度慢、剪切变稀快，而无法使用该方法加工。其优点是薄膜成型容易，成本 低，但缺点是冷却慢，薄膜光学性能差。下吹水冷式，设备的基本组件与上吹式相同，所不同的是下吹以循环冷却水作为 冷却介质的形式。现有的下吹水冷环膜法聚乙烯的配方中，通常电晕层为聚乙烯，芯层为 聚乙烯，热封层包括聚乙烯、硅氧化物和芥酸酰胺，现有的传统下吹水冷环膜法聚乙烯配方 得到的多层共挤薄膜存在的问题是(1)断裂强度低，力学性能差，(2)不能同步电晕，同步 电晕后薄膜外观差，复合强度低，不能做复合膜，(3)收卷非常容易起皱，无法工业化规模生 产，(4)开口性能差，很难同时兼顾开口性能和复合性能，(5)不耐100摄氏度以上高温。因 而不能应用于要求很高的复合软包装行业。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对目前传统下吹水冷环膜法聚乙烯配方存在的 上述缺点，为用户提供一种兼有高复合强度和良好开口性、同时兼有高透明度和耐低温性、 低摩擦系数、易加工、耐100摄氏度以上水煮杀菌与121度以下高温蒸煮杀菌的可规模生产 的多层共挤聚乙烯薄膜。发明人发现现有的普通聚乙烯配方薄膜使用下吹水冷方法主要是为了获取高的 光学性能或柔软性，但是此快速冷却方法只是单独的降低了结晶度，结晶度的降低伴随着 力学性能的下降，从而导致薄膜挺度不足、易粘模，不易加工、且不能耐100度以上的高温， 开口性不好，电晕后出现发粘；为了提高结晶度，单纯的加入PE成核剂也同样不具有良好 的力学性能，因为随着PE成核剂的加入，只是产生了更多的聚乙烯片状晶体，产品的力学 性能不能得到本质的提高，如果能引入球晶，再配合成核剂的使用，则可同时兼顾成核率和晶体大小，使产品兼具良好的光学性能、力学性能和耐高温性。因此发明人通过反复试验，确定通过加入丁烯聚合物或丙烯聚合物作为球晶的种 子来引入球形晶体，因此产品中就存在了球晶的种子、片晶的种子、球晶与片晶交叉区，再 结合成核剂的使用使结晶度增加，从而力学性能和耐高温性提高，同时晶粒细化使薄膜兼 具良好的光学性能，同时通过引入氟碳树脂来改善薄膜表面微观平整性，达到了理想的加 工性、光学性、机械性、耐摩擦性的平衡。综上所述，本发明的技术方案如下
一种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、热封层，按质 量份计，所述的电晕处理层、热封层的配方包括
电晕处理层聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；开口剂 0. 005-1份；爽滑剂0. 005-1份；成核剂0. 005-0. 5份；氟碳树脂0-0. 5份；
热封层聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；开口剂0. 005-1份； 爽滑剂0. 005-1份；成核剂0. 005-0. 5份；氟碳树脂0-0. 5份。作为优选，在电晕处理层和热封层之间设有芯层按质量份计，所述芯层的配方包 括聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；开口剂0. 005-1份；爽滑剂 0. 005-1份；成核剂0. 005-0. 5份；氟碳树脂0-0. 5份。作为优选，所述的成核剂为苄基类成核剂。作为优选，所述的电晕处理层的聚乙烯，可为高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，线性 低密度聚乙烯的一种或多种。作为优选，所述的热封层的聚乙烯，可为茂金属高密度聚乙烯，茂金属低密度聚 乙烯，茂金属中密度聚乙烯的一种或多种。作为优选，所述的芯层的聚乙烯，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、线性低密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、线性高密度聚乙烯、茂金属低 密度聚乙烯、茂金属中密度聚乙烯、茂金属高密度聚乙烯中的一种或多种。作为优选，所述开口剂为二氧化硅、氧化镁、PMMA。作为优选，所述的二氧化硅及氧化镁的粒径为5_15um。作为优选，所述的PMMA的粒径为10_20um。开口剂的粒径如此设定，避免了开口剂过大而影响透明度，且如果开口剂粒径过 小，则会镶嵌在薄膜里面而不会在薄膜表面形成凹坑，最终影响薄膜的开口性。作为优选，所述爽滑剂，可用芥酸酰胺或油酸酰胺。本发明公开的配方使用下吹水冷环膜法得到的多层共挤聚乙烯薄膜，通过加入丁 烯聚合物或丙烯聚合物引入了球形晶体，使产品中存在球晶的种子、片晶的种子、球晶与片 晶交叉区，在成核剂的作用下提高了结晶度，同时在氟碳树脂作用下调整薄膜表面微观平 整度，使薄膜兼有能复合加工且高复合强度和良好开口性、同时具有高透明度，能耐100摄 氏度以上水煮杀菌与121度以下蒸煮杀菌，薄膜摩擦系数低、产品外观优良；开口剂的粒径 设定适中，不会因为开口剂粒径过大而影响透明度，又不会因开口剂过小而最终影响薄膜 的开口性。本配方的产品达到了理想的加工性、光学性、机械性、耐高温性的相互平衡，并可 规模生产，工业化生产成本低。本配方和普通配方用下吹水冷环膜法加工得到的薄膜性能对比数据见表1。从表
具体实施例方式
以下非限制性实施例用于说明本发明 本发明的加工设备为通用下吹水冷吹膜机。
含有芯层时使用三层共挤下吹水冷薄膜吹塑机组，工艺条件如表2
表2
当不含有芯层时使用两层共挤下吹水冷薄膜吹塑机组，工艺条件如表3
表3
