CN109535544A - 一种多功能高强度包装膜及其制备方法 - Google Patents

一种多功能高强度包装膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能高强度包装膜，其内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、抗菌剂12～14份、脱氧剂8～10份、增强剂10～18份、增塑剂2～5份；其中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯30～40份、马来酸酐改性聚丙烯15～18份、聚氨酯25～35份、聚乳酸20～25份、光敏剂0.3～0.5份、增强剂10～15份、增塑剂5～9份；其外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、增强剂8～14份、增塑剂5～8份。本发明通过优选各层原料，并合理配比，再经双螺杆挤出机进行三层共挤出，制得的多功能高强度包装膜，强度高，而且具有抗菌、吸氧、降解等多种功能。

Description

一种多功能高强度包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种包装膜，具体涉及一种多功能高强度包装膜及其制备方法。
背景技术
包装膜主要由几种不同牌号的聚乙烯树脂混合挤出而成，具有抗穿刺，超强度高性能，对堆放在托板上的货物进行缠绕包装，使包装物更加稳固整洁，更超强防水作用，被广泛使用，在外贸出口、造纸、五金、塑料化工、建材、食品医药行业。
近年来，随着人们环保意识的提高，“白色污染”问题成为社会关注的热点。采用生物可降解材料用作包装膜无疑是解决该问题行之有效的方法。目前，生物可降解材料包括多糖如纤维素、变性淀粉、海藻酸钠、壳聚糖等以及蛋白质如大豆蛋白质、玉米蛋白质、小麦醇溶蛋白质和明胶等。这些降解材料主要用于水果保鲜、肉类保鲜、食品包装，并可直接食用。
根据所添加抗菌剂的不同，抗菌包装膜可分为有机抗菌包装膜、无机抗菌包装膜和天然抗菌包装膜3类。抗菌包装膜可通过不断释放抗菌剂来抑制或杀灭细菌，延长被包装食品的保存寿命。
目前，人们对包装膜强度要求越来越高，对其功能多样性的要求也越来越高，传统包装膜难以满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多功能高强度包装膜及其制备方法。本发明的多功能高强度包装膜包括内层、中间层和外层，通过优选各层原材料，并合理配比，再经双螺杆挤出机进行三层共挤出，制得的多功能高强度包装膜，强度高，而且具有抗菌、吸氧、降解等多种功能；其内层具有抗菌性、吸氧性可延长包装食品的保质期，中间层可发生光/生物双降解，具有良好的阻隔性，内层、中间层和外层均具有优良的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率，整体强度高。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种多功能高强度包装膜，包括内层、中间层和外层；所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、抗菌剂12～14份、脱氧剂8～10份、增强剂10～18份、增塑剂2～5份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯30～40份、马来酸酐改性聚丙烯15～18份、聚氨酯25～35份、聚乳酸20～25份、光敏剂0.3～0.5份、增强剂10～15份、增塑剂5～9份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、增强剂8～14份、增塑剂5～8份。
优选的，所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、抗菌剂13份、脱氧剂9份、增强剂14份、增塑剂3份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯35份、马来酸酐改性聚丙烯16份、聚氨酯30份、聚乳酸22份、光敏剂0.4份、增强剂12份、增塑剂8份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、增强剂10份、增塑剂6份。
优选的，所述抗菌剂为β-环糊精。
优选的，所述脱氧剂为铁粉。
优选的，所述光敏剂为二茂铁或烷基硫代氨基甲酸铁。
优选的，所述增强剂为碳纳米管或玻璃纤维。
优选的，所述增塑剂为小分子酯类化合物。
更优选的，所述增塑剂为磷酸二酯或亚磷酸已二酯。
本发明还提供一种多功能高强度包装膜的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照所述多功能高强度包装膜的内层、中间层和外层的原料组成，称取各原料；
(2)分别将内层、中间层和外层的各原料组分混合，再分别送入1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机，通过1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机熔融塑化后进入锥面叠加机头进行三层共挤出，冷却，双向拉伸，收卷，即得多功能高强度包装膜。
本发明与现有技术相比，其详细说明如下：
