CN106671534A - 一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，由A、B、C三层构成，其中A层为聚酯层，B层为胶黏层，C层为聚酰胺层。各层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：聚酯层98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％；B层：胶黏层100％；C层：聚酰胺98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％。本发明制得的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，力学强度大，韧性好，较好的气体阻隔性，耐高温及耐化学腐蚀性能优异，能广泛适用于各类食品及工业用途，特别适用于高温蒸煮食品包装、锂电池包装等领域。本发明还提供一种制备含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的方法。

Description

一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺薄膜及其制备方法，尤其涉及一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜。
技术背景
聚酯材料具有良好的力学性能、电绝缘性、耐化学药品性、耐疲劳性能及耐摩擦性能等优异性质，广泛应用于化纤、包装、电子电器等行业。其中双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，因其强度高，耐热温度高，低的吸水率及优异的耐水耐腐蚀性，几乎所有的蒸煮包装的外层材料都会应用到它。但由于其较高的结晶性，仍然存在材料脆、韧性较差等聚酯的共有缺点。聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是20世纪90年代商业化的聚酯新品种。PEN因其分子链中由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环，萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。PEN对水的阻隔性是PET的3～4倍，对有机溶液和化学药品更稳定，耐酸碱能力好于PET，由于萘环提高了大分子的芳香度，使PEN比PET更具有优良的耐热性能，另外由于萘的双环结构具有很强的紫外光吸收能力，使得PEN可阻隔小于380nm的紫外线，光稳定性约为PET的5倍。PEN的这些优异性能使其在薄膜、纤维、容器和片材有很广阔的应用前景。
双向拉伸聚酰胺薄膜具有较大的拉伸强度，优异的耐磨损、耐穿刺性，并且有较好的阻隔性。在化学性能方面，聚酰胺薄膜耐碱，耐有机溶剂和油脂，也耐大部分的酸。因具有的这些优良特点，而广泛应用于食品包装、电子包装、医药包装等众多行业和领域。但是聚酰胺由于分子链中存在大量的酰胺键，使其容易吸收空气中的水分，吸湿后薄膜的物性会大幅度降低，并且尺寸发生较大变化，从而严重影响薄膜的后续加工使用。
在食品包装领域，高温蒸煮杀菌是一种常用的杀菌方式，这个时候就需要用到高温蒸煮袋。高温蒸煮袋一般最外层结构使用低吸水高刚性的双向拉伸PET薄膜，中间层使用揉韧性好、抗穿刺强的双向拉伸聚酰胺薄膜，内层则用耐蒸煮的CPP。该蒸煮袋需要多次的复合加工及熟化，工序繁琐耗时长。在锂电池特别是汽车动力电池的包装上也会用到类似的结构，耐电解液腐蚀的双向拉伸PET薄膜作为表层，复合保护铝箔冲深的双向拉伸聚酰胺薄膜，然后是阻隔层铝箔，内层为耐腐蚀CPP。
发明内容
本发明的范围只受权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节所陈述内容的限制。
本发明目的在提供一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其结合了聚酯的耐高温、耐腐蚀、低吸水性及聚酰胺的高韧性性、抗穿刺性，通过共挤双轴取向一次成型，省去了复合熟化等后续加工过程，极大地提成生产效率同时降低成本，特别适用于高温蒸煮食品包装、锂电池包装等领域。同时，本发明还提供了一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于包含：由A、B、C三层构成，其中A层为聚酯层，B层为胶黏层，C层为聚酰胺层。各层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：聚酯层98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％；B层：胶黏层100％；C层：聚酰胺98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％。
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜中聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种。
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜中胶黏层材料为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚烯烃-马来酸酐改性树脂中的一种或其组合。
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜中所述聚酰胺为尼龙6(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)、聚癸二酰癸二胺(PA1010)、聚十一内酰胺(PA11)、聚十二内酰胺(PA12)、聚己二酰丁二胺(PA46)、聚癸二酰己二胺(PA610)、聚十二烷二酰己二胺(PA612)、聚十二烷二酰十二烷十二胺(PA1212)、聚己二酰间苯二胺(MXD6)、聚对苯二甲酰壬二胺(PA9T)、聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)中的至少一种；优选为尼龙6(PA6)；
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜中爽滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的至少一种。。
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的防粘剂为滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、玻璃微珠、粘土、硅藻土、氧化铝、氧化镁、铝硅酸镁中的至少一种。
上述一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的共挤双轴取向为管膜拉伸法、或者平面双向拉伸法；优选平面双向拉伸法
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的厚度为15～40μm。
上述含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的聚酯层的厚度为2～5μm，胶黏层厚度为1～3μm
本发明所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的制备方法，按以下步骤进行：
第一步，将A、B、C层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；
第二步，将A、B、C三层的原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在激冷辊上冷却形成未拉伸片材，其中激冷辊的温度为20～35℃，未拉伸片材的厚度为60～320μm；
第三步，将未拉伸片材通过水槽进行调湿后，加热进行横纵向同步拉伸，其中拉伸温度为170～200℃，拉伸倍率为2.0*2.0～2.8*2.8；
第四步，经过热定型得到所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，定型的温度为190～210℃；本发明的有益效果：
本发明提供一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜及其制备方法，该薄膜结合了聚酯的耐高温、耐腐蚀、低吸水性及聚酰胺的高韧性性、抗穿刺性，通过共挤双轴取向一次成型，省去了复合熟化等后续加工过程，极大地提成生产效率同时降低成本，特别适用于高温蒸煮食品包装、锂电池包装等领域。
附图说明
图1为本发明含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的结构示意图。
具体实施实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，所述薄膜包含：由A、B、C三层构成，其中A层为聚酯层，B层为胶黏层，C层为聚酰胺层。各层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：聚酯层98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％；B层：胶黏层100％；C层：聚酰胺98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％。
其中，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种。
所述的胶黏层为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚烯烃-马来酸酐改性树脂中的一种或其组合。
所述聚酰胺为尼龙6(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)、聚癸二酰癸二胺(PA1010)、聚十一内酰胺(PA11)、聚十二内酰胺(PA12)、聚己二酰丁二胺(PA46)、聚癸二酰己二胺(PA610)、聚十二烷二酰己二胺(PA612)、聚十二烷二酰十二烷十二胺(PA1212)、聚己二酰间苯二胺(MXD6)、聚对苯二甲酰壬二胺(PA9T)、聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)中的至少一种；优选为尼龙6(PA6)；
所述的爽滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的至少一种。
所述的防粘剂为滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、玻璃微珠、粘土、硅藻土、氧化铝、氧化镁、铝硅酸镁中的至少一种。
所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的厚度为15～40μm。
所述的聚酯层的厚度为2～5μm，胶黏层厚度为1～3μm
本发明所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的制备方法，按以下步骤进行：
第一步，将A、B、C层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；
第二步，将A、B、C三层的原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在激冷辊上冷却形成未拉伸片材，其中激冷辊的温度为20～35℃，未拉伸片材的厚度为60～320μm；
第三步，将未拉伸片材通过水槽进行调湿后，加热进行横纵向同步拉伸，其中拉伸温度为170～200℃，拉伸倍率为2.0*2.0～2.8*2.8；
第四步，经过热定型得到所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，定型的温度为190～210℃；
实施例1
薄膜三层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：PET树脂99.4％，硬脂酸钙0.1％，二氧化硅0.5％；B层：乙烯-丙烯酸共聚物100％；C层：尼龙6树脂99.4％，硬脂酸钙0.1％，二氧化硅0.5％。
按照前述制备方法制备样品，得到薄膜的总厚度为15μm，其中A层厚度为2μm，B层厚度为1μm。
实施例2
薄膜三层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：PET树脂99.0％，硬脂酸钙0.1％，二氧化硅0.9％；B层：乙烯-丙烯酸共聚物100％；C层：尼龙6树脂99.0％，硬脂酸钙0.1％，二氧化硅0.9％。
按照前述制备方法制备样品，得到薄膜的总厚度为20μm，其中A层厚度为3μm，B层厚度为2μm。
实施例3
薄膜三层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：PET树脂98.7％，硬脂酸钙0.3％，二氧化硅1.0％；B层：乙烯-丙烯酸共聚物100％；C层：尼龙6树脂98.7％，硬脂酸钙0.3％，二氧化硅1.0％。
按照前述制备方法制备样品，得到薄膜的总厚度为30μm，其中A层厚度为5μm，B层厚度为2μm。
实施例4
薄膜三层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：PET树脂98.5％，硬脂酸钙0.5％，二氧化硅1.0％；B层：乙烯-丙烯酸共聚物100％；C层：尼龙6树脂98.5％，硬脂酸钙0.5％，二氧化硅1.0％。
按照前述制备方法制备样品，得到薄膜的总厚度为40μm，其中A层厚度为5μm，B层厚度为3μm。
比较例1
在本比较例中，使用市面上普通双向拉伸尼龙6薄膜15μm。
比较例2
在本比较例中，使用市面上普通双向拉伸PET薄膜15um。
表1样品测试数据
由上表可以看出，本发明的产品兼具聚酯及聚酰胺薄膜的优点，可简化后续加工程序降低成本，及其适用于高温蒸煮食品包装、锂电池包装等领域。

