CN110406221B - 交联聚烯烃热收缩有色膜及其制备方法 - Google Patents

交联聚烯烃热收缩有色膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种交联聚烯烃热收缩有色膜及其制备方法。交联聚烯烃热收缩有色膜，包括依次层叠的A层、B层、C层、D层和E层。制备方法：将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；多层熔体充气得到膜泡，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管；多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置进行辐照交联处理，再进入远红外陶瓷烘箱加热；继续进行定径冷却，然后横纵向同步拉伸，最后进行热定型处理和冷却，展平、切边、收卷得到交联聚烯烃热收缩有色膜。本申请提供的交联聚烯烃热收缩有色膜，能够很好的显现出色母粒中的颜色，具有良好的颜色遮盖效果。

Description

交联聚烯烃热收缩有色膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚烯烃热收缩膜领域，具体而言，涉及一种交联聚烯烃热收缩有色膜及其制备方法。
背景技术
聚烯烃热收缩膜是一种强韧的，透明度极佳的双向收缩的热收缩膜，在包装过程中收缩率稳定、均衡，包装完成后边角柔软，有韧性、抗低温，在使用过程中不会产生有害气体，并能够与大多数的自动化包装设备相匹配，是一种市场前景非常广阔的包装材料。
随着应用的范围越来越广，人们对聚烯烃热收缩膜的性能要求越来越多样化，不仅仅局限于热收缩性能、机械性能等基础性能。对于作为包装材料而言，开发一种既能够显示颜色，又不完全透明的热收缩膜成为很重要的课题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种交联聚烯烃热收缩有色膜，能够很好的显现出色母粒中的颜色，具有良好的颜色遮盖效果。
本发明的第二目的在于提供一种交联聚烯烃热收缩有色膜的制备方法，工艺简单，产品质量好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种交联聚烯烃热收缩有色膜，包括依次层叠的A层、B层、C层、D层和E层，
所述A层和所述E层，其原料以质量百分比计，均包括：LDPE90-94％、硅酮抗粘连母粒2-4％、芥酸酰胺爽滑母粒2-4％和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒2-4％；
所述B层和所述D层，其原料以质量百分比计，均包括：LDPE90-93％、芥酸酰胺爽滑母粒4-7％和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒3-5％；
所述C层，其原料以质量百分比计，包括：LDPE70-90％、芥酸酰胺爽滑母粒2-4％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒4-6％和LDPE基色母粒1-10％。
优选地，2.16kg压力、190℃条件下，所述A层和所述E层中的LDPE的熔融指数为0.5-1.0g/10min，所述B层和所述D层中的LDPE的熔融指数为1.0-1.5g/10min，所述C层中的LDPE的熔融指数为1.0-1.5g/10min。
优选地，2.16kg压力、190℃条件下，所述LDPE基色母粒的熔融指数为3-8g/10min。
一种所述的交联聚烯烃热收缩有色膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；
所述多层熔体充气得到膜泡，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管；
所述多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置进行辐照交联处理，再进入远红外陶瓷烘箱加热；
继续进行定径冷却，然后横纵向同步拉伸，最后进行热定型处理和冷却，展平、切边、收卷得到所述交联聚烯烃热收缩有色膜。
优选地，所述螺杆挤出机的加料段温度为150-170℃，融化段温度为165-185℃，均化段温度为180-200℃。
优选地，所述膜泡的直径为400-560mm。
优选地，所述电子辐照交联装置的加速器能量为0.5-1.2MeV，电子束流为0.5-40mA。
优选地，所述远红外陶瓷烘箱加热后膜管的温度为85-110℃；优选地，所述热定型处理的温度为60-80℃，所述热定型处理之后使用冷辊或冷风进行冷却，所述冷辊或冷风的温度为10-30℃。
优选地，所述横纵向同步拉伸中，横向的拉伸倍数为4.0-6.5倍，纵向的拉伸倍数为4.8-6.8倍。
可选地，所述定径冷却采用三级冷却风环；所述三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇4-10mm，出风角度10-20°；所述三级冷却风环中，三级风环风量为600-800m3/h、二级风环风量为1000-2000m3/h、一级风环风量为1000-2000m3/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本申请提供的交联聚烯烃热收缩有色膜，能够很好的显现出色母粒中的颜色，又具有良好的颜色遮盖效果；
(2)本申请提供的交联聚烯烃热收缩有色膜的制备方法，得到的交联聚烯烃热收缩有色膜质量好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
原料准备：
A层和E层：
91wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为0.5g/10min)
3wt％硅酮抗粘连母粒
3wt％芥酸酰胺爽滑母粒
3wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
B层和D层：
90wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
6wt％芥酸酰胺爽滑母粒
4wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
C层：
86wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
3wt％芥酸酰胺爽滑母粒
5wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒
6wt％LDPE基色母粒，(2.16kg压力，190℃下熔融指数为5g/10min)。
制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，螺杆挤出机的加料段温度为150℃，融化段温度为165℃，均化段温度为180℃；得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；多层平行锥形模头设置四段温控区，各区的温度设定范围均为190℃；
多层熔体充气得到膜泡，利用超声波传感器反射感应膜泡大小来控制充气气压以达到所需膜泡直径400mm，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管，冷却水温为12℃；
