一種聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上吹薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上 吹薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PP密度小、機(jī)械性能好、耐高溫、具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，適合于擠出、注塑、吹塑、 紡絲，但在熔體強(qiáng)度方面存在缺陷，這主要是由于普通型PP在熔融狀態(tài)下不具備應(yīng)變硬化 的特點(diǎn)。所以PP在這些領(lǐng)域的應(yīng)用一直受到了限制。解決方法是開發(fā)高熔體強(qiáng)度PP，改進(jìn) PP的性能，從而擴(kuò)大PP的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003] -般PP樹脂由于熔體強(qiáng)度低，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，透明度差，所以很少在傳統(tǒng)的為PE設(shè) 計(jì)的吹塑設(shè)備上加工。PP吹膜技術(shù)一般采用下吹法水冷工藝進(jìn)行，來(lái)實(shí)現(xiàn)非常迅速的熔體 冷卻。PP和PE雙層復(fù)合薄膜，一般使用膠粘劑粘合方法，加工成本較高。將PP材料硬度大 的特點(diǎn)和PE材料亮度高、柔韌的特點(diǎn)相結(jié)合，采用多層共擠技術(shù)生產(chǎn)出兩種特性結(jié)合的薄 膜是近期吹膜發(fā)展的趨勢(shì)。三層共擠PE/PP/PE吹塑薄膜，同時(shí)包含了聚乙烯和聚丙烯的優(yōu) 點(diǎn)，如具有高透明、耐低溫、高強(qiáng)度、耐揉搓的綜合性能，且性能又優(yōu)于單純的聚乙烯膜和聚 丙烯膜，主要應(yīng)用于藥品、食品、化妝品及電子產(chǎn)品等的熱收縮包裝。考慮到環(huán)保和使用安 全問題，該種薄膜又符合美國(guó)FDA標(biāo)準(zhǔn)，是一種無(wú)毒環(huán)保型的熱收縮材料。使用多層共擠吹 膜技術(shù)生產(chǎn)薄膜，替代雙層粘合劑復(fù)合薄膜，可減去粘合劑和粘合工序，降低成本，同時(shí)通 過增加多種塑料間的相容性，提高多層不同塑料之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高薄膜質(zhì)量，使多層復(fù) 合塑料薄膜具有優(yōu)異的高阻隔性能、高拉伸強(qiáng)度、抗撕裂、抗穿刺的多種功能。克服PE拉伸 強(qiáng)度低，阻隔性低的缺點(diǎn)；通過選擇無(wú)規(guī)丙烯一乙烯共聚型PP，提高PP的韌性以及與PE的 相容性；綜合PE的柔韌性和共聚型PP的高強(qiáng)度、高阻隔性能、高透明度，獲得高阻隔性能、 高拉伸強(qiáng)度、抗撕裂、抗穿刺、高透光率的復(fù)合塑料薄膜。同時(shí)，多層共擠吹塑技術(shù)具有非常 高的工藝要求，多種塑料加工溫度不一致，熔融指數(shù)和熔體強(qiáng)度存在差異，不同內(nèi)中外三層 物料流動(dòng)性不一致，容易導(dǎo)致薄膜在模頭處出現(xiàn)合膜線開裂，無(wú)法成膜；薄膜還要克服易褶 皺、易收縮、厚薄不均勻、魚眼晶斑缺陷等加工過程中容易出現(xiàn)的各種問題。
[0004] 因此，針對(duì)PP的脆性嚴(yán)重、熔體強(qiáng)度低的缺點(diǎn)國(guó)內(nèi)外在積極地開展改性研究，采 用將丙烯與乙烯共聚改性的方法提高PP的韌性是目前的一種高技術(shù)手段，如何獲得既有 高韌性，又可熱收縮，同時(shí)具有透明性的PP樹脂是制備包裝薄膜的要求，生產(chǎn)的多層復(fù)合 可熱收縮薄膜主要可用于啤酒、飲料、礦泉水等的包裝材料，達(dá)到高強(qiáng)度、抗拉伸、低成本的 包裝目的。
[0005] 可熱收縮薄膜一般為按這樣的方式使用的薄膜：將要包裹的單一物體或要包裹的 包括多個(gè)物體的聚集體首先用該可熱收縮薄膜包裹，然后將薄膜加熱使其收縮。這種可熱 收縮薄膜一般要求在低于薄膜熔點(diǎn)的溫度下收縮并且呈現(xiàn)高熱收縮率，要求薄膜具有高剛 性并且拉伸加工性能優(yōu)異。目前收縮膜大多采用聚氯乙烯（PVC)、或聚偏二氯乙烯（PVDC) 做阻隔層，但PVC、PVDC屬于熱敏性聚合物，對(duì)高溫極為敏感，所以加工比較困難，而且含有 氯離子單體，對(duì)塑化擠出及模頭、機(jī)械的腐蝕性很強(qiáng)，同時(shí)對(duì)臭氧層的破壞較大。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?00480026080. 2的中國(guó)發(fā)明專利研究了 PP吹塑薄膜，該P(yáng)P吹塑薄膜成 分包括有包括α-成核劑鋁-羥基-雙[2, 2'-亞甲基-(4, 6-二叔丁基苯基）磷酸酯]，所 發(fā)明的多層吹塑薄膜包括至少兩層，其中至少一層包含PP組合物，和至少一層包含乙烯聚 合物。
[0007] 申請(qǐng)?zhí)枮?01280038730. X的中國(guó)發(fā)明專利研究了一種不對(duì)稱多層吹塑薄膜，所 屬薄膜包含至少兩個(gè)層，一個(gè)外含PP層和一個(gè)外密封層；所述外PP層包括至少一個(gè)PP無(wú) 規(guī)聚合物；所述密封層包括至少一個(gè)具有至少2g/10min的MFiy^ LLDPE ;其中所述薄膜總 厚度的至少18 %來(lái)自所述密封層。
