一种力学性能好的气泡膜的制作方法

本发明涉及防压防潮防震的包装材料，特别涉及一种力学性能好的气泡膜。
背景技术：
：气泡膜又称气垫膜、气珠膜，是用于包装填充的一种防压防潮防震的包装材料。现有气泡膜产品以高压聚乙烯为主要原料，再添加增白剂、开口剂等辅料，经高温熔融挤出形成聚乙烯膜，再由两层贴附的聚乙烯膜吸塑形成气泡得到。其中开口剂的添加目的在于使两层聚乙烯膜吸塑形成气泡区域顺利分离。现有开口剂包括早期使用的滑石粉、硅藻土，中期使用的有机的油酸酰胺、芥酸酰胺及ebs衍生物等，以及目前的合成二氧化硅。早期使用的滑石粉、硅藻土利用自身的润滑性，减少聚乙烯薄膜之间的摩擦系数，故其用量大，导致聚乙烯膜的抗拉伸性能和韧性降低，影响吸塑工作并降低了气泡膜产品的力学性能。中期使用的油酸酰胺、芥酸酰胺或ebs衍生物作为开口剂起作用需要经过一段时间，带油酸酰胺、芥酸酰胺或ebs衍生物从聚乙烯膜内部渗透迁移至薄膜表面形成一层膜后才可发挥抗粘连作用，起效效果慢，同时在气泡膜上使用时，气泡膜表面有油感和特殊气味，限制气泡膜包裹物体的种类，使用上不受欢迎。而目前使用较为广泛的合成二氧化硅开口剂，其主要成分为二氧化硅颗粒，粒径为5-15μm，其分散在聚乙烯薄膜中，在聚乙烯薄膜表面形成许多微细而坚硬的突起，减小聚乙烯薄膜之间的接触面积，以实现减少聚乙烯薄膜之间的摩擦，便于聚乙烯薄膜分离。其不足之处在于二氧化硅颗粒与聚乙烯之间的结合力差，且位于聚乙烯薄膜表面的二氧化硅颗粒易脱落，聚乙烯薄膜强度和产品气泡膜强度低。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种力学性能好的气泡膜，开口剂与聚乙烯结合力强，气泡膜的强度得到提高。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种力学性能好的气泡膜，包括相贴合固定的底层膜和吸塑膜，所述吸塑膜分布有多个吸塑形成气泡，所述底层膜和吸塑膜由改性pe制得，所述改性pe包含以下质量份数的原料制得：ldpe28-30份，lldpe43-52份，hdpe20-23份，阻燃剂4-5份；所述开口剂为贝壳粉处理粉末，粒径为0.4±0.1μm，所述贝壳粉处理粉末包括以下步骤制得：贝壳粉在浸泡液中浸泡低温处理10-11min后干燥并筛分得到粒径为0.4±0.1μm的粉粒，所述浸泡液为尿素浓度为4wt％，naoh或koh浓度为8wt％的水溶液，低温处理温度为-15℃～-14℃。通过采用上述技术方案，ldpe为低密度聚乙烯，lldpe为线性低密度聚乙烯，hdpe为高密度聚乙烯，三者混合可改善成形底层膜和吸塑膜表面的光滑度以及透明度；开口剂为贝壳粉处理粉末，贝壳粉处理粉末分散在底层膜和吸塑膜中，在底层膜和吸塑膜表面形成许多的微细突起，减小底层膜和吸塑膜之间的接触面积，以实现减少底层膜和吸塑膜之间的摩擦，便于底层膜和吸塑膜分离；同时由于贝壳粉在浸泡液低温浸泡时，贝壳粉内的甲壳素分解或溶出，贝壳粉表面形成密布的凹槽或中空的微孔通道，贝壳粉处理粉末的凹槽或中空的微孔通道吸附熔融的聚乙烯，使聚乙烯浸入贝壳粉处理粉末表面，提高改性聚乙烯材料内部的结合力，并且聚乙烯因贝壳粉处理粉末吸附性而包裹保护贝壳粉处理粉末，使得底层膜和吸塑膜表面形成的微细突起软化，较现有二氧化硅颗粒嵌在底层膜和吸塑膜表面而言，减缓底层膜和吸塑膜受到外力搓动时贝壳粉处理粉末受到的挤压，减少贝壳粉处理粉末受外力搓动时挤出底层膜和吸塑膜的可能，进而提高改性聚乙烯材料和气泡膜的强度。本发明进一步设置为：所述底层膜和吸塑膜的原料还包括汽提液6-7份，所述ldpe、lldpe、hdpe、阻燃剂和汽提液由双螺杆挤出机混合熔融挤出预制成改性pe母粒后使用，所述汽提液为乙醇或水。通过采用上述技术方案，现有双螺杆挤出机中物料挤出过程中将加料段、熔融段、熔体输送段、混合段、对空排气段、均化段、真空排气段和计量段；加料段中物料受螺杆挤压输送并提高物料对螺槽的充满度；熔融段中物料在机筒加热器传给机筒的热量和捏合盘对物料的挤压、剪切所产生的热量作用下，开始熔融，在通过该段后，基本变为熔体；熔体输送段，由熔融段输送过来的残留固相最后熔融变为熔体；混合段中可能在熔体输送段加入的物料和熔体一起进行混合；对空排气段由大导程的正向输送螺纹元件组成，混合物对螺槽的充满度低(小于1)，上游物料熔融、混合时产生的气体和侧加料器加入物料时带入的气体在大气压下排到空气中去；均化段中物料在捏合块剪切作用下对混合物各组分进行均化(主要是分布混合，但对仍未分散的组分亦继续进行分散混合)，使各组分混合均匀；真空排气段中对残留在物料中的气体，进一步强制排气；计量段中螺杆的导程变小，熔体对螺槽的充满度变大(等于1)，建立起压力，以便最后将已混合的物料由口模挤出造粒；汽提液加入后在对空排气段和真空排气段排出，在汽提液排出时与原料熔融下的熔体内小分子形成共沸物一同排出，避免贝壳处理粉表面密布的凹槽或中空的微孔通道内因吸附小分子气体的微小气泡而阻碍聚乙烯浸入贝壳处理粉表面，提高贝壳处理粉在改性pe内的结合力，提高成品气泡膜强度。