一種專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及薄膜領(lǐng)域，具體涉及一種專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯塑料(PE)薄膜因?yàn)闊o毒無味、衛(wèi)生安全、阻隔水汽等特征，被廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜和其他食品的包裝。但在使用中，由于聚乙烯薄膜對(duì)氧氣、二氧化碳等的阻隔性低，所以被包裝的食品在一定時(shí)間內(nèi)容易因氧化而變質(zhì)或品質(zhì)下降。為了提高包裝薄膜的性能，目前:I)采取與阻隔性能優(yōu)良的薄膜進(jìn)行復(fù)合使用，如使用EV0H、PVDC等阻隔性優(yōu)異的薄膜復(fù)合制備包裝食品等用薄膜;2)對(duì)聚烯烴薄膜進(jìn)行鍍鋁等等，都是為了提高聚烯烴基材的阻隔性能以保證對(duì)食品等被包裝物的品質(zhì);3)或直接使用鋁薄進(jìn)行復(fù)合后作為包裝材料使用等等，都是為了提尚包裝材料的阻隔性能而提尚被包裝物品的存儲(chǔ)時(shí)間和存儲(chǔ)質(zhì)量。目前采取的高阻隔性材料如EV0H、PVDC等，不但價(jià)格高昂，加工也較困難，其阻隔性能也不如PVA;雖說使用鋁薄進(jìn)行復(fù)合能大幅提高復(fù)合薄膜的阻隔性能，但包裝材料只能是不透明的包裝材料，而使用PVA進(jìn)行復(fù)合生產(chǎn)的包裝材料，即能大幅提高復(fù)合薄膜的阻隔性能，而且還能保持復(fù)合薄膜的透明性；同時(shí)PVA是種價(jià)廉物美的阻隔性優(yōu)異材料，具有大量開發(fā)使用的實(shí)際價(jià)值。
[0003]由于聚乙烯醇(PVA)是種強(qiáng)極性的水溶性高分子材料，而要復(fù)合使用的其他薄膜基材聚乙烯(PE)薄膜是非極性的高分子材料，使用直接進(jìn)行復(fù)合是非常困難和難以實(shí)現(xiàn)的。所以必須使用中間層進(jìn)行粘接復(fù)合才能保證復(fù)合后的薄膜具有整體性。既是使用了中間粘接層，復(fù)合薄膜在有水分存在或高濕度環(huán)境下，因?yàn)榫垡蚁┐?PVA)的強(qiáng)吸濕性，也會(huì)導(dǎo)致復(fù)合薄膜出現(xiàn)破壞甚至完全分離或復(fù)合層脫離;這是因?yàn)樵诰垡蚁┐?PVA)吸水后，通過薄膜滲透至中間層和聚乙烯(PE)復(fù)合層，而由于聚乙烯薄膜(PE)的非極性面(即油性面)在水分存在下極易產(chǎn)生油水分離而導(dǎo)致復(fù)合薄膜的復(fù)合面出現(xiàn)分離和脫離，從而降低了復(fù)合薄膜的使用性能甚至使復(fù)合薄膜的性能完全喪失
本發(fā)明的目的就是為了開發(fā)一種具有高阻隔性而又價(jià)廉的包裝材料而提供的一種完美的解決方案:通過開發(fā)一種專用于與聚乙烯醇(PVA)進(jìn)行復(fù)合的聚乙烯(PE)基礎(chǔ)薄膜，這種聚乙烯薄膜通過本發(fā)明技術(shù)的改性后能大幅提高對(duì)極性的聚乙烯醇的粘接力和相容能力，從而保證復(fù)合薄膜的復(fù)合質(zhì)量和使用性質(zhì)。這種復(fù)合薄膜是種具有高阻隔性能，優(yōu)良的機(jī)械物理性能，能印刷、能熱封的新型包裝材料。復(fù)合薄膜可以廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、蛋禽等生鮮食品的包裝;也能應(yīng)用于其他食品的直接包裝;還能應(yīng)用于化妝品、藥品等活性物品的包裝和存儲(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是一種專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法，是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體技術(shù)方案如下。
[0005]—種專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜，該聚乙烯基礎(chǔ)薄膜原料是由以下物質(zhì)及比例組成，原料混合后通過雙螺桿擠出機(jī)造粒，而后再經(jīng)擠出吹塑成膜或流延成膜而成;聚乙烯基礎(chǔ)薄膜原料各組份名稱及各組份占原料總質(zhì)量的比例為:
聚乙烯70-90.5
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)5-15
聚氧化乙烯3-10
聚乙二醇1-3
沉淀法白炭黑0.5-2.0。
[0006]以上所述的一種專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜的制備方法，該方法制備步驟如下:
1)先把聚乙烯(PE)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和聚氧化乙烯(PEO)加入到高速攪拌機(jī)中，低速(100 - 300轉(zhuǎn)/分)下混合3-5分鐘；
2)再加入聚乙二醇(PEG)，在高速(500- 800轉(zhuǎn)/分)混合3-5分鐘，最后加入沉淀法白炭黑，高速(500 - 800轉(zhuǎn)/分)下混合5-10分鐘，轉(zhuǎn)低速(100轉(zhuǎn)/分)出料；
3 )混合后的物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉造粒；
4)造粒后的物料再經(jīng)擠出吹塑或擠出流延制成專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜。
[0007]進(jìn)一步地，步驟3 )所述雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉造粒，擠出分區(qū)溫度為120/140/150/160/170/180/180/160 °C;造粒后經(jīng)擠出吹塑成膜溫度為160 - 180°C。
