一种流延CPE热封易撕盖膜及其制备方法与流程

本发明涉及塑料包装技术领域，更具体地说，它涉及一种流延cpe热封易撕盖膜及其制备方法。

背景技术：

盖膜最早出现的是方便面碗面包装，继而豆腐、酸奶、果冻、布丁等的包装也都出现了盖膜，盖膜有以下几个方面的要求：较高的阻隔性、适中的热封性、封口要具备良好的抗污染性和低温热封性、良好的收缩性等。

聚乙烯薄膜无毒无味且具有良好的耐低温性、防潮性、抗透湿性和抗老化性能，是我国生产用量最大的塑料薄膜之一，常见的聚乙烯加工成型工艺有：吹胀法、流延法、双向拉伸法，其中由于流延法聚乙烯薄膜是平挤薄膜，后续工序如印刷、复合等极为方便，多层聚乙烯流延膜相对于单层聚乙烯流延膜，具有高阻隔、高稳定性和高适应性，被广泛应用于食品、医疗等领域。

现有技术中，申请号为cn201710764140.x的中国发明专利申请文件中公开了一种cpe薄膜及其生产方法，cpe薄膜由以下质量份数的原料组成：氯化聚乙烯60份、铝箔4-7份、增塑剂12-18份、热稳定剂1-5份、复合阻燃剂2-3份、抗氧剂1-3份、芳纶纤维4-10份。cpe薄膜的生产方法包括以下步骤：(1)配制物料；(2)混料、上料；(3)挤出塑化；(4)流延；(5)冷却：冷却采用冷却装置，利用压缩空气将流延料吹贴到冷却辊上进行冷却；(6)测厚控制；(7)电晕处理；(8)分切处理；(9)牵引收卷。

现有的这种cpe薄膜具有冷却效果好，机械强度高，韧性好，不易撕裂的优点，但是这种cpe薄膜作为热封盖膜使用时，只能热封pp/pe/ps材质杯体，不能热封pet材质结构杯体，达不到易撕易揭效果，且不能与ny/mpet材质膜进行有效复合。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种流延cpe热封易撕盖膜，其具有易与pet/pvc/ps/pe材质的杯体实现热封，达到易撕易揭效果，并与ny/mpet材质膜进行有效复合的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种流延cpe热封易撕盖膜的制备方法，其具有简单易操作的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种流延cpe热封易撕盖膜，其特征在于，包括依次连接的电晕层、中间层和热封层；

所述电晕层包括以下重量份的原料：76-80份lldpe、18-22份ldpe、0.8-1.2份开口爽滑剂、0.8-1.2份加工助剂；

所述中间层包括lldpe；

所述热封层包括以下重量份的原料：8-12份mlldpe、86-90份改性水性聚氨酯、1.8-2.2份加工助剂。

通过采用上述技术方案，由于采用使用不同比例的lldpe、ldpe与开口爽滑剂和加工助剂制备电晕层，由lldpe和ldpe共混制得的电晕层的拉伸强度高，断裂伸长率和延伸率得到提升，两种聚合物能起到相互增强的效应，开口爽滑剂使薄膜的摩擦系数降低，防止熔体破裂，赋予薄膜表面显著的滑爽性和光亮性，能有效防止薄膜的粘连，使用lldpe中间层，能增强电晕层和热封层之间的黏结力，从而增强电晕层和热封层的粘合强度，防止盖膜分层；使用mlldpe和改性水性聚氨酯作、加工助剂作为热封层，水性聚氨酯为接着性树脂，经改性后，具有强烈的接着性，能增强热封层的粘着性，提高热封强度，使cpe热封易揭盖膜能够较为容易的与pet/pvc/ps/pe材质的杯体实现热封，并且达到易撕易揭的效果，同时盖膜能与ny/mpet材质膜进行有效复合。