本发明进一步设置为：所述汽提液为乙醇。通过采用上述技术方案，乙醇作为汽提剂，具有烷基和羟基，使得乙醇与聚合物相容性较好，易渗入原料熔融下的熔体内，同时乙醇又可浸润贝壳处理粉表面，且易于浸润贝壳处理粉表面密布的凹槽或中空的微孔通道并与其内内的小分子接触，脱除小分子效果好，对气泡膜的强度提高效果好。本发明进一步设置为：所述汽提液由双螺杆挤出机的熔融输送段加入。通过采用上述技术方案，减少汽提剂提前挥发，以及减缓汽提剂对原料中ldpe、lldpe、hdpe的溶胀，避免气泡膜强度降低。本发明进一步设置为：所述双螺杆挤出机的真空段真空度为0.12-0.2mpa。通过采用上述技术方案，真空排气段真空度为0.12-0.2mpa，促进汽提剂从熔体内脱除，避免汽提剂残留而降低气泡膜强度。本发明进一步设置为：所述阻燃剂为dopo。通过采用上述技术方案，dopo带有芳香环，其与聚合物有相容性，同时dopo溶于乙醇，可在乙醇辅助下与聚合物混合，提高阻燃剂与改性pe的相容性接和结合力，减少阻燃剂对气泡膜的强度降低。本发明进一步设置为：所所述底层膜和吸塑膜的原料还包括山梨酸5-6份。通过采用上述技术方案，山梨酸为二烯酸，在原料混合后高温熔融时，可接枝入聚乙烯聚合链中，提高改性pe的塑性和韧性；同时山梨酸中羧基与其中一碳碳双键相邻，碳碳双键与羧基形成共轭，使该与羧基相邻的碳碳双键亲核加成受到促进，亲电加成受到抑制，故而接枝时山梨酸中远离羧基的碳碳双键加成选择性高；阻燃剂为dopo，dopo具有磷杂坏结构，p具有对孤对电子，易发生亲核加成，其与山梨酸中与羧基相邻的碳碳双键发生加成反应，进而dopo通过山梨酸与聚乙烯聚合链连接，提高dopo在改性pe材料中的相容性，减少阻燃剂对气泡膜强度的降低。本发明进一步设置为：所述ldpe、lldpe、hdpe、山梨酸和阻燃剂混合熔融预制成改性pe母粒后使用，所述改性pe母粒生产过程中塑化温度为200-220℃。通过采用上述技术方案，ldpe、lldpe、hdpe、山梨酸和阻燃剂混合熔融预制成原料母粒后使用，使得聚乙烯、山梨酸和阻燃剂预先结合，提高聚乙烯、山梨酸和阻燃剂混合程度以及阻燃剂与聚乙烯的结合程度。综上所述，本发明具有以下有益效果：1.开口剂为贝壳粉处理粉末，在底层膜和吸塑膜表面形成许多的微细突起，便于底层膜和吸塑膜分离；同时贝壳粉处理粉末的凹槽或中空的微孔通道吸附熔融的聚乙烯，使聚乙烯浸入贝壳粉处理粉末表面，并包裹保护贝壳粉处理粉末，提高改性聚乙烯材料内部的结合力，以及包裹保护贝壳粉处理粉末底层膜和吸塑膜表面形成的微细突起软化，较现有二氧化硅嵌在底层膜和吸塑膜表面而言，减缓底层膜和吸塑膜受到外力搓动时贝壳粉处理粉末受到的挤压，减少贝壳粉处理粉末受外力搓动时挤出底层膜和吸塑膜的可能，进而提高改性聚乙烯材料和气泡膜的强度；2.汽提液加入后在对空排气段和真空排气段排出，在汽提液排出时与原料熔融下的熔体内小分子形成共沸物一同排出，避免贝壳处理粉表面密布的凹槽或中空的微孔通道内因吸附小分子气体的微小气泡而阻碍聚乙烯浸入贝壳处理粉表面，提高贝壳处理粉在改性pe内的结合力，提高成品气泡膜强度；3.汽提液为乙醇，其易渗入原料熔融下的熔体内，且易于浸润贝壳处理粉表面密布的凹槽或中空的微孔通道并与其内内的小分子接触，脱出小分子效果好，对气泡膜的强度提高效果好；4.山梨酸在原料混合后高温熔融时，可接枝入聚乙烯聚合链中，提高改性pe的塑性和韧性；dopo通过山梨酸与聚乙烯聚合链连接，提高dopo在改性pe材料中的相容性，减少阻燃剂对气泡膜强度的降低。附图说明图1为气泡膜的结构示意图。附图标记：1、底层膜；2、吸塑膜；21、气泡。具体实施方式实施例一，如附图1所示，一种高强的气泡膜，包括相贴合固定的底层膜1和吸塑膜2。吸塑膜2分布有多个吸塑形成圆柱形的气泡21，实际生产下的气泡21形状和分布规律可根据实际情况而定，其非本发明的发明点，故在此不再做进一步阐述。