CN114196096A - 一种具有抗穿刺和阻燃性能的pe膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜及其制备方法，包括以下原料组分：基础树脂，固化剂，增韧剂，促进剂，分散剂；其中，所述基础树脂包括LDPE、m‑LLDPE和MDPE；LDPE、m‑LLDPE、MDPE的重量比分别为(1‑2):(1‑3):(5‑7)。本发明具有突出的耐穿刺性，耐冲击强度，耐撕裂强度，优良的抗老化性能，满足了聚乙烯薄膜所要求的加工性能和各项物理力学性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子化学技术领域，特别是涉及一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜。
背景技术
塑料薄膜是目前市场上应用最广泛、成本最低的包装/覆膜材料，其原材料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯薄膜、聚丙烯、尼龙等；其中，聚乙烯薄膜由于其无色无味、无毒性等优点，被大量应用，领域包括各种用品的包装袋，更包括食品用包装袋等，其他原料制成的塑料薄膜也各有各的优点，由各自的不同特性被应用与不同应用场景中。
在常见的应用场景中，包括日常生活中，我们经常遇到包装材料被刺穿导致内容物泄露或损坏等现象，如动物骨头、鱼类、带壳坚果等将食品包装袋刺穿导致食品泄露或变质，又如带有尖角的日用品如螺丝钉等零件、角铁等刺破外包装导致物品泄露丢失等，这些问题存在已久，商家和研发人员已经进行了大量的相关研究试图予以解决，但无论是目前现有的高阻隔抗刺穿热缩膜材料、新开发的膜材料还是新开发的成膜/成型方法，均为对这类问题起到有效的作用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜及其制备方法，产品具有突出的耐穿刺性，耐冲击强度，耐撕裂强度，优良的抗老化性能，满足了聚乙烯薄膜所要求的加工性能和各项物理力学性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，包括以下原料组分：
基础树脂，固化剂，增韧剂，促进剂，分散剂；
其中，所述基础树脂包括LDPE、m-LLDPE和MDPE；
LDPE、m-LLDPE、MDPE的重量比分别为(1-2):(1-3):(5-7)。
进一步地说，所述具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜各原料组分按重量份数计包括：基础树脂99.7-99.85份，固化剂0.02-0.06份，增韧剂0.04-0.09份，促进剂0.03-0.08份，分散剂0.03-0.08份。
进一步地说，所述LDPE熔融指数为1.6-2.0g/10min，密度为0.913-0.920g/cm3；m-LLDPE熔融指数为1.6-2.0g/10min，密度为0.913-0.920g/cm3；MDPE熔融指数为0.8-1.0g/10min，密度为0.928-0.936g/cm3。
进一步地说，所述固化剂为多异氰酸酯或醋酸乙酯。
进一步地说，所述增韧剂为轻质碳酸钙或氯化聚乙烯。
进一步地说，所述促进剂为UR300或UR500。
进一步地说，所述分散剂为羧甲基纤维素钠或十六烷基三甲基溴化铵。
一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法，包括以下步骤：
按上述计量比，将基础树脂、固化剂、增韧剂、促进剂和分散剂混匀后，送入挤压机熔融混炼挤出，然后送至冷却水中冷却，即获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜。
进一步地说，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为190-225℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温。
进一步地说，所述冷却水的温度为65-75℃。
本发明的有益效果：
本发明通过在基础树脂中加入特定比例的固化剂、增韧剂、促进剂和分散剂，所制得的PE膜具有突出的耐穿刺性，耐冲击强度，耐撕裂强度，优良的抗老化性能，满足了聚乙烯薄膜所要求的加工性能和各项物理力学性能。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜
原料及重量份如下：
基础树脂为99.7份(LDPE 14.2份、m-LLDPE 14.2份和MDPE 71.3份)；多异氰酸酯0.05份；轻质碳酸钙0.09份；UR3000.08份；十六烷基三甲基溴化铵0.08份。
具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法：
按上述用量，将各原料混匀后，加入挤压机熔融混炼挤出至冷却水中，获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜。
在熔融混炼中，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为220℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温；颗粒冷却水的温度为65℃。
实施例2：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜
原料及重量份如下：
基础树脂99.8份(LDPE 9.98份、m-LLDPE 29.94份和MDPE 59.88份)；醋酸乙酯0.06份；轻质碳酸钙0.04份；UR5000.03份；羧甲基纤维素钠0.07份。
具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法：
按上述用量，将各原料混匀后，加入挤压机熔融混炼挤出至冷却水中，获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜产品。
在熔融混炼中，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为190℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温，颗粒冷却水的温度为75℃。
实施例3：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜
原料及重量份如下：
基础树脂99.75份(LDPE 19.95份、m-LLDPE 29.925份和MDPE 49.875份)；多异氰酸酯0.06份；氯化聚乙烯0.08份；UR3000.08份；羧甲基纤维素钠0.03份。
具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法：
按上述用量，将各组分混匀后，加入挤压机混炼挤出至冷却水中，获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜产品。
