CN102896856A - 一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜及其制造方法 - Google Patents

一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜及其制造方法 Download PDF

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冯任明
黎坛
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Abstract

本发明涉及一种高表面能的双向拉伸聚丙烯薄膜及其制造方法,包括上、中、下三层结构,其中上层由含有下述重量含量的原料配制成:98~99%均聚聚丙烯、0.5~2.5%抗粘连;中层由含有下述重量含量的原料配制成:100%酸酐改性的聚丙烯聚合物;下层由含有下述重量含量的原料配制成:98~99.5%聚酰胺树脂、0.5~2.5%抗粘连剂。该薄膜其表面张力高达52mN/m,能大大提高印刷的附着力,且存放时间延长,表面张力下降很小,能够满足需要高附着力的印刷产品,同时还具有高防穿孔性能,能提高聚丙烯薄膜的耐穿刺强度。

Description

一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜及其制造方法
本发明涉及一种利用五层共挤双向拉伸技术生产PP/TIE/PA/TIE/PP阻隔膜,属高分子领域。 
背景技术
双向拉伸聚丙烯薄膜,由于其具有质轻、无毒、无臭、防潮、高透明、高抗冲强度、产量大、成本低等特点,广泛应用于食品、医药、日用轻工、服装等、香烟等材料领域,但其透氧量高,气体阻隔性差的特点严重阻碍其食品包装领域上的发展。目前市场上采取的干复合、涂覆、共挤吹塑或共挤流延法生产的阻隔膜,可达到阻隔效果,但干复合、涂覆有着二次加工,产量低,生产成本高的缺点;共挤吹塑有产品厚度均匀性差的缺点;共挤流延有横向强度差、切边损失、宽度变化灵活性差等缺点。而采用双向拉伸技术生产PP/TIE/PA/TIE/PP阻隔膜,具有生产速度快,产量高,产品厚薄均匀,生产成本低,相对三层的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,五层的聚丙烯聚酰胺阻隔膜不但具有可热封的优势,还克服聚酰胺易吸水受潮的缺点。 
发明内容
本发明的目的在利用双向拉伸膜具有拉伸强度和弹性模量明显增加、冲出强度和耐弯曲性增加大、耐寒耐热性提高、拆射率增加、增大面积***、提高材料利用率并能改善薄膜厚度均匀性的特点,聚丙烯和聚酰胺通过一次性共挤拉伸,形成有热封性的阻隔膜,既能提高产量、降低成本又达到阻气防湿作用。 
本发明提供的五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜,包括上层、上次层,中层、下次层,下层共五层结构,总厚度:20~50μm。上层厚度为10~36μm,由含有下述重量含量的原料配制成:95~99%均聚聚丙烯、0.5~5.5%抗粘连比例,抗粘连剂的成份是二氧化硅;上次层的厚度为2~5μm,由含有下述重量含量的原料配制成:100%酸酐改性的聚丙烯聚合物,简称PP粘合树脂;中层的厚度为3~7μm,由含有下述重量含量的原料配制成:95~99.8%聚酰胺树脂、0.2~5.5%抗粘连剂,抗粘连剂为二氧化硅。下次层的厚度为2~5μm,由含有下述重量含量的原料配制成:100%酸酐改性的聚丙烯聚合物,简称PP粘合树脂;下层厚度为1~2μm,由含有下述重量含量的原料配制成:93~98%共聚聚丙烯、0.5~2.5%抗粘连、0.5~5%滑爽剂,抗粘连剂的成份是二氧化硅,滑爽剂成份是硅酮。 
本发明还提供五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的制造方法,该方法如下: 
(一)采用双向拉伸设备实施,工艺流程为:配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→收卷。 
(二)实施步骤 
1、配料 
按设定的比例进行混料,混料可人工混料或设备混料。聚酰胺树脂必须进行充分干燥,干燥温度为85~95℃,干燥后树脂的含水率小于0.1%。 
2、挤出 
五层原料经过比例混料后流入各自挤出机,挤出机作用:熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出。上层挤出机温度:220~250℃;上次层挤出机温度:210~240℃;中层挤出机温度:240~260℃;下次层挤出机温度:210~240℃;下层挤出机温度:180~220℃。五层料挤出后在模头汇聚后流出。 
3、铸片 
铸片机的作用是将挤出机模头流出的树脂冷却成片材,使树脂的结晶度、晶体形态、晶体的大小达到理想状态,从而提高薄膜的物理性能,有利于下工序纵向和横向的拉伸。铸片机冷却温度:20~30℃。 
4、纵向拉伸 
纵向拉伸的作用是将从铸片机过来的片材进行预热,并在一定的速度下,将片材纵向拉长,使聚合物分子进行纵向取向。预热温度最佳:110~135℃;拉伸温度:100~125℃,拉伸倍率:450~550%; 
5、横向拉伸 
横向拉伸作用是将纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸,同样使聚合物分子在横向取向。预热温度最佳:160~180℃,预热温度由单位时间的产量决定,产量高温度高;拉伸温度:150~160℃,定型温度:165~175℃。为了减少内应力,定型区的拉伸宽幅小于拉伸区2~7%。拉伸倍率最佳在750~900%。 
6、收卷 
横拉出来的薄膜经过切边后的薄膜经过收卷机进行收卷。收卷工艺跟薄膜的性能有关,可跟据收卷情况设定收卷张力、衰减率、压辊压力调整,拉伸比100±2%。 
本发明制得的阻隔膜,具有很好的厚薄度、弹性模量、拉伸强度、透明度、热封强度、抗冲击性、阻氧性、阻水性等特点,可用于防湿、防氧、抗油食品包装。 