底层膜1和吸塑膜2由改性pe制得。改性pe包含以下质量份数的原料制得：ldpe23-28份，lldpe47-55份，hdpe22-26份，开口剂1-3份，山梨酸3-6份，阻燃剂4-5份，汽提液6-7份。ldpe为低密度聚乙烯，选用中海壳牌牌号242ok产品、沙特sabic牌号ld160at产品。lldpe为线性低密度聚乙烯，选用埃克森美孚牌号ll6101、1l6101rq产品。hdpe为高密度聚乙烯，选用埃克森美孚牌号hma-016、hma-018产品。开口剂为贝壳粉处理粉末。贝壳粉处理粉末由以下方法制得：贝壳粉在浸泡液中浸泡低温处理10-11min后干燥并筛分得到粒径为0.4±0.1μm的粉粒，所述浸泡液为尿素浓度为4wt％，naoh或koh浓度为8wt％的水溶液，低温处理温度为-15℃～-14℃，贝壳粉与浸泡液的质量比为0.5∶1。此处贝壳粉处理粉末粒径为0.4±0.1μm。山梨酸为市售产品。阻燃剂为dopo，dopo为市售产品。汽提剂为无水乙醇，为市售产品。气泡膜的生产工艺包括如下步骤，s1：按质量份数称取ldpe、lldpe、hdpe、开口剂、山梨酸、阻燃剂和汽提液；s2：将s1中称取的ldpe、lldpe、hdpe、山梨酸和阻燃剂加入高混机中混合50-60min，混合均匀得到混合原料a；s3：将混合原料a加入双螺杆挤出机中熔融，同时在熔融输送段用熔融计量泵按比例加入s1中称取的汽提液，双螺杆挤出机挤出冷却后得到原料母粒，双螺杆挤出机熔融段塑化温度为210℃，双螺杆挤出机的真空排气段真空度为0.16mpa；s4：将s3中得到的原料母粒与s1中称取的开口剂混合均匀后，用pe料挤塑用通用型挤出机熔融得到改性pe处理，并挤出成型二层膜片，即底层膜1和吸塑膜2，再通过吸塑成型气泡21，并由牵引导辊复合、收卷，得到产品气泡膜。实施例1a实施例1b实施例1c实施例1d实施例1e实施例1fldpe/kg283029292830lldpe/kg435052484661hdpe/kg202123222120开口剂/kg454.64.24.54.8山梨酸/kg565.55.25.65.9阻燃剂/kg454.54.64.74.3汽提液/kg676.56.36.76.8对实施例1a-1f所得的气泡膜进行抗拉试验和对底层模底面进行摩擦系数测试，摩擦系数检测以两相同底层模底面之间的摩擦系数表示，测试结果如下。实施例1a实施例1b实施例1c实施例1d实施例1e实施例1f抗拉强度/kg.cm-29.709.669.669.469.459.56阻燃等级vtm-0vtm-0vtm-0vtm-0vtm-0vtm-0摩擦系数-0.200.210.210.200.21同时设置对比例一至对比例三。对比例一，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于开口剂为粒径为0.4±0.1μm的二氧化硅。原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。对比例二，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于开口剂为粒径为0.4±0.1μm的贝壳粉。原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。对比例三，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于开口剂用量为零。其与原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。对对比例一、对比例二和对比例三所得的气泡膜进行测试，测试结果如下。对比例一对比例二对比例三抗拉强度/kg·cm-29.39.19.4阻燃等级vtm-0vtm-0vtm-0摩擦系数0.230.260.29对比实施例一、对比例一、对比例二和对比例三可知，开口剂为贝壳粉处理粉末，在底层膜和吸塑膜表面形成许多的微细突起，便于底层膜和吸塑膜分离。同时贝壳粉处理粉末的凹槽或中空的微孔通道吸附熔融的聚乙烯，使聚乙烯浸入贝壳粉处理粉末表面，并包裹保护贝壳粉处理粉末，提高改性聚乙烯材料内部的结合力，以及包裹保护贝壳粉处理粉末底层膜和吸塑膜表面形成的微细突起软化，较现有二氧化硅嵌在底层膜和吸塑膜表面而言，减缓底层膜和吸塑膜受到外力搓动时贝壳粉处理粉末受到的挤压，减少贝壳粉处理粉末受外力搓动时挤出底层膜和吸塑膜的可能，进而提高改性聚乙烯材料和气泡膜的强度。