專利名稱：一種包裝軟管及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包裝軟管及其制備方法。
背景技術：
軟管包裝因其質(zhì)量輕、易于攜帶、結實耐用、可回收、易于擠取加工性能及印刷適應性好等特點而成為那些品種繁多產(chǎn)品的合理的包裝方案選擇，尤其是在藥膏包裝、食品包裝、日化品包裝及化妝品包裝等方面發(fā)揮著重要的作用。目前國際上用于以上產(chǎn)品的薄壁包裝軟管都是采用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)材料，這些聚烯烴材料做出的軟管，對氧氣的阻隔性效果很差，使得被包裝物易于氧氣反應提變質(zhì)造成不必要的損失。為了解決這個問題目前包裝領域常用的阻隔性軟管分為鋁塑復合軟管和全塑復合軟管兩種。其中鋁塑復合軟管是以鋁箔做為阻隔層，有較好的阻氧性和阻水性，但是鋁塑復合軟管不透明回彈性較差廢棄后材料回收困難容易造成環(huán)境污染。全塑復合軟管質(zhì)量輕、透明性好、易回收循環(huán)使用。其目前使用的阻隔層主要是是PVDC和PA。PVDC (聚偏二氯乙烯)有較高的阻隔性， 但由于PVDC的邊角料和廢棄物難以回收利用，焚燒處理時放出HCl氣體，會造成環(huán)境污染。 PA (聚酰胺)有優(yōu)良的對氧阻隔性，但由于其吸水率較大，對氧氣的阻隔性容易受到環(huán)境濕度的影響，加工時易被氧化變黃，不可降解等性能，也不是很理想的阻隔材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種包裝軟管，上述包裝軟管的軟管壁由內(nèi)至外包括有內(nèi)層、阻隔層和外層，其中上述內(nèi)層和上述外層為聚烯烴塑料，上述阻隔層為納米改性聚碳酸亞丙酯，其中，上述納米改性聚碳酸亞丙酯由納米蒙脫土或納米有機蒙脫土與聚碳酸亞丙酯熔融共混制得。優(yōu)選地，納米蒙脫土或納米有機蒙脫土在上述納米改性聚碳酸亞丙酯中的重量百分比為0. 1 1%。優(yōu)選地，上述內(nèi)層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或其組合物，上述外層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合。進一步優(yōu)選地，上述內(nèi)層為低密度聚乙烯、熔融指數(shù)為0. 5^2. 0 g/10min的聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的共混物，上述聚丙烯與聚乙烯的共混物中聚丙烯的重量百分含量為 309Γ100% ；上述外層為低密度聚乙烯、熔融指數(shù)為0. 5^2. 0g/10min的聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的共混物，上述聚丙烯與聚乙烯的共混物中聚丙烯的重量百分含量為309Γ100%。優(yōu)選地，上述軟管壁的厚度為200 μ πΓ ΟΟΟ μ m，上述內(nèi)層的厚度為IOOym 600 μ m,上述阻隔層的厚度為50 μ m 150 μ m,上述外層的厚度為100 μ m 600 μ m。優(yōu)選地，上述外層和阻隔層之間還設有外粘合劑層，上述外粘合劑層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、馬來酸酐改性聚丙烯、馬來酸酐改性聚乙烯或丙烯酸酯中的一種或兩種以上任意組合，上述外粘合劑層的厚度為20ym ^lOOym0優(yōu)選地，上述內(nèi)層的內(nèi)部還設置有至少一聚烯烴塑料層；上述外層的外部還設有至少一聚烯烴塑料層。進一步優(yōu)選地，上述內(nèi)層內(nèi)部的聚烯烴塑料層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合，厚度為IOOym 600 μ m。進一步優(yōu)選地，上述外層外部的聚烯烴塑料層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合，厚度為IOOym 600 μ m。本發(fā)明還提供制備述的包裝軟管的方法，步驟如下
1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備將聚碳酸亞丙酯顆粒和納米蒙脫土的混合均勻后， 通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，得到納米改性的聚碳酸亞丙酯；
2)準備上述包裝軟管的軟管壁各層的材料，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，聚烯烴塑料在擠出機的成型溫度為160°C 250°C，納米改性聚碳酸亞丙酯在擠出機的成型溫度為4(T130°C，粘合劑的擠出機的成型溫度為14(T220°C ；
3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；
4)將流體牽引到氣壓為-0.005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，得軟管管壁，上述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。本發(fā)明的高阻隔性生物可降解包裝軟管，經(jīng)長期試驗，具有優(yōu)良的水汽和氣體的阻隔性，制備簡單，無毒無污染，可達到氧氣透過量彡4cm2/m2· 24H-0. IMpa (ASTMD3985)， 水蒸氣透過量< 3g/m2 · 24H (JISE0208)的阻隔效果。