进一步地，所述电晕层包括以下重量份的原料：78份lldpe、20份ldpe、1份开口爽滑剂、1份加工助剂；

所述中间层包括lldpe；

所述热封层包括以下重量份的原料：10份mlldpe、88份改性水性聚氨酯、2份加工助剂。

通过采用上述技术方案，由于各层原料用量更加精确，使得cpe热封易撕盖膜的厚度均匀，柔韧性强，易撕易揭效果更加突出。

进一步地，所述改性水性聚氨酯由以下方法制成：

(1)向1-3重量份聚醚210加入1.4-2.4重量份异佛尔酮二异氰酸酯，并通入氮气，在75-80℃下反应1.5-2h，加入0.3-0.8重量份二羟甲基丙酸和0.1-0.5重量份二月桂酸二丁基锡，加入1.8-2.6重量份1,4-丁二醇、0.8-1.1重量份三羟甲基丙烷和3-5重量份丙酮，搅拌1-1.5h，降温至70℃，加入203重量份聚二甲基硅氧烷和1.8-2.4重量份三乙胺，搅拌15-20min，加入5-10重量份去离子水，分散30min，减压蒸馏脱去丙酮，制得pu乳液；

(1)将1-3重量份pu乳液、0.3-0.5重量份乳化剂、3-5重量份水混合，加入0.5-0.7重量份引发剂aibn的ba溶液，搅拌，在80-85℃下聚合2.5-3h，升温至90℃，反应1-1.5h，降至室温，出料，制得改性水性聚氨酯。

通过采用上述技术方案，使用聚二甲基硅氧烷改性聚氨酯，聚二甲基硅氧烷具有独特的物理和化学性质，良好的热稳定性和氧化稳定性、耐低温性，能与水性聚氨酯形成物理机械性能的互补，使水性聚氨酯在硬度、柔韧性、剥离强度、剪切强度以及耐热性和胶黏接性等方面均有明显的改善。

进一步地，所述电晕层中lldpe的熔融指数为20g/10min，密度为0.924g/cm³，所述ldpe的熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm³；

所述中间层中lldpe的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm³。

进一步地，所述加工助剂为增塑剂、相容剂、交联剂中的一种或几种的混合物；

所述增塑剂为多元醇或邻苯二甲酸二丁酯；

所述相容剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐中的一种或几种；

所述交联剂为硼砂、甲醛、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。

进一步地，所述电晕层、中间层和热封层的厚度比为4-5:2-3:2-3。

通过采用上述技术方案，控制盖膜中各层膜的厚度，使盖膜具有较好的贴合强度和易撕裂性能，使这种结构的膜层与pet、pvc、ps、pe材质的杯体或ny、mpet材质膜热封时，具有较好的结合强度。

进一步地，所述中间层还包括改性聚苯醚，改性聚苯醚和lldpe的质量比为0-2:98-100。

通过采用上述技术方案，聚苯醚经改性处理后，弯曲强度和冲击强度得到改善，耐热性、抗蠕变性和尺寸稳定性得到提高，与lldpe共混后，能显著增强中间层的耐撕裂性能。

进一步地，所述改性聚苯醚由以下方法制成：(1)将1-1.5重量份甲苯二异氰酸酯和4.5-5.5重量份环氧树脂混合8-12min，制成混合液，将2.3-2.8重量份凯夫拉纤维置于混合液中，浸渍5-8min，取出，在100-120℃的烘箱中烘干30-40min，制得改性凯夫拉纤维；

