一种高透明聚乙烯热收缩膜及其制备方法与流程

本技术涉及包装薄膜，更具体地说，它涉及一种高透明聚乙烯热收缩膜及其制备方法。

背景技术：

1、商品包装要求具有防护、保质、美化商品的作用，随着市场经济的发展和生活水平的提高，人们对于商品包装的要求也越来越高，随之涌现出各式各样的新颖包装材料。

2、热收缩膜俗称收缩膜，是一种受热能发生大幅度收缩，因而能紧裹物品，并能长期保持其形状的薄膜。热收缩膜作为一种新颖的包装材料，其具有以下优点：加工成型性好，热稳定性和耐候性优异，使用方便、安全卫生，同时热收缩膜包装的商品可以做到贴体包装，使得商品美观耐看，被广泛应用酒类、易拉罐类、矿泉水类、各种饮料类、肉类等产品的贴体包装，热收缩膜的柔韧性好、抗撞击、抗撕裂性强、不易破损、不怕潮、收缩率大。

3、目前市场上大部分聚乙烯热收缩膜单独使用高压聚乙烯或高密度聚乙烯和高压聚乙烯共混来加工成产，虽然热收缩膜具有较好的收缩性和力学性能，但薄膜制品厚度较大，通常在100μm以上，同时薄膜的透明度差，薄膜发花或发白，影响货物包装后的外观，且韧性下降。

技术实现思路

1、为了降低薄膜厚度，提高热收缩膜的透明度和韧性，本技术提供一种高透明度聚乙烯热收缩膜及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种高透明聚乙烯热收缩膜，采用如下的技术方案：

3、一种高透明聚乙烯热收缩膜，包括内层、中层和外层，其特征在于，所述内层和外层均包括以下重量份的原料：450-650份ldpe、100-350份mlldpe、0-500份hdpe、0-5份开口剂和4-8份ppa助剂；所述中层包括以下重量份的原料：450-600份ldpe、100-200份mlldpe、200-500份lldpe或hdpe、8-12份开口剂和4-8份ppa助剂。

4、通过采用上述技术方案，热收缩膜分为外层、中层和内层，可以增加热收缩膜的结构强度，为热收缩膜提供其必须的抗冲击能力，以维持其正常使用，ldpe即为低密度聚乙烯，其适合热塑成型，可以为内层、中层和外层带来更好的成型加工性和热塑性，mlldpe能提高热收缩膜的韧性，减少破裂情况的发生，且mlldpe具有高强度、高光滑性、高清晰度和高抗结块性，与ldpe和hdpe配合使用，可以改善热收缩膜的透明度；ppa助剂能减少表面缺陷，如熔体破裂等，提高产品光亮度和光滑度，使薄膜更有光泽度，减少加工过程中对模具的损耗，消除口模积料现象，减少挤出过程中产生的凝胶，降低加工温度、延长连续加工时间，提高挤出速度，提高产品的成型率及尺寸稳定性，降低废品率。

5、可选的，所述内层和外层均包括以下重量份的原料：

6、550-650份ldpe、200-350份mlldpe、3-5开口剂、5-8份ppa助剂；

7、所述中层包括以下重量份的原料：500-600份ldpe、150-200份mlldpe、200-250份lldpe、8-10份开口剂、4-6份ppa助剂。

8、通过采用上述技术方案，在外层、内层和中层内均为添加低压料hdpe，降低热收缩膜的整体密度，从而改善热收缩膜的透明度，降低厚度，且mlldpe是高透明度、低雾度树脂，具抗冲击能力强、耐穿刺和柔韧性好的优点，能够提高热收缩膜的透明度，使热收缩膜在厚度降低的情况下，仍具有较强的耐拉伸性、韧性和收缩性，中层内添加的lldpe是乙烯与少量高级α-烯烃在催化剂存在下聚合而成的共聚物，lldpe外观与ldpe相似，表面光泽度好，具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性。