下列实施例用于说明不同的配方
实施例1 一种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、热 封层，按质量份计，所述的电晕处理层、热封层的配方包括
(1)电晕处理层
线性低密度聚乙烯95份；丁烯聚合物5份；粒径5um的二氧化硅0. 005份；芥酸酰胺 0. 005份；苄基类成核剂0. 005份；氟碳树脂0. 5份；
(2)热封层
茂金属高密度聚乙烯95份；丁烯聚合物5份；粒径5um的二氧化硅0. 005份；芥酸酰 胺0. 005份；苄基类成核剂0. 005份；氟碳树脂0. 5份。 实施例2 —种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理 层、热封层，按质量份计，所述的电晕处理层、热封层的配方包括
(1)电晕处理层
高密度聚乙烯60份；丙烯聚合物40份；粒径15um的氧化镁1份；油酸酰胺1份；苄基 类成核剂0. 5份；
(2)热封层
茂金属中密度聚乙烯60份；丙烯聚合物40份；粒径15um的氧化镁1份；油酸酰胺 0. 005份；苄基类成核剂0. 5份；
实施例3 —种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、热 封层，按质量份计，所述的电晕处理层、热封层的配方包括
(1)电晕处理层
低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物20份；粒径IOum的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸酰胺1份；苄基 类成核剂0. 2份；
(2)热封层
茂金属低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物20份；粒径IOum的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸酰胺1 份；苄基类成核剂0. 2份；
实施例4 一种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、芯 层、热封层，按质量份计，各层的配方包括
(1)电晕处理层
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸酰胺1份；苄基 类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份；
(2)芯层
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸酰胺1份；苄基 类成核剂0. 2份；
(3)热封层
茂金属低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径20um的ΡΜΜΑ0. 2份；油酸酰胺1 份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份。
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实施例5 —种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理 层、芯层、热封层，按质量份计，各层的配方包括
(1)电晕处理层
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物40份；粒径15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸酰胺0. 2份；苄 基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份；
(2)芯层
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 径15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸酰胺0. 2份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 5份；
(3)热封层
茂金属低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径15um的ΡΜΜΑ0. 2份；芥酸酰胺0. 2 份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份。实施例6 —种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理 层、芯层、热封层，按质量份计，各层的配方包括
(1)电晕处理层
低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物5份；粒径5um的二氧化硅0. 005份；芥酸酰胺0. 2 份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份；
(2)芯层
线性低密度聚乙烯30份、线性中密度聚乙烯20份、线性高密度聚乙烯45份，丙烯聚合 物5份；粒径5um的二氧化硅0. 005份；芥酸酰胺0. 2份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂 0. 2 份；
(3)热封层