圖1為本實用新型的實施例1中的一段軟管壁的剖面結構示意圖； 圖2為本實用新型的實施例2和3中的一段軟管壁的剖面結構示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例的軟管的結構示意圖。12.軟管壁；1.外層；2.阻隔層；3.內(nèi)層；4.外粘合劑層；5.內(nèi)粘合劑層。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明提供的包裝軟管的軟管壁12由內(nèi)至外包括有內(nèi)層3、阻隔層2和外層1， 其中所述內(nèi)層3和所述外層1為聚烯烴塑料，所述阻隔層2為納米改性聚碳酸亞丙酯。納米改性聚碳酸亞丙酯是經(jīng)納米蒙脫土(MMT)或納米有機蒙脫土(O-MMT)通過熔融共混的方法和聚碳酸亞丙酯改性得到的納米改性聚碳酸亞丙酯，具體步驟為將聚碳酸亞丙酯顆粒和納米蒙脫土按照一定的比例的混合均勻后，通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，得到納米改性的聚碳酸亞丙酯。所述的納米蒙脫土(MMT)或納米有機蒙脫土(O-MMT)在納米改性聚碳酸亞丙酯中的重量含量為0. 1 1%。聚碳酸亞丙酯(PPC)作為以二氧化碳和環(huán)氧丙烷為原料合成的一種完全可降解的環(huán)保塑料，與其他可降解材料相比具有優(yōu)異的氧氣阻隔性能。(近似于尼龍)和相對便宜的價格，是一種理想的阻隔材料。
納米蒙脫土其主要組成是Naa 7 (Al3.3Mg0.8) Si8O20 (OH) 4 ·ηΗ20，屬于2 1層狀硅酸鹽， 每個單位晶胞是由兩個硅氧四面體夾帶一個鋁氧八面體構成的三明治結構。每層厚度約為 lnm。由于硅氧四面體的Si4+和鋁氧八面體的Al3+部分被MG2+同晶置換，片層表面產(chǎn)生了過量的負電荷，為了保持電中性，這些過剩的負電荷通過片層間吸附的Na+、Ca2+等陽離子補償。蒙脫土層間吸附的陽離子很容易與有機陽離子發(fā)生交換，這增大了層間距，有利于高分子材料的插層，提高蒙脫土在高聚物基體中的分散性。使用蒙脫土插層改性的高分子聚合物在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱分解溫度、機械強度以及氣體阻隔性方面都有明顯的提高。采用納米改性聚碳酸亞丙酯材料作為阻隔層，在保證了聚碳酸亞丙酯完全降解性質(zhì)的同時提高了其對氣體的阻隔性能和加工性能。根據(jù)包裝物需求的不同，外層1和內(nèi)層3的聚烯烴塑料選擇也可以不同，其原料為聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的共混物。聚丙烯與聚乙烯的共混物中，聚丙烯的重量百分含量一般為30 100%。聚丙烯優(yōu)選采用熔融指數(shù)為0. 5 2. 0 g/10min的聚丙烯(熔融指數(shù)在這個范圍以內(nèi)的聚丙烯適合于擠出成型)，聚乙烯優(yōu)選采用低密度聚乙烯。為了提高本發(fā)明包裝軟管壁12各層的粘接強度，還可以在阻隔層2與相鄰的聚烯烴塑料層之間設有粘合劑層。此時，外層1和阻隔層2之間為外粘合劑層4，內(nèi)層3和阻隔層2之間為內(nèi)粘合劑層5。粘合劑層可選擇的粘合劑有EVA (乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、EEA (乙烯-丙烯酸共聚物)、MAH-PP(馬來酸酐改性聚丙烯)、MAH-PE (馬來酸酐改性聚乙烯)、丙烯酸酯中的一種或兩種。根據(jù)實際生產(chǎn)需要，本發(fā)明的包裝軟管壁12的內(nèi)層3的內(nèi)部還可設置至少一聚烯烴塑料層(圖中未示出)；所述外層1的外部還可設置至少一聚烯烴塑料層(圖中未示出)。本發(fā)明的包裝軟管的管壁厚度一般為200 μ m 1000 μ m之間，其中阻隔層2厚度為50 150 μ m,各聚烯烴塑料層的厚度為100 600 μ m,粘合劑層厚度為20 100 μ m。本發(fā)明的包裝軟管的制備方法選擇擠出工藝，具體步驟如下
1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備將聚碳酸亞丙酯顆粒和納米蒙脫土按照一定的比例的混合均勻后，通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，得到納米改性的聚碳酸亞丙酯。2)準備所述包裝軟管的軟管壁各層的材料，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，聚烯烴塑料在擠出機的成型溫度為160°C 250°C，納米改性聚碳酸亞丙酯在擠出機的成型溫度為13(T180°C，粘合劑的擠出機的成型溫度為14(T220°C ；
3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；(因為本體系是多層共擠體系，為了使得各層材料跟好的融合在一起增加體系的相容性，必須先提高擠出溫度讓每層材料完全的融合到一起后再降低到成型溫度，方便加工)。4)將流體牽引到氣壓為-0. 005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，即得軟管管壁，所述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。本發(fā)明提供具體實施例如下 實施例1
請參考圖1。在本實施例中管壁由外層1、阻隔層2、內(nèi)層3共三層構成。阻隔層2為納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，其厚度為ΙΟΟμπι，外層1和內(nèi)層3均為PP (聚丙烯)，其厚度分別為400 μ m和200 μ m。本實施例包裝軟管的制備方法 1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備
將碳酸亞丙酯(PPC)和納米蒙脫土按照質(zhì)量比99:1的比例在高速混合機中混料均勻后，通過雙螺桿擠出造粒，得到納米改性聚碳酸亞丙酯材料。雙螺桿各區(qū)的溫度分別為 I\=45°C、T2=55°C、T3=65°C、T4=85°C、T5=95°C、T6=105°C、T7=I 10 °C。2)取外層和內(nèi)層所需材料PP、阻隔層所需材料納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，聚丙烯的成型溫度為 160°C 250°C，納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯的成型溫度為4(T110°C。3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；