产品典型值 
Figure BSA00000782885200031
附图说明
附图是本五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜结构示意图 
图中 
1、1为上层;2、2为上次层;3、3是中层;4、4是下次层;5、5是下层。 
具体实施方式
下面具体实施例对本发明的共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜及其制造方法作进一步说明。 
实施例一 
配料:生产厚度20μm薄膜。上层厚12μm,其中均聚聚丙烯含量为98%,二氧化硅2%;上次层厚2μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;中间层厚3μm,其中聚酰胺含量为99.5%,二氧化硅0.5%;下次层厚2μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;下层厚1μm,其中共聚聚丙烯含量为93%,二氧化硅2%,硅酮5% 
制膜:采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其中上层挤出机温度:220℃、上次层挤出机温度:210℃,中层挤出机温度:240℃,下次层挤出机温度:210℃,下层挤出机温度:180℃;铸片机温度:20℃;纵向拉伸倍率:500%,纵拉预热温度:110℃, 纵拉拉伸温度:100℃;横向拉伸倍率:800%,横拉预热温度:160℃,横拉拉伸温度:150℃,横拉定型温度:165℃。收卷拉伸比:100%。 
实施例2 
配料:生产厚度25μm薄膜。上层厚14μm,其中均聚聚丙烯含量为98%,二氧化硅2%;上次层厚3μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;中间层厚4μm,其中聚酰胺含量为98.5%,二氧化硅1.5%;下次层厚3μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;下层厚1μm,其中共聚聚丙烯含量为95%,二氧化硅2%,硅酮3% 
制膜:采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其中上层挤出机温度:230℃、上次层挤出机温度:220℃,中层挤出机温度:250℃,下次层挤出机温度:220℃,下层挤出机温度:200℃;铸片机温度:22℃;纵向拉伸倍率:490%,纵拉预热温度:120℃,纵拉拉伸温度:110℃;横向拉伸倍率:800%,横拉预热温度:170℃,横拉拉伸温度:155℃,横拉定型温度:170℃。收卷拉伸比:100%。 
实施例3 
配料:生产厚度28μm薄膜。上层厚12.5μm,其中均聚聚丙烯含量为98.5%,二氧化硅1.5%;上次层厚4μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;中间层厚6μm,其中聚酰胺含量为97%,二氧化硅3%;下次层厚4μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;下层厚1.5μm,其中共聚聚丙烯含量为97%,二氧化硅1%,硅酮2% 
制膜:采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其中上层挤出机温度:240℃、上次层挤出机温度:230℃,中层挤出机温度:250℃,下次层挤出机温度:230℃,下层挤出机温度:210℃;铸片机温度:24℃;纵向拉伸倍率:480%,纵拉预热温度:120℃,纵拉拉伸温度:115℃;横向拉伸倍率:810%,横拉预热温度:170℃,横拉拉伸温度:155℃,横拉定型温度:170℃。收卷拉伸比:100%。 
实施例4 
配料:生产厚度31μm薄膜。上层厚16μm,其中均聚聚丙烯含量为99%,二氧化硅1%;上次层厚4μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;中间层厚6μm,其中聚酰胺含量为99%,二氧化硅1%;下次层厚3μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;下层厚2μm,其中共聚聚丙烯含量为98%,二氧化硅0.5%,硅酮1.5% 
制膜:采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其中上层挤出机温度:240℃、上次层挤出机温度:235℃,中层挤出机温度:250℃,下次层挤出机温度:235℃,下层挤出机温度:210℃;铸片机温度:20℃;纵向拉伸倍率:500%,纵拉预热温度:135℃, 纵拉拉伸温度:120℃;横向拉伸倍率:850%,横拉预热温度:175℃,横拉拉伸温度:158℃,横拉定型温度:172℃。收卷拉伸比:100%。 
实施例5 
配料:生产厚度50μm薄膜。上层厚31μm,其中均聚聚丙烯含量为99%,二氧化硅1%;上次层厚5μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;中间层厚7μm,其中聚酰胺含量为99.8%,二氧化硅0.2%;下次层厚5μm,酸酐改性的聚丙烯聚合物100%;下层厚2μm,其中共聚聚丙烯含量为98%,二氧化硅0.5%,硅酮1.5% 
制膜:采用共挤双向拉伸工艺制得本发明的聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其中上层挤出机温度:250℃、上次层挤出机温度:240℃,中层挤出机温度:255℃,下次层挤出机温度:235℃,下层挤出机温度:220℃;铸片机温度:20℃;纵向拉伸倍率:510%,纵拉预热温度:130℃,纵拉拉伸温度:120℃;横向拉伸倍率:750%,横拉预热温度:180℃,横拉拉伸温度:160℃,横拉定型温度:175℃。收卷拉伸比:100%。 