在熔融混炼中，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为225℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温，颗粒冷却水的温度为70℃。
实施例4：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜
原料及重量份如下：
基础树脂99.85份(LDPE 24.96份、m-LLDPE 24.96份和MDPE 49.93份)；多异氰酸酯0.02份；轻质碳酸钙0.07份；UR3000.03份；十六烷基三甲基溴化铵0.03份。
具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法：
按上述用量，将各组分混匀后，加入挤压机混炼挤出至冷却水中，获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜产品。
在熔融混炼中，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为200℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温，颗粒冷却水的温度为65℃。
实施例5：一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜
原料及重量份如下：
基础树脂99.82份(LDPE 24.955份、m-LLDPE 16.64份和MDPE 58.225份)；四[β-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.04份；氯化聚乙烯0.04份；UR5000.05份；羧甲基纤维素钠0.05份。
具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法：
按上述用量，将各原料混匀后，加入挤压机熔融混炼挤出至冷却水中，获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜。
在熔融混炼中，以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为210℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温，颗粒冷却水的温度为75℃。
对实施例1-实施例5进行相关性能测试：采用XLW(EC)智能电子拉力试验机，按以下步骤进行：从取上述实施例制备的样品，每个实施例作为一组，裁取直径为100mm的试样每组各5片平行样品，每次取其中一片试样装夹在设备夹具中，将夹具固定在设备上，设置试样名称、试样厚度、试验速度等参数信息，点击试验选项，试验开始，穿刺针按照设定的试验速度向上运动，并将试样刺穿，设备自动记录穿刺过程中的力值变化，并在试验结束后，显示穿刺力，重复上述步骤，完成全部样品的测试，每组5片平行样品所得试验结果取平均值。
其测试结果如下：
市场上常见的PE薄膜是不可能具备如此高的穿刺强度的(通常较高的为7-10N左右)。可见，本发明提供的配方及方法制备的薄膜，较市面上其他以PE为主要成分的薄膜刺穿强度要高出许多，这可能是由于本发明采用多种基础树脂组合运用，并配合了导致的。鉴于不同主要材料制备的塑料薄膜的性能不同，但PE的制备成本相对较低，制备工艺相对简单，力学性能之外的其他性能佳(无色无味无毒等)，因此，当本发明将PE为主要原材料的塑料薄膜通过创新的配方和方法，性能提升到了其他主体材料相对成本较高的薄膜(如BOPET薄膜等)才能达到的穿刺强度时，就为这种高抗刺穿性能的薄膜材料的广泛应用提供了技术支持。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：包括以下原料组分：
基础树脂，固化剂，增韧剂，促进剂，分散剂；
其中，所述基础树脂包括LDPE、m-LLDPE和MDPE；
LDPE、m-LLDPE、MDPE的重量比分别为(1-2):(1-3):(5-7)。
2.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜各原料组分按重量份数计包括：基础树脂99.7-99.85份，固化剂0.02-0.06份，增韧剂0.04-0.09份，促进剂0.03-0.08份，分散剂0.03-0.08份。
3.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述LDPE熔融指数为1.6-2.0g/10min，密度为0.913-0.920g/cm3；
m-LLDPE熔融指数为1.6-2.0g/10min，密度为0.913-0.920g/cm3；
MDPE熔融指数为0.8-1.0g/10min，密度为0.928-0.936g/cm3。
4.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述固化剂为多异氰酸酯或醋酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述增韧剂为轻质碳酸钙或氯化聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述促进剂为UR300或UR500。
7.根据权利要求1所述的具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜，其特征在于：所述分散剂为羧甲基纤维素钠或十六烷基三甲基溴化铵。
8.根据权利要求1-7任一项所述具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按上述计量比，将基础树脂、固化剂、增韧剂、促进剂和分散剂混匀后，送入挤压机熔融混炼挤出，然后送至冷却水中冷却，即获得具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜。
9.根据权利要求8所述具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法，其特征在于：以靠近挤压机的进口处为第1段筒体，所述挤压机依次包括4段筒体，挤出时，调节挤出机第1段筒体温度为93℃，第2段筒体温度为190-225℃，第3段筒体温度为140℃，第4段筒体温度为常温。
10.根据权利要求8所述具有抗穿刺和阻燃性能的PE膜的制备方法，其特征在于：所述冷却水的温度为65-75℃。
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| CN (1) | CN114196096A (zh) |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111652937.3A patent/CN114196096A/zh active Pending
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