4)將流體牽引到氣壓為-0. 005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，即得軟管管壁，所述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。經(jīng)測定，本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為氧氣透過量彡8cm2/m2 · 24H · 0. IMpa (ASTMD3985)，水蒸氣透過量；^ 5g/m2 · 24H (JISE0208)。實施例2
請參考圖2。在本實施例中管壁由外層1、外粘合劑層4、阻隔層2、內(nèi)粘合劑層5、內(nèi)層 3共五層構成。外層1和內(nèi)層3是聚烯烴塑料層。阻隔層2為納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，其厚度為80 μ m。外層1是熔融指數(shù)為0. 5 2. 0的聚丙烯(PP)，其厚度為500 μ m。 內(nèi)層3是LDPE(低密度聚乙烯)，其厚度是300 μ m。外粘合劑層4和內(nèi)粘合劑層5均為EAA， 其厚度均為50 μ m。本實施例包裝軟管的制備方法 1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備
將碳酸亞丙酯(PPC)和納米有機蒙脫土按照質(zhì)量比99. 9:0. 1的比例在高速混合機中混料均勻后，通過雙螺桿擠出造粒。得到有機納米蒙脫土還行聚碳酸亞丙酯材料。雙螺桿各區(qū)的溫度分別為 T1=SO0C、T2=60°C、T3=70°C、T4=90°C、T5=IOO0C、T6=IlO0C、T7=125°C。2)取外層所需材料PP、內(nèi)層所需材料LDPE，阻隔層所需材料納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，PP的成型溫度為160°C ^250LDPE的成型溫度為120°C 200°C，有機納米蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯的成型溫度為8(T120°C。3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；
4)將流體牽引到氣壓為-0. 005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，即得軟管管壁，所述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為氧氣透過量彡6cm2/m2 · 24H ·0. IMpa (ASTMD3985)， 水蒸氣透過量彡6g/m2 · 24H (JISE0208)。實施例3
在本實施例中管壁由外層1、外粘合劑層4、阻隔層2、內(nèi)粘合劑層5、內(nèi)層3共五層構成。外層1是PP與LDPE重量比1 :1的共混物，其厚度為400 μ m。內(nèi)層3是LDPE(低密度聚乙烯)，其厚度是300 μ m。外粘合劑層4和內(nèi)粘合劑層3均為MAH-PP，其厚度均為30 μ m, 阻隔層2為納米有機蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，，其厚度為80 μ m。本實施例包裝軟管的制備方法 1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備
將碳酸亞丙酯(PPC)和納米有機蒙脫土按照質(zhì)量比99. 5:0. 5的比例在高速混合機中混料均勻后，通過雙螺桿擠出造粒。得到有機納米蒙脫土還行聚碳酸亞丙酯材料。雙螺桿各區(qū)的溫度分別為 I\=55°C、T2=65°C、T3=75°C、T4=95°C、T5=105°C、T6=I 15°C、T7=125°C。2)取外層所需材料PP與LDPE重量比1 :1的共混物、內(nèi)層所需材料LDPE，阻隔層所需材料納米有機蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，PP與LDPE重量比1 :1的共混物的成型溫度為160°C 250°C，LDPE的成型溫度為11(T210°C，納米有機蒙脫土改性的聚碳酸亞丙酯的成型溫度為6(T13(TC，粘合劑MAH-PP的成型溫度為16(T210°C。3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；
4)將流體牽引到氣壓為-0. 005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，即得軟管管壁，所述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為氧氣透過量彡4cm2/m2 · 24H ·0. IMpa (ASTMD3985)， 水蒸氣透過量< 3g/m2 · 24H (JISE0208)。本發(fā)明的高阻隔性生物可降解包裝軟管，經(jīng)長期試驗，具有優(yōu)良的水汽和氣體的阻隔性，制備簡單，無毒無污染。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發(fā)明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種包裝軟管，其特征在于，所述包裝軟管的軟管壁由內(nèi)至外包括有內(nèi)層、阻隔層和外層，其中所述內(nèi)層和所述外層為聚烯烴塑料，所述阻隔層為納米改性聚碳酸亞丙酯，其中，所述納米