(2)将2.5-3重量份的abs烘干，与6.5-7.5重量份的聚苯醚和1.5-2重量份的改性凯夫拉纤维共混挤出，制得改性聚苯醚。

通过采用上述技术方案，由于凯夫拉纤维的比强度、比模量高，尺寸稳定性好，耐高温，耐腐蚀性能优异，兼有无机纤维的力学性能和有机纤维的加工性能，使用甲苯二异氰酸酯和环氧树脂对凯夫拉纤维进行浸润后，在凯夫拉纤维的表面引入活性基团，从而改善凯夫拉纤维的表面粘合强度，将凯夫拉纤维与具有良好的刚性、硬度和高韧性的abs、具有优良的机械性能、抗蠕变性、耐热性、耐水性、尺寸稳定性的聚苯醚相互混合后挤出，制备得到的改性聚苯醚拉伸性能、弯曲强度和热稳定性得到改善，从而提高cpe热封易撕盖膜的易撕性能，防止在盖膜在受力过程中出现断裂落屑，同时提高cpe热封易撕盖膜的热封强度和贴合紧密度。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种流延cpe热封易撕盖膜的制备方法，包括以下步骤：

s1、将电晕层、中间层和热封层所需原料按照配比分别倒入三个搅拌器中，搅拌15-20min，搅拌完成后加入挤出机中，进行流延挤出，各层膜的层间比按照电晕层、中间层和热封层的厚度比为4-5:2-3:2-3进行；

s2、挤出的各层膜经过水温为27-31℃的冷却辊，真空机转速为1000-1050r/min；

s3、测厚仪厚度设定在60mico，标准偏差设定在3％，并且开启自动模头在线pid调节膜厚度；

s4、电晕机对热封易撕盖膜进行中电晕层进行电晕处理，电晕值达到40达因值效果；

s5、对热封易撕盖膜进行收卷，将收卷的卷材放置在时效架上，放置46-50h；

s6、将时效完成的卷材按照规格进行宽度分切，分切后包装入库。

通过采用上述技术方案，将各层膜原料各自混合均匀后，加入挤出机中进行流延挤出，经冷却辊冷却后形成薄膜，检测各层膜之间厚度，再进行电晕处理，时效架能使薄膜内加工助剂进入有效析出迁移。

进一步地，所述电晕层的挤出机一区温度为165-175℃，二区温度为195-205℃，三区温度为215-225℃，四区温度为220-230℃，五区温度为225-235℃；所述中间层的挤出机一区温度为165-175℃，185-195℃，三区温度为205-215℃，四区温度为215-225℃，五区温度为230-240℃；热封层的挤出机一区温度为165-175℃，二区温度为205-215℃，三区温度为225-235℃，四区温度为235-245℃，五区温度为245-255℃。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用电晕层、中间层和热封层相互配合，并合理控制各层的原料用量，能提高盖膜的易揭易撕性能，与pet/pvc/ps/pe材质的杯体容易实现热封，病达到易撕易揭效果，并且盖膜能与ny/mpet材质膜复合时进行有效复合。

第二、本发明中优选采用改性聚苯醚与lldpe共混制备中间层，聚苯醚经过abs和改性凯夫拉纤维的改性后，其尺寸稳定性、弯曲强度和抗冲击强度得到提升，热粘性和断裂伸长率加强，拉伸强度得到改善，且阻隔性能增强，从而使得中间层层具有较强的抗撕裂强度和阻隔性能，提高了cpe热封易撕盖膜的贴合强度和易撕性能。

附图说明

图1是本发明实施例1中cpe热封易揭盖膜的结构示意图。

图中：1、电晕层；2、中间层；3、热封层。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

改性水性聚氨酯的制备例1-3

制备例1：(1)向1kg聚醚210加入1.4kg异佛尔酮二异氰酸酯，并通入氮气，在75℃下反应2h，加入0.3kg二羟甲基丙酸和0.1kg二月桂酸二丁基锡，加入1.8kg1,4-丁二醇、0.8kg三羟甲基丙烷和3kg丙酮，搅拌1h，降温至70℃，加入2kg聚二甲基硅氧烷和1.8kg三乙胺，搅拌15min，加入5kg去离子水，分散30min，减压蒸馏脱去丙酮，制得pu乳液；

(1)将1kgpu乳液、0.3kg乳化剂、3kg水混合，加入0.5kg引发剂aibn的ba溶液，搅拌，在80℃下聚合3h，升温至90℃，反应1h，降至室温，出料，制得改性水性聚氨酯。