[0008] 申請(qǐng)?zhí)枮?01280057959. 8的中國(guó)發(fā)明專利研究了多層薄膜及其制造方法，公開 了一種具有表面接觸芯層的外層A的薄膜，其中外層A包括塑性體，和其中外層A含有不大 于0. lwt%的Mw〈約5. OOX 104g/mol的C4-C10-基聚合物。該發(fā)明還公開了控制多層吹塑 薄膜的剝離粘著力的方法。
[0009] 歐洲專利局公開的EP1034076B1論述了一種包裝膜，稱為可熱收縮熱塑性多層 膜，其具有由尼龍（PA)制成的耐熱外層。然而這5層結(jié)構(gòu)，不具有任何聚烯烴樹脂（PO)層 作為將水蒸氣隔離在外部的屏蔽層，并且缺乏外PO層將導(dǎo)致特別高的向外卷曲趨勢(shì)，伴隨 以高度弱化的水蒸氣屏蔽層以及高度弱化的強(qiáng)度，因?yàn)橐蚁?乙烯醇共聚物（EVOH)和PA 均暴露于濕氣而不受任何防護(hù)。
[0010] 國(guó)際專利申請(qǐng)W000/32393中公開了一種多層熱收縮膜，所述熱收縮膜具有由熱 塑聚合物的混合物組成的外層，該外層相對(duì)于內(nèi)層具有較高的熔點(diǎn)，具有高熔點(diǎn)的外層可 以防止燒穿現(xiàn)象的發(fā)生。制備的多層熱收縮膜具有優(yōu)異的熱密封范圍，內(nèi)層和外層均不需 要交聯(lián)。但是，這樣的包裝膜缺乏必要的透明度、光澤度，無(wú)法滿足各種產(chǎn)品對(duì)膜的要求程 度。
[0011][0012][0013][0014] 以上國(guó)內(nèi)外對(duì)多層薄膜改性研究，都沒有同時(shí)采用共聚型PP，并采用三層共擠上 吹法制備PE/PP/PE熱收縮薄膜的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 為了解決現(xiàn)有的PP熔體強(qiáng)度低、共混增韌后難以保持透明性的問題，本發(fā)明提供 了一種聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上吹薄膜及其制備方法。
[0016] 本發(fā)明首先提供一種聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上吹薄膜，該上吹薄膜的 內(nèi)層和外層為乙烯共混物，中間層為丙烯無(wú)規(guī)共聚物。
[0017] 優(yōu)選的是，所述的內(nèi)層、中間層和外層的質(zhì)量比為（2~4) : (2~6) : (2~4)。
[0018] 優(yōu)選的是，所述的丙烯無(wú)規(guī)共聚物包括：丙烯-乙烯無(wú)規(guī)共聚物、丙烯-乙 烯-1- 丁烯無(wú)規(guī)共聚物或丙烯-乙烯-1-己烯無(wú)規(guī)共聚物。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的丙烯-乙烯無(wú)規(guī)共聚物中丙烯與乙烯的質(zhì)量比為7 :3。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的丙烯無(wú)規(guī)共聚物的牌號(hào)為K8303。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的乙烯共混物為牌號(hào)為7042、1018和IOOAc的共混物。
[0022] 優(yōu)選的是，所述的內(nèi)層乙烯共混物中牌號(hào)7042、牌號(hào)1018和牌號(hào)IOOAc的質(zhì)量比 為 3 :3 :4〇
[0023] 優(yōu)選的是，所述的外層乙烯共混物中牌號(hào)7042、牌號(hào)1018和牌號(hào)IOOAc的質(zhì)量比 為 4 :3 :3〇
[0024] 本發(fā)明還提供一種聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上吹薄膜的制備方法，包 括：
[0025] 將丙烯無(wú)規(guī)共聚物加入到三層共擠吹膜機(jī)的中間層擠出機(jī)料斗中，然后將內(nèi)層乙 烯共混物和外層乙烯共混物分別加入到三層共擠吹膜機(jī)的內(nèi)外層擠出機(jī)料斗中，采用上吹 法吹塑成膜，得到聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層共擠上吹薄膜。
[0026] 優(yōu)選的是，所述的三層共擠吹膜機(jī)的設(shè)定溫度為：外一區(qū)：180-210°C，外 二區(qū)：180-210 °C，外三區(qū)：185-215 °C，外四區(qū)：190-220 °C，外五區(qū)：190-220 °C ;中 一區(qū)：180-210 °C，中二區(qū)：180-210 °C，中三區(qū)：185-215 °C，中四區(qū)：190-220 °C，中五 區(qū)：190-220°C ;內(nèi)一區(qū)：185-210°C，內(nèi)二區(qū)：185-210°C，內(nèi)三區(qū)：190-215°C，內(nèi)四區(qū)： 190-215°C，內(nèi)五區(qū)：190-220°C ;主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速：50-300rpm，牽引速度5 - 10m/min，吹脹比