Claims (6)

1.一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其特征在于:所述薄膜包括上层、上次层、中层、下次层、下层共五层结构,其中上层由含有下述重量含量的原料配制成:95-99%均聚聚丙烯、0.5~5.5%抗粘连剂;上次层由含有下述重量含量的原料配制成:100%酸酐改性的聚丙烯聚合物;中层由含有下述重量含量的原料配制成:95~99.8%聚酰胺树脂、0.2~5.5%抗粘连剂;下次层由含有下述重量含量的原料配制成:100%酸酐改性的聚丙烯聚合物;下层由含有下述重量含量的原料配制成:93-98%共聚聚丙烯、0.5~2.5%抗粘连剂、0.5~5%滑爽剂。
2.如权利要求1所述的五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其特征在于:所述抗粘连剂。
3.如权利要求1或2所述的五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其特征在于:所述爽滑剂的成份是硅酮。
4.如权利要求1-3所述的任意一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜,其特征在于:所述薄膜总厚度为20~50微米,其中上层厚度为为10~36μm,上次层厚度为2~5μm,中层厚度为3~7μmμm,下次层的厚度为2-5μm,下层厚度为1~2μm。
5.如权利要求1所述的一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的制造方法,其特征在于该方法包括如下步骤:配料→挤出→铸片→纵向拉伸→横向拉伸→收卷;具体做法为:
(1)配料
按上述设定的比例进行混料,混料可人工混料或设备混料;
(2)挤出
上述五层原料经过比例混料后流入各自挤出机,熔融、塑化、混炼、均匀定量挤出,其中上层挤出机温度:220~250度;上次层挤出机温度:210~240度;中层挤出机温度:240~260度;下次层挤出机温度:210~240度;下层挤出机温度:180~220度。
(3)铸片
将上述挤出机模头流出的树脂冷却成片材,铸片机冷却温度:20-30度;
(4)纵向拉伸
将从上述铸片机过来的片材进行预热,并在一定的速度下,将片材纵向拉长,使聚合物分子进行纵向取向,预热温度为110~135度;拉伸温度为100~125度,拉伸倍率为450~550%;
(5)横向拉伸
将上述经纵向拉伸过来的片材通过设定的链条导轨在有较大的扩张角的拉伸区进行横向拉伸,预热温度为160-180度,拉伸温度为150~160度,定型温度为165~175度,定型区的拉伸宽幅小于拉伸区2~7%,拉伸倍率为750~900%;
(6)收卷
将上述横向拉伸后出来的薄膜经过切边用收卷机进行收卷,拉伸比为100±2%。
6.如权利要求5所述的一种五层共挤双向拉伸聚丙烯聚酰胺阻隔膜的制造方法,其特征在于:所述聚酰胺树脂配料前必须进行充分干燥,干燥温度为85~95度,干燥后树脂的含水率小于0.1%。
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