实施例二，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于汽提液为水，原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。实施例三，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于汽提液用量为零，其余原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。实施例四，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于对气泡膜生产工艺中汽提液添加步骤进行改动。改动后气泡膜生产工艺如下，s1：按质量份数称取ldpe、lldpe、hdpe、开口剂、结合剂、阻燃剂和汽提液；s2：s1中称取的汽提液与s1中称取的ldpe、lldpe、hdpe、结合剂和阻燃剂一同加入高混机中混合50-60min，混合均匀得到混合原料b；s3：将混合原料b加入双螺杆挤出机中熔融，同时在熔融输送段用熔融计量泵按比例加入s1中称取的汽提液，双螺杆挤出机挤出冷却后得到原料母粒，双螺杆挤出机熔融段塑化温度为190℃，双螺杆挤出机的真空排气段真空度为0.16mpa；s4：将s3中得到的原料母粒与s1中称取的开口剂混合均匀后，用pe料挤塑用通用型挤出机挤出成型二层膜片，即底层膜和吸塑膜，再通过吸塑成型气泡，并由牵引导辊复合、收卷，得到产品气泡膜。实施例五，一种高强的气泡膜，基于实施例六的基础上，其区别之处在于汽提液为水，其余原料用量与实施例六相同，且根据实施例六中改动后气泡膜生产工艺生产气泡膜。实施例六，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于阻燃剂为氯化石蜡，原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。实施例七，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于阻燃剂为氢氧化镁，原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。实施例八，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于山梨酸用量为零。其他原料用量参数与实施例1a相同，且根据实施例一中气泡膜生产工艺生产气泡膜。对实施例8a-8f所得的气泡膜进行测试，测试结果如下。对比实施例一至实施例五可知，汽提液加入后在对空排气段和真空排气段排出，在汽提液排出时与原料熔融下的熔体内小分子形成共沸物一同排出，避免贝壳处理粉表面密布的凹槽或中空的微孔通道内因吸附小分子气体的微小气泡而阻碍聚乙烯浸入贝壳处理粉表面，提高贝壳处理粉在改性pe内的结合力，提高成品气泡膜强度，并且汽提液为乙醇时对气泡膜的强度提高效果好。另外所述汽提液由双螺杆挤出机的熔融输送段加入，减少汽提剂提前挥发，提高小分子脱除效果，提高成品气泡膜强度。对比实施例一、实施例六、实施例七和实施例八可知，山梨酸在原料混合后高温熔融时，可接枝入聚乙烯聚合链中，提高改性pe的塑性和韧性；阻燃剂为dopo，dopo通过结合剂与聚乙烯聚合链连接，提高dopo在改性pe材料中的相容性，减少阻燃剂对气泡膜强度的下降。实施例九，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于对气泡膜生产工艺中双螺杆挤出机熔融段塑化温度进行调整，其余原料用量与实施例六相同，得到实施例9a-9f。对实施例8a-8f所得的气泡膜进行测试，测试结果如下。实施例十，一种高强的气泡膜，基于实施例1a的基础上，其区别之处在于对气泡膜生产工艺中双螺杆挤出机的真空排气段真空度进行调整，其余原料用量与实施例六相同，得到实施例10a-10f。对实施例10a-10f所得的气泡膜进行测试，测试结果如下。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，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，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12