9、可选的，所述内层和外层均包括以下重量份的原料：

10、450-600份ldpe、100-200份mlldpe、450-500份hdpe、5-8份ppa助剂；

11、所述中层包括以下重量份的原料：450-550份ldpe、100-150份mlldpe、450-500份hdpe、5-8份ppa助剂。

12、通过采用上述技术方案，以上用量的原料，使制成的热收缩膜的力学强度高、透明度大。

13、可选的，所述hdpe包括质量比为1:0.4-0.5的1号hdpe和2号hdpe，1号hdpe的熔融指数为9-9.5g/10min、密度为0.95-0.952g/cm3，2号hdpe的熔融指数为0.3-0.35g/10min、密度为0.95-0.959g/cm3。

14、通过采用上述技术方案，以上密度和熔融指数的1号hdpe具有热稳定性好、硬度高和冲击强度好的特点，2号hdpe具有高刚性，采用2种不同熔指和密度的hdpe，能进一步改善热收缩膜的收缩率和力学性能。

15、可选的，所述ldpe选自密度为0.92-0.922g/cm3，熔融指数为0.3-0.33g/10min的a料和密度为0.922-0.9225g/cm3，熔融指数为0.23-0.25g/10min的b料中的一种。

16、通过采用上述技术方案，a料具有高强度和中等光学特性，其雾度为11.2％，但具有较高的断裂拉伸强度和断裂伸长率，b料具有高透明、高流动、高抗撕裂性，能为热收缩膜提供较高的拉伸强度和洁净度，且分子链的总体支化数达到12个/1000c以上，长链支化度较高，透明性好，制成的热收缩膜力学性能优良、收缩性高。

17、可选的，所述mlldpe为密度为0.93-0.935g/cm3，熔融指数为0.45-0.5g/10min的i号料或密度为0.918-0.92g/cm3，熔融指数为0.45-0.5g/10min的ii号料。

18、通过采用上述技术方案，i号料和ii号料的熔融指数均较低，熔融指数低，mlldpe的相对分子质量越大，分子间缠结点越多，收缩性越好，用其制成的薄膜耐撕裂性、抗冲击强度和热收缩率越强；以上密度和熔融指数的i号料具有优异的韧性和出色的光学特性，能为不同树脂在加工和膜性能之间提供优异的平衡，包括拉伸性、抗冲击性和耐穿刺性，具有显著的韧性改善效果；ii号料的透明度好，具有优异的耐环境应力开裂性和抗冲击、耐穿刺性。

19、可选的，所述lldpe的密度为0.919-0.920g/cm3，熔融指数为1-30g/g/10min。

20、通过采用上述技术方案，以上密度和熔融指数的lldpr的透明度高、耐高温和耐水性好，密度低、流延性好。

21、可选的，所述中层内还添加有30-40重量份甲壳素纳米纤维；所述甲壳素纳米纤维的制法包括以下步骤：

22、将甲壳素溶解在乙酸溶液中，加入去离子水，制成浓度为1-2wt％的纺丝液；

23、将所述纺丝液经静电纺丝，制成纳米纤维；

24、将聚(乙烯醇-co-乙烯)用质量比为1:1的异丙醇和水的混合溶液溶解，制得浓度为20-25wt％的浸渍液；

25、将所述纳米纤维在浸渍液中浸渍20-30min后取出、干燥，然后浸渍在由纳米二氧化硅和氧化铝、聚酰胺固化剂、双酚a环氧树脂乳液制成的混合液中，抽真空15-20min，取出，在80-90℃下干燥。