1、本发明的多功能高强度包装膜包括内层、中间层和外层，通过优选各层原材料，并合理配比，再经双螺杆挤出机进行三层共挤出，制得的多功能高强度包装膜，强度高，而且具有抗菌、吸氧、降解等多种功能；其内层具有抗菌性、吸氧性可延长包装食品的保质期，中间层可发生光/生物双降解，具有良好的阻隔性，内层、中间层和外层均具有优良的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率，整体强度高。
2、内层使用三元共聚聚丙烯具有良好的低温热封性能、优异的透明性以及抗黏连性，加入增强剂使得其强度提高，加入抗菌剂使其具有抗菌性，加入脱氧剂使其包装后可将包装内部的氧气消耗掉一部分，降低氧气浓度。
3、中间层选择无规聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯、聚氨酯、聚乳酸作为复合基体材料，不仅复合基体各组分的相容性好，而且与其他助剂的相容性也好；强度高，阻隔性能好；加入增强剂使得其强度进一步提高；加入了聚乳酸在自然界中可降解，聚乳酸降解后引起整个包装膜结构坍塌，可加速降解；加入光敏剂可加速废弃后的降解速度。
4、外层使用三元共聚聚丙烯具有良好的低温热封性能、优异的透明性以及抗黏连性，加入增强剂使得其强度提高。
5、本发明通过精选抗菌剂、脱氧剂、光敏剂、增强剂和增塑剂进一步提高综合使用性能。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述三元共聚聚丙烯是含共聚单体1-丁烯、乙烯的三元无规聚丙烯。
实施例1：一种多功能高强度包装膜，包括内层、中间层和外层；所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、抗菌剂12～14份、脱氧剂8～10份、增强剂10～18份、增塑剂2～5份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯30～40份、马来酸酐改性聚丙烯15～18份、聚氨酯25～35份、聚乳酸20～25份、光敏剂0.3～0.5份、增强剂10～15份、增塑剂5～9份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、增强剂8～14份、增塑剂5～8份。
在本实施例1中，所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、抗菌剂13份、脱氧剂9份、增强剂14份、增塑剂3份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯35份、马来酸酐改性聚丙烯16份、聚氨酯30份、聚乳酸22份、光敏剂0.4份、增强剂12份、增塑剂8份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、增强剂10份、增塑剂6份。
在本实施例1中，所述抗菌剂为β-环糊精。
在本实施例1中，所述脱氧剂为铁粉。
在本实施例1中，所述光敏剂为二茂铁或烷基硫代氨基甲酸铁。
在本实施例1中，所述增强剂为碳纳米管或玻璃纤维。
在本实施例1中，所述增塑剂为小分子酯类化合物，优选但不局限于磷酸二酯或亚磷酸已二酯。
在本实施例1中，该多功能高强度包装膜的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照所述多功能高强度包装膜的内层、中间层和外层的原料组成，称取各原料；
(2)分别将内层、中间层和外层的各原料组分混合，再分别送入1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机，通过1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机熔融塑化后进入锥面叠加机头进行三层共挤出，冷却，双向拉伸，收卷，即得多功能高强度包装膜。
实施例2：一种多功能高强度包装膜，包括内层、中间层和外层；所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯95份、抗菌剂14份、脱氧剂10份、增强剂18份、增塑剂5份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯40份、马来酸酐改性聚丙烯18份、聚氨酯35份、聚乳酸25份、光敏剂0.5份、增强剂15份、增塑剂9份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯95份、增强剂14份、增塑剂8份。
在本实施例2中，所述抗菌剂为β-环糊精。
在本实施例2中，所述脱氧剂为铁粉。
在本实施例2中，所述光敏剂为二茂铁或烷基硫代氨基甲酸铁。
在本实施例2中，所述增强剂为碳纳米管或玻璃纤维。
在本实施例2中，所述增塑剂为小分子酯类化合物，优选但不局限于磷酸二酯或亚磷酸已二酯。
在本实施例2中，该多功能高强度包装膜的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照所述多功能高强度包装膜的内层、中间层和外层的原料组成，称取各原料；
(2)分别将内层、中间层和外层的各原料组分混合，再分别送入1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机，通过1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机熔融塑化后进入锥面叠加机头进行三层共挤出，冷却，双向拉伸，收卷，即得多功能高强度包装膜。