Claims (9)

1.一种含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，由A、B、C三层构成，其中A层为聚酯层，B层为胶黏层，C层为聚酰胺层。各层的原料配方由以下质量百分比含量的材料组成：A层：聚酯层98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％；B层：胶黏层100％；C层：聚酰胺98.5～99.4％，防粘剂0.5～1％，爽滑剂0.1～0.5％。
2.根据权利权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的至少一种。
3.根据权利权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的胶黏层材料为乙烯-乙酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚烯烃-马来酸酐改性树脂中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述聚酰胺为尼龙6(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)、聚癸二酰癸二胺(PA1010)、聚十一内酰胺(PA11)、聚十二内酰胺(PA12)、聚己二酰丁二胺(PA46)、聚癸二酰己二胺(PA610)、聚十二烷二酰己二胺(PA612)、聚十二烷二酰十二烷十二胺(PA1212)、聚己二酰间苯二胺(MXD6)、聚对苯二甲酰壬二胺(PA9T)、聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)中的至少一种；优选为尼龙6(PA6)。
5.根据权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的爽滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的防粘剂为滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、玻璃微珠、粘土、硅藻土、氧化铝、氧化镁、铝硅酸镁中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的厚度为15～40μm。
8.根据权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，其特征在于：所述的聚酯层的厚度为2～5μm，胶黏层厚度为1～3μm。
9.制备权利要求1所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜的制备方法，按以下步骤进行：
第一步，将A、B、C层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；
第二步，将A、B、C三层的原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在激冷辊上冷却形成未拉伸片材，其中激冷辊的温度为20～35℃，未拉伸片材的厚度为60～320μm；
第三步，将未拉伸片材通过水槽进行调湿后，加热进行横纵向同步拉伸，其中拉伸温度为170～200℃，拉伸倍率为2.0*2.0～2.8*2.8；
第四步，经过热定型得到所述的含聚酯层的共挤双轴取向聚酰胺薄膜，定型的温度为190～210℃。
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