制备例2：(1)向2kg聚醚210加入1.9kg异佛尔酮二异氰酸酯，并通入氮气，在78℃下反应1.8h，加入0.5kg二羟甲基丙酸和0.3kg二月桂酸二丁基锡，加入2.2kg1,4-丁二醇、0.9kg三羟甲基丙烷和4kg丙酮，搅拌1.3h，降温至70℃，加入2.5kg聚二甲基硅氧烷和2.1kg三乙胺，搅拌18min，加入8kg去离子水，分散30min，减压蒸馏脱去丙酮，制得pu乳液；

(1)将2kgpu乳液、0.4kg乳化剂、4kg水混合，加入0.6kg引发剂aibn的ba溶液，搅拌，在83℃下聚合2.8h，升温至90℃，反应1.3h，降至室温，出料，制得改性水性聚氨酯。

制备例3：(1)向3kg聚醚210加入2.4kg异佛尔酮二异氰酸酯，并通入氮气，在80℃下反应1.5h，加入0.8kg二羟甲基丙酸和0.5kg二月桂酸二丁基锡，加入2.6kg1,4-丁二醇、1.1kg三羟甲基丙烷和5kg丙酮，搅拌1.5h，降温至70℃，加入3kg聚二甲基硅氧烷和2.4kg三乙胺，搅拌20min，加入10kg去离子水，分散30min，减压蒸馏脱去丙酮，制得pu乳液；

(1)将3kgpu乳液、0.5kg乳化剂、5kg水混合，加入0.7kg引发剂aibn的ba溶液，搅拌，在85℃下聚合2.5h，升温至90℃，反应1.5h，降至室温，出料，制得改性水性聚氨酯。

改性聚苯醚的制备例4-6

制备例4-6中甲苯二异氰酸酯选自山东登诺新材料科技有限公司出售的货号为dn-3m55的甲苯二异氰酸酯，环氧树脂选自郑州鹏辉化工产品有限公司出售的牌号为e-44的环氧树脂，凯夫拉纤维选自东莞市索维特特殊线带有限公司出售的货号为swt2017/1/7的凯夫拉纤维，abs选自余姚市钛腾工程塑料有限公司出售的货号为pa-777b的abs，聚苯醚选自苏州乔顺塑化有限公司出售的牌号为wcd801a的聚苯醚。

制备例4：(1)将1kg甲苯二异氰酸酯和4.5kg环氧树脂混合8min，制成混合液，将凯夫拉纤维置于混合液中，浸渍5min，取出，在100℃的烘箱中烘干40min，制得改性凯夫拉纤维；

(2)将2.5kg的abs烘干，与6.5kg的聚苯醚和1.5kg的改性凯夫拉纤维共混挤出，制得改性聚苯醚。

制备例5：(1)将1.3kg甲苯二异氰酸酯和5kg环氧树脂混合10min，制成混合液，将凯夫拉纤维置于混合液中，浸渍6min，取出，在110℃的烘箱中烘干35min，制得改性凯夫拉纤维；

(2)将2.8kg的abs烘干，与7kg的聚苯醚和1.8kg的改性凯夫拉纤维共混挤出，制得改性聚苯醚。

制备例6：(1)将1.5kg甲苯二异氰酸酯和5.5kg环氧树脂混合12min，制成混合液，将凯夫拉纤维置于混合液中，浸渍8min，取出，在120℃的烘箱中烘干30min，制得改性凯夫拉纤维；

(2)将3kg的abs烘干，与7.5kg的聚苯醚和2kg的改性凯夫拉纤维共混挤出，制得改性聚苯醚。

实施例

实施例1-8中熔融指数为20g/10min，密度为0.924g/cm³的lldpe选自福建联合石化df7042，熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm³的ldpe选自中海壳牌2420h，开口爽滑剂选用华谊1012e，熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm³选自埃克森1002bu，mlldpe选自美国陶氏5220g。