实施例3：一种多功能高强度包装膜，包括内层、中间层和外层；所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、抗菌剂13份、脱氧剂9份、增强剂14份、增塑剂3份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯35份、马来酸酐改性聚丙烯16份、聚氨酯30份、聚乳酸22份、光敏剂0.4份、增强剂12份、增塑剂8份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、增强剂10份、增塑剂6份。
在本实施例3中，所述抗菌剂为β-环糊精。
在本实施例3中，所述脱氧剂为铁粉。
在本实施例3中，所述光敏剂为二茂铁或烷基硫代氨基甲酸铁。
在本实施例3中，所述增强剂为碳纳米管或玻璃纤维。
在本实施例3中，所述增塑剂为小分子酯类化合物，优选但不局限于磷酸二酯或亚磷酸已二酯。
在本实施例3中，该多功能高强度包装膜的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照所述多功能高强度包装膜的内层、中间层和外层的原料组成，称取各原料；
(2)分别将内层、中间层和外层的各原料组分混合，再分别送入1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机，通过1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机熔融塑化后进入锥面叠加机头进行三层共挤出，冷却，双向拉伸，收卷，即得多功能高强度包装膜。
对实施例1-3所得多功能高强度包装膜进行测试，结果如表1所示。将实施例1-3所得可降解复合包装膜以及市售可降解包装膜测定诱导期和脆化期，其中光氧化评定方法中用断裂伸长率的下降程度来表示诱导期和脆化期，当断裂伸长率保留值达初始值的80％时的暴露时间为诱导期；20％时的暴露时间为脆化期。测试条件：使用紫外线人工加速老化实验箱(长2.4m，宽1.2m，高0.4m，安装6只灯管，每只40w)来开展试验。底部放置受试膜，进行人工加速光降解实验。薄膜裁成大小一致的方形条(长42cm，宽33cm)。薄膜与灯管距离20cm，分布在膜架中央向两边45cm有效光区内，箱内温度(35±3)℃。断裂伸长率采用GB9687-1988标准测试。
表1
从上表可以看出，本发明的多功能高强度包装膜，具有高强度，而且抗菌效果好，降解速度快。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能高强度包装膜，其特征在于，包括内层、中间层和外层；所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、抗菌剂12～14份、脱氧剂8～10份、 增强剂10～18份、增塑剂2～5份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯30～40份、马来酸酐改性聚丙烯15～18份、聚氨酯25～35份、聚乳酸20～25份、光敏剂0.3～0.5份、增强剂10～15份、增塑剂5～9份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯85～95份、增强剂8～14份、增塑剂5～8份。
2.根据权利要求1所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述内层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、抗菌剂13份、脱氧剂9份、 增强剂14份、增塑剂3份；所述中间层原料由以下重量份的组分组成：无规聚丙烯35份、马来酸酐改性聚丙烯16份、聚氨酯30份、聚乳酸22份、光敏剂0.4份、增强剂12份、增塑剂8份；所述外层原料由以下重量份的组分组成：三元共聚聚丙烯90份、增强剂10份、增塑剂6份。
3.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述抗菌剂为β-环糊精。
4.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述脱氧剂为铁粉。
5.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述光敏剂为二茂铁或烷基硫代氨基甲酸铁。
6.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述增强剂为碳纳米管或玻璃纤维。
7.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述增塑剂为小分子酯类化合物。
8.根据权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜，其特征在于，所述增塑剂为磷酸二酯或亚磷酸已二酯。
9.一种如权利要求1或2所述的多功能高强度包装膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）按照所述多功能高强度包装膜的内层、中间层和外层的原料组成，称取各原料；
（2）分别将内层、中间层和外层的各原料组分混合，再分别送入1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机，通过1号双螺杆挤出机、2号双螺杆挤出机和3号双螺杆挤出机熔融塑化后进入锥面叠加机头进行三层共挤出，冷却，双向拉伸，收卷，即得多功能高强度包装膜。
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