多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置的束流输出窗进行辐照交联处理，电子辐照交联装置的加速器能量为0.8MeV，电子束流为25mA；再进入远红外陶瓷烘箱加热，加热后膜管的温度为95℃；
继续进行定径冷却，定径冷却采用三级冷却风环，三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇4mm，出风角度20°，三级冷却风环中，三级风环风量为600m3/h、二级风环风量为1000m3/h、一级风环风量为2000m3/h；然后横纵向同步拉伸，横向的拉伸倍数为5.0倍，纵向的拉伸倍数为5.8倍，最后在60℃条件下进行热定型处理，再使用30℃的冷辊进行冷却，展平、切边、收卷得到40μm厚的交联聚烯烃热收缩有色膜。
实施例2
原料准备：
A层和E层：
93wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为0.5g/10min)
3wt％硅酮抗粘连母粒
2wt％芥酸酰胺爽滑母粒
2wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
B层和D层：
91wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
5wt％芥酸酰胺爽滑母粒
4wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
C层：
87wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.5g/10min)
4wt％芥酸酰胺爽滑母粒
6wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒
3wt％LDPE基色母粒，(2.16kg压力，190℃下熔融指数为5g/10min)。
制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，螺杆挤出机的加料段温度为170℃，融化段温度为185℃，均化段温度为190℃；得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；多层平行锥形模头设置四段温控区，各区的温度设定范围均为185℃；
多层熔体充气得到膜泡，利用超声波传感器反射感应膜泡大小来控制充气气压以达到所需膜泡直径400mm，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管，冷却水温为17℃；
多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置的束流输出窗进行辐照交联处理，电子辐照交联装置的加速器能量为1.0MeV，电子束流为20mA；再进入远红外陶瓷烘箱加热，加热后膜管的温度为90℃；
继续进行定径冷却，定径冷却采用三级冷却风环，三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇10mm，出风角度10°，三级冷却风环中，三级风环风量为800m3/h、二级风环风量为1500m3/h、一级风环风量为1800m3/h；然后横纵向同步拉伸，横向的拉伸倍数为6.5倍，纵向的拉伸倍数为6.8倍，最后在80℃条件下进行热定型处理，再使用10℃的冷辊进行冷却，展平、切边、收卷得到20μm厚的交联聚烯烃热收缩有色膜。
实施例3
原料准备：
A层和E层：
90wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.0g/10min)
2wt％硅酮抗粘连母粒
4wt％芥酸酰胺爽滑母粒
4wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
B层和D层：
93wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.0g/10min)
4wt％芥酸酰胺爽滑母粒
3wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
C层：
84wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.0g/10min)
4wt％芥酸酰胺爽滑母粒
4wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒
8wt％LDPE基色母粒，(2.16kg压力，190℃下熔融指数为3g/10min)。
制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，螺杆挤出机的加料段温度为160℃，融化段温度为170℃，均化段温度为190℃；得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；多层平行锥形模头设置四段温控区，各区的温度设定范围均为180℃；
多层熔体充气得到膜泡，利用超声波传感器反射感应膜泡大小来控制充气气压以达到所需膜泡直径400mm，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管，冷却水温为15℃；
多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置的束流输出窗进行辐照交联处理，电子辐照交联装置的加速器能量为1.0MeV，电子束流为20mA；再进入远红外陶瓷烘箱加热，加热后膜管的温度为90℃；
继续进行定径冷却，定径冷却采用三级冷却风环，三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇5mm，出风角度15°，三级冷却风环中，三级风环风量为700m3/h、二级风环风量为1200m3/h、一级风环风量为1000m3/h；然后横纵向同步拉伸，横向的拉伸倍数为5倍，纵向的拉伸倍数为6倍，最后在70℃条件下进行热定型处理，再使用20℃的冷风进行冷却，展平、切边、收卷得到30μm厚的交联聚烯烃热收缩有色膜。
实施例4
原料准备：
A层和E层：
94wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为0.8g/10min)
2wt％硅酮抗粘连母粒
2wt％芥酸酰胺爽滑母粒
2wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
B层和D层：
90wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.2g/10min)
7wt％芥酸酰胺爽滑母粒
3wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒；
C层：
90wt％LDPE(2.16kg压力，190℃下熔融指数为1.1g/10min)
2wt％芥酸酰胺爽滑母粒
4wt％N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒
4wt％LDPE基色母粒，(2.16kg压力，190℃下熔融指数为8g/10min)。