实施例1：一种流延cpe热封易撕盖膜的制备方法，包括以下步骤：

s1、将电晕层1、中间层2和热封层3所需原料按照配比分别倒入三个搅拌器中，搅拌15min，搅拌完成后加入挤出机中，进行流延挤出，各层挤出机温度入表2所示，各层膜的层间比按照电晕层1、中间层2和热封层3的厚度比为5:3:2进行；

其中电晕层1、中间层2和热封层3的原料和用量如表1所示，电晕层1中lldpe的熔融指数为20g/10min，密度为0.924g/cm³，ldpe的熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm³；中间层2中lldpe的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm³；加工助剂为质量比为1:1的增塑剂和相容剂，增塑剂为丙二醇，相容剂为丙烯酸，改性水性聚氨酯由制备例1制成；

s2、挤出的各层膜经过水温为27℃的冷却辊，真空机转速为1000r/min；

s3、测厚仪厚度设定在60mico，标准偏差设定在3％，并且开启自动模头在线pid调节膜厚度；

s4、电晕机对热封易撕盖膜进行中电晕层1进行电晕处理，电晕值达到40达因值效果；

s5、对热封易撕盖膜进行收卷，收卷米数为8000米一卷，将收卷的卷材放置在时效架上，放置46h；

s6、将时效完成的卷材按照规格进行宽度分切，分切后包装入库。

1实施例1-5中电晕层1、中间层2和热封层3的原料配比

表2实施例1中电晕层1、中间层2和热封层3的挤出机温度

实施例2：一种流延cpe热封易撕盖膜的制备方法，包括以下步骤：

s1、将电晕层1、中间层2和热封层3所需原料按照配比分别倒入三个搅拌器中，搅拌18min，搅拌完成后加入挤出机中，进行流延挤出，各层挤出机温度入表3所示，各层膜的层间比按照电晕层1、中间层2和热封层3的厚度比为4:3:3进行；

其中电晕层1、中间层2和热封层3的原料和用量如表1所示，电晕层1中lldpe的熔融指数为20g/10min，密度为0.924g/cm³，ldpe的熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm³；中间层2中lldpe的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm³；加工助剂为质量比为1:1的相容剂和交联剂，相容剂为甲基丙烯酸，交联剂为硼砂，改性水性聚氨酯由制备例2制成；

s2、挤出的各层膜经过水温为29℃的冷却辊，真空机转速为1030r/min；

s3、测厚仪厚度设定在60mico，标准偏差设定在3％，并且开启自动模头在线pid调节膜厚度；

s4、电晕机对热封易撕盖膜进行中电晕层1进行电晕处理，电晕值达到40达因值效果；

s5、对热封易撕盖膜进行收卷，收卷米数为8000米一卷，将收卷的卷材放置在时效架上，放置48h；

s6、将时效完成的卷材按照规格进行宽度分切，分切后包装入库。

表3实施例2中电晕层1、中间层2和热封层3的挤出机温度

实施例3：一种流延cpe热封易撕盖膜的制备方法，包括以下步骤：

s1、将电晕层1、中间层2和热封层3所需原料按照配比分别倒入三个搅拌器中，搅拌20min，搅拌完成后加入挤出机中，进行流延挤出，各层挤出机温度入表4所示，各层膜的层间比按照电晕层1、中间层2和热封层3的厚度比为5:2:3进行；