26、热收缩膜在贴体包装肉类时，阻隔性不强，肉类保质期有待延长，且本技术中热收缩膜的厚度减小，透明度增大，厚度降低势必引起薄膜的耐拉伸能力下降，通过采用上述技术方案，在中层内添加甲壳素纳米纤维，甲壳素纳米纤维的主要成分为甲壳素，作为一种天然可再生资源，其储量仅次于纤维素，在自然界中通常以有序的结晶纳米纤维形式存在。甲壳素具备天然无毒、抗菌、生物可降解及生物相容性等优点，经静电纺丝制成的纳米纤维具有透光率高，力学性能优异的性能；纳米纤维具有超高长径比、力学性能优异，孔隙率高，透明度好，添加到中层以后，不影响热收缩膜的透明度，另外甲壳素纳米纤维在中层中形成三维网状结构，使中层内材料在各个方向上受力的能力大大增加，阻碍纯树脂分子链的运动，提高膜层的力学强度。

27、在制备甲壳素纳米纤维时，经静电纺丝制成的纳米纤维的比表面积大、孔隙率高，孔隙率高会增大光的反射和折射界面，仍影响薄膜的透明度，因此将聚(乙烯醇-co-乙烯)溶解后，浸渍填充在纳米纤维表面的孔隙内，降低光的折射和反射界面，减少光损失；聚(乙烯醇-co-乙烯)是半晶型无规共聚物，具有优异的阻隔性，在提高纳米纤维透明度的情况下，进一步改善力学强度和阻隔性，降低水蒸气和氧气的渗透，提高包装物的保质期，且未被聚(乙烯醇-co-乙烯)包覆完全的纳米纤维能增强聚(乙烯醇-co-乙烯)与环氧树脂的界面结合，环氧树脂的包覆使得纳米纤维呈现更好的透明性，从而获得力学强度高、透明度好、阻隔性强的甲壳素纳米纤维，使得厚度降低、透明度得到改善的热收缩膜的力学强度得到改善。

28、可选的，所述纳米纤维、浸渍液和混合液的质量比为1:0.3-0.5:0.6-0.8。

29、通过采用上述技术方案，将纳米纤维在浸渍液中浸渍后，浸渍液中的聚(乙烯醇-co-乙烯)能填充到纳米纤维表面的孔隙中，降低光损失，进一步提高甲壳素纳米纤维的透明度和对水蒸气和氧气的阻隔能力，然后将表面含有聚(乙烯醇-co-乙烯)的纳米纤维浸渍到含有双酚a环氧树脂的混合液中，双酚a环氧树脂能增加纳米纤维表面致密性，进一步降低光损失，提高透明度，且改善甲壳素纳米纤维的拉伸强度及阻隔性。

30、第二方面，本技术提供一种高透明聚乙烯热收缩膜的制备方法，采用如下的技术方案：

31、一种高透明聚乙烯热收缩膜的制备方法，包括以下步骤：

32、按照外层、中层和内层的原料配方称取原料，对各层原料混合均匀，分别获得外层混合物、内层混合物和中层混合物；

33、将外层混合物、内层混合物和中层混合物挤出后经单层吹膜挤出，获得管坯；

34、将管坯预热后，进行横向和纵向拉伸，制成高透明聚乙烯热收缩膜。

35、综上所述，本技术具有以下有益效果：

36、1、由于本技术采用ldpe、mlldpe和hdpe等原料作为内层和外层原料，使用ldpe和mlldpe、lldpe或hdpe等作为中层原料，三层结构的热收缩膜具有更好的加工性能和热收缩性，改善包装能力和耐拉伸能力，且以上各原料制成的热收缩膜的透明度高，厚度减小。

37、2、本技术中优选采用在内层和外层、中层中不添加hdpe，而是在中层中使用lldpe，制成的热收缩膜的密度降低，厚度减小，透明度得到改善，热收缩性增加。

38、3、本技术中优选在中层内添加甲壳素纳米纤维，在不影响热收缩膜透明度的前提下，改善热收缩膜的耐拉伸性、韧性和耐穿刺性，并改善热收缩膜对水蒸气和氧气的阻隔性，提高热收缩膜对于食品类包装时的保鲜时效，延长食品包装物的保质期。