茂金属低密度聚乙烯80份；丙烯聚合物5份；粒径5um的二氧化硅0. 005份；芥酸酰 胺0. 2份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份。实施例7 —种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理 层、芯层、热封层，按质量份计，各层的配方包括
(1)电晕处理层
低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径15um的氧化镁1份；芥酸酰胺0. 2份；苄 基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份；
(2)芯层
茂金属低密度聚乙烯30份、茂金属中密度聚乙烯20份、茂金属高密度聚乙烯10份；丁 烯聚合物30份；粒径15um的氧化镁1份；芥酸酰胺0. 2份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树 脂0. 2份；
(3)热封层
茂金属低密度聚乙烯80份；丁烯聚合物20份；粒径15um的氧化镁1份；芥酸酰胺0. 2 份；苄基类成核剂0. 2份；氟碳树脂0. 2份。
权利要求
一种利用下吹水冷环膜法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、热封层，其特征在于，按质量份计，所述的电晕处理层、热封层的配方包括电晕处理层聚乙烯 60－95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份；开口剂 0.005 1份；爽滑剂0.005 1份；成核剂0.005 0.5份；氟碳树脂0 0.5份；热封层聚乙烯60－95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份；开口剂0.005 1份；爽滑剂0.005 1份；成核剂0.005 0.5份；氟碳树脂0 0.5份。
2.按照权利要求1所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于在电晕处理层和热封层 之间设有芯层按质量份计，所述芯层的配方包括聚乙烯60 - 95份；丁烯聚合物或丙烯聚合物5 — 40份；开口剂0. 005-1份；爽滑剂 0. 005-1份；成核剂0. 005-0. 5份；氟碳树脂0-0. 5份。
3.按照权利要求1或2所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的成核剂为苄 基类成核剂。
4.按照权利要求1所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的电晕处理层的聚 乙烯，可为高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯的一种或多种。
5.按照权利要求1所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的热封层的聚乙烯， 可为茂金属高密度聚乙烯，茂金属低密度聚乙烯，茂金属中密度聚乙烯的一种或多种。
6.按照权利要求2所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的芯层的聚乙烯，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、线性低密度聚乙烯、线性 中密度聚乙烯、线性高密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、茂金属中密度聚乙烯、茂金属高 密度聚乙烯中的一种或多种。
7.按照权利要求1或2所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述开口剂为二氧 化硅、氧化镁、PMMA。
8.按照权利要求7所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的二氧化硅及氧化 镁的粒径为5-15um。
9.按照权利要求7所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述的PMMA的粒径为 10-20um。
10.按照权利要求1或2所述的多层共挤聚乙烯薄膜，其特征在于所述爽滑剂，可用 芥酸酰胺或油酸酰胺。
全文摘要
本发明公开了一种利用下吹水冷环膜方法加工的多层共挤聚乙烯薄膜，包括电晕处理层、热封层，也可包括芯层，各层配方为聚乙烯60－95份，丁烯聚合物或丙烯聚合物5－40份，开口剂0.005-1份，爽滑剂0.005-1份，成核剂0.005-0.5份，氟碳树脂0-0.5份，本发明配方通过加入丁烯聚合物或丙烯聚合物引入球形晶体，在成核剂的作用下提高了结晶度，在氟碳树脂作用下调整薄膜表面微观平整度，使薄膜兼有复合膜高复合强度和良好开口性、同时具有高透明度，能耐100℃以上水煮杀菌与121℃以下蒸煮杀菌，薄膜摩擦系数低，产品外观优良，本配方的产品达到了理想的加工性、光学性、机械性、耐温性的相互平衡，并可规模化生产，工业化生产成本低。
文档编号C08L33/12GK101927590SQ201010114858
公开日2010年12月29日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者苗雨丰, 郑勇 申请人:成都思雅科高分子材料有限公司