其中电晕层1、中间层2和热封层3的原料和用量如表1所示，电晕层1中lldpe的熔融指数为20g/10min，密度为0.924g/cm³，ldpe的熔融指数为1.9g/10min，密度为0.924g/cm³；中间层2中lldpe的熔融指数为2.0g/10min，密度为0.918g/cm³；加工助剂为质量比为1:1的增塑剂和交联剂，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，交联剂为甲醛，改性水性聚氨酯由制备例3制成；

s2、挤出的各层膜经过水温为31℃的冷却辊，真空机转速为1050r/min；

s3、测厚仪厚度设定在60mico，标准偏差设定在3％，并且开启自动模头在线pid调节膜厚度；

s4、电晕机对热封易撕盖膜进行中电晕层进行电晕处理，电晕值达到40达因值效果；

s5、对热封易撕盖膜进行收卷，收卷米数为8000米一卷，将收卷的卷材放置在时效架上，放置50h；

s6、将时效完成的卷材按照规格进行宽度分切，分切后包装入库。

表4实施例3中电晕层1、中间层2和热封层3的挤出机温度

实施例4：一种cpe热封易撕盖膜的制备方法，与实施例1的区别在于，中间层2还包括改性聚苯醚，lldpe与改性聚苯醚的质量比为1:99，改性聚苯醚由制备例4制成。

实施例5：一种cpe热封易撕盖膜的制备方法，与实施例1的区别在于，中间层2还包括改性聚苯醚，lldpe与改性聚苯醚的质量比为98.5:1.5，改性聚苯醚由制备例5制成。

实施例6：一种cpe热封易撕盖膜的制备方法，与实施例1的区别在于，中间层2还包括改性聚苯醚，lldpe和改性聚苯醚的质量比为98:2，改性聚苯醚由制备例6制成。

性能检测试验

一、选取由广州市荣晟包装制品有限公司出售的型号为pet01的pet膜，再选用由深圳市雅盛工业材料有限公司出售的型号为杜邦pet的pet膜，分别与实施例1制备的cpe热封易撕盖膜中热封层3复合，制成试件1和试件2，再将两个pet膜与实施例4制备的热封易撕盖膜热封复合，制成试件3和时间4，按照以下方法检测复合膜的性能，检测结果记录于表5中。

1、拉伸强度和断裂伸长率：按照gb/t13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行检测；

2、摩擦系数：按照gb10006-68《塑料摩擦系数》进行检测；

3、电晕值：用38达因笔进行检测；

4、裤型撕裂强度：按照gb/t16578《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能试验方法-裤形撕裂法》进行检测；

5、热封强度用五点热封仪器按照gb/t2358-1998《塑料薄膜包装热封强度试验方法》进行检测。

表5流延cpe热封易撕盖膜的性能检测

由表5中数据可以看出，按照实施例1制备的cpe热封易撕盖膜不同型号的pet膜复合后，拉伸强度高，断裂伸长率大，具有良好的撕裂性能，而实施例6因中间层掺入改性聚苯醚，制备成的cpe热封易撕盖膜与不同型号pet膜复合后，拉伸强度和断裂伸长率提升，耐撕性能增强。

二、将pet膜、杜邦mpet和试件1按照上中下的顺序复合，制成试件5，将pet、进口mpet和试件2按照上中下的顺序复合，制成试件6，将pet膜、杜邦mpet和试件3按照上中下的顺序复合，制成试件7，将pet、进口mpet和试件4按照上中下的顺序复合，制成试件8，其中进口mpet选自杭州任宽信息技术有限公司出售的型号为zh-321的mpet，按照以下方法检测复合膜的性能，检测结果记录于表6中：

1、拉伸强度和断裂伸长率：按照gb/t13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行检测；

2、摩擦系数：按照gb10006-68《塑料摩擦系数》进行检测；

3、剥离强度：按照gb/t8808-1988《软质复合塑料膜剥离试验方法》进行检测；

4、易揭强度：选自济南思克测试技术有限公司出售的易撕膜封口强度测速仪进行检测。

表6实施例1和实施例6制备的cpe热封易撕盖膜的性能测试

由表6中数据可以看出，按照实施例1和实施例4制备的cpe热封易揭盖膜与pet膜复合后，在于mpet材料复合，拉伸强度大，断裂伸长率高，其水煮前后剥离强度相差不大，耐煮性好，且易揭性好。

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。