制备工艺：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，螺杆挤出机的加料段温度为155℃，融化段温度为180℃，均化段温度为185℃；得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；多层平行锥形模头设置四段温控区，各区的温度设定范围均为200℃；
多层熔体充气得到膜泡，利用超声波传感器反射感应膜泡大小来控制充气气压以达到所需膜泡直径400mm，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管，冷却水温为12℃；
多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置的束流输出窗进行辐照交联处理，电子辐照交联装置的加速器能量为0.8MeV，电子束流为20mA；再进入远红外陶瓷烘箱加热，加热后膜管的温度为100℃；
继续进行定径冷却，定径冷却采用三级冷却风环，三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇8mm，出风角度18°，三级冷却风环中，三级风环风量为650m3/h、二级风环风量为1800m3/h、一级风环风量为2000m3/h；然后横纵向同步拉伸，横向的拉伸倍数为5.5倍，纵向的拉伸倍数为6倍，最后在65℃条件下进行热定型处理，再使用15℃的冷辊进行冷却，展平、切边、收卷得到25μm厚的交联聚烯烃热收缩有色膜。
比较例1
与实施例1相比，区别在于，不含A层和E层。
比较例2
与实施例2相比，区别在于，不含B层和D层。
比较例3
与实施例3相比，区别在于，C层不含芥酸酰胺爽滑母粒和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒。
比较例4
与实施例4相比，区别在于，不进行热定型处理。
测试实施例1-4和比较例1-4得到的交联聚烯烃热收缩有色膜的性能，结果如下表1所示：
表1测试结果
Figure BDA0002162375700000111
由上表数据可知，A层和E层、B层和D层对机械强度和光泽度、雾度都存在影响。C层中芥酸酰胺爽滑母粒和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒的存在，主要是对雾度产生了影响，表观上是对颜色的遮蔽起到了重要作用。而热定型处理除了退火作用之外，还对膜的雾度产生了重大影响。
本申请提供的交联聚烯烃热收缩有色膜，能够在保持光泽度的同时，很好的显现出色母粒中的颜色，但同时又具有良好的颜色遮盖效果，使得C层中的色母粒的颜色表现的适中。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种交联聚烯烃热收缩有色膜，其特征在于，包括依次层叠的A层、B层、C层、D层和E层，所述A层和所述E层，其原料以质量百分比计，均包括：LDPE90-94％、硅酮抗粘连母粒2-4％、芥酸酰胺爽滑母粒2-4％和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒2-4％；所述B层和所述D层，其原料以质量百分比计，均包括：LDPE90-93％、芥酸酰胺爽滑母粒4-7％和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒3-5％；所述C层，其原料以质量百分比计，包括：LDPE70-90％、芥酸酰胺爽滑母粒2-4％、N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联引发剂母粒4-6％和LDPE基色母粒1-10％；
所述交联聚烯烃热收缩有色膜的制备方法，包括以下步骤：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；
所述多层熔体充气得到膜泡，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管；
所述多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置进行辐照交联处理，再进入远红外陶瓷烘箱加热；
继续进行定径冷却，然后横纵向同步拉伸，最后进行热定型处理和冷却，展平、切边、收卷得到所述交联聚烯烃热收缩有色膜。
2.根据权利要求1所述的交联聚烯烃热收缩有色膜，其特征在于，2.16kg压力、190℃条件下，所述A层和所述E层中的LDPE的熔融指数为0.5-1.0g/10min，所述B层和所述D层中的LDPE的熔融指数为1.0-1.5g/10min，所述C层中的LDPE的熔融指数为1.0-1.5g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的交联聚烯烃热收缩有色膜，其特征在于，2.16kg压力、190℃条件下，所述LDPE基色母粒的熔融指数为3-8g/10min。
4.一种权利要求1-3任一项所述的交联聚烯烃热收缩有色膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各层原料按比例混合后分别用螺杆挤出机熔融塑化，得到的熔体进入多层平行锥形模头共挤合层得到多层熔体；
所述多层熔体充气得到膜泡，然后进入定型水套冷却定型得到多层吹胀膜管；
所述多层吹胀膜管经夹辊排气得到平整膜管，然后进入电子辐照交联装置进行辐照交联处理，再进入远红外陶瓷烘箱加热；
继续进行定径冷却，然后横纵向同步拉伸，最后进行热定型处理和冷却，展平、切边、收卷得到所述交联聚烯烃热收缩有色膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述螺杆挤出机的加料段温度为150-170℃，融化段温度为165-185℃，均化段温度为180-200℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述膜泡的直径为400-560mm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述电子辐照交联装置的加速器能量为0.5-1.2MeV，电子束流为0.5-40mA。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述远红外陶瓷烘箱加热后膜管的温度为85-110℃；所述热定型处理的温度为60-80℃，所述热定型处理之后使用冷辊或冷风进行冷却，所述冷辊或冷风的温度为10-30℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述横纵向同步拉伸中，横向的拉伸倍数为4.0-6.5倍，纵向的拉伸倍数为4.8-6.8倍。
10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述定径冷却采用三级冷却风环；所述三级冷却风环采用上吹法，出风口间歇4-10mm，出风角度10-20°；所述三级冷却风环中，三级风环风量为600-800m3/h、二级风环风量为1000-2000m3/h、一级风环风量为1000-2000m3/h。
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