[0008]進(jìn)一步地，步驟I)所述聚乙烯為薄膜級(jí)低密度聚乙烯(LDPE)、薄膜級(jí)線型低密度聚乙烯(LLDPE)或薄膜級(jí)高密度聚乙烯(HDPE);所述聚乙烯使用量為原料總質(zhì)量的70 -90.5%，其他原料為乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚氧化乙烯、聚乙二醇和沉淀法白炭黑。
[0009]進(jìn)一步地，所述的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)為丙烯酸或丙烯酸酯AA含量在18-35%的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA);其主要用途是作為聚乙烯(PE)與聚氧化乙烯(PEO)在共混中的相容劑，使聚氧化乙烯(PEO)在聚乙烯(PE)中能更好的分散和相容;所述乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物使用量為原料總質(zhì)量的5 - 15%。
[0010]進(jìn)一步地，步驟2)所述的聚乙二醇(PEG)為分子量200-800的聚乙二醇(PEG);其主要用途是用于分散沉淀法白炭黑;所述聚乙二醇使用量為原料總質(zhì)量的1- 3%。
[0011]進(jìn)一步地，步驟I)所述的聚氧化乙烯(PEO)作為主要改性聚乙烯(PE)表面極性的物質(zhì)，也是一種極性極強(qiáng)的水溶性高分子，在有水分存在下與聚乙烯醇(PVA)具有一定的相容性，而且聚氧化乙烯(PEO)同時(shí)還具有熱塑性，在一定的相容劑存在下，能夠通過熱塑性共混加工與聚乙烯(PE)—起成膜;使用量為原料總質(zhì)量的3 -10%。
[0012]進(jìn)一步地，步驟2)所述的沉淀法白炭黑為5000-8000目的沉淀法白炭黑，其主要作用是提高改性后聚乙烯(PE)薄膜的開口性能，而不是使用一般聚乙烯薄膜(PE)常用的開口劑(如硬脂酸、硬脂酸鹽、及其他脂肪族酰胺類);所述沉淀法白炭黑使用量為原料總質(zhì)量的0.5 ~2.0%o
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)效果: I)通過添加一種與聚乙烯醇(PVA)極性和性能相似的物質(zhì)-聚氧化乙烯(PEO)來對(duì)聚乙烯(PE)進(jìn)行改性。聚氧化乙烯(PEO)與聚乙烯醇(PVA)—樣是一種水溶性極好的高分子，二者的水溶液具有一定的相容性；聚氧化乙烯(PEO)同時(shí)還具備熱可塑性，適合熱塑性加工，能滿足于聚乙烯(PE)的共混改性，從而有效的改善聚乙烯(PE)薄膜的表面能，使其表面具有與聚乙烯醇極性相似的化學(xué)組分，所以能大幅提高與聚乙烯醇的復(fù)合以及復(fù)合質(zhì)量。
[0014]2)選用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)作為聚乙烯(PE)與聚氧化乙烯(PEO)共混的相容劑，是因?yàn)镋AA不但與聚乙烯具有優(yōu)異的相容性，而且與聚氧化乙烯(PEO)也具有一定的相容性，同時(shí)與聚氧化乙烯(PEO)還具有一種獨(dú)特的性能，就是聚丙烯酸能與聚氧化乙烯(PEO)形成絡(luò)合物，進(jìn)一步可以提高相互的相容穩(wěn)定性。更重要的是這種絡(luò)合物在有水分存在或高濕度環(huán)境下，能使水溶性極好的聚氧化乙烯(PEO)變成完全不溶，這種性質(zhì)的突變能更好的為復(fù)合薄膜提供因水分或高濕度侵蝕對(duì)復(fù)合層產(chǎn)生破壞的保護(hù)。實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)本發(fā)明技術(shù)改性后的聚乙烯(PE)基膜與聚乙烯醇(PVA)復(fù)合的復(fù)合薄膜，在相對(duì)濕度RH:90%環(huán)境下處理(23°C)48小時(shí)后，其剝離強(qiáng)度可以保持2 2.0N/15min;而使用一般沒改性的聚乙烯(PE)薄膜與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的薄膜，在上述相同條件下處理后，復(fù)合薄膜已開始部分自動(dòng)分離和脫離。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。
[0016]實(shí)施例1
聚乙烯基礎(chǔ)薄膜各原料組份名稱及各組份占原料總質(zhì)量的比例如下:
薄膜級(jí)高密度聚乙烯(HDPE)90.5
乙烯-丙烯酸共聚物(AA含量:18%)5
聚氧化乙烯(PEO)3
聚乙二醇(PEG-400)I
沉淀法白炭黑(5000目)0.5
按上述各組份計(jì)量先把薄膜級(jí)高密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物(AA含量:18%)和聚氧化乙烯加入到高速攪拌機(jī)中，在100轉(zhuǎn)/分低速下混合5分鐘;再加入聚乙二醇(PEG-400)，在500轉(zhuǎn)/分高速下混合5分鐘，最后加入沉淀法白炭黑(5000目)，高速(500轉(zhuǎn)/分)下混合10分鐘，轉(zhuǎn)低速(100轉(zhuǎn)/分)出料;混合后的物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉造粒;擠出分區(qū)溫度為120/140/150/160/170/180/180/160°C;造粒后的物料再經(jīng)擠出吹塑成膜，分區(qū)溫度為160/165/170/180°C，制成專用于與聚乙烯醇薄膜復(fù)合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜。以此薄膜為基礎(chǔ)膜與聚乙烯醇薄膜進(jìn)行復(fù)合。復(fù)合薄膜在相對(duì)濕度RH:90%環(huán)境下處理(23°C)48小時(shí)后，其剝離強(qiáng)度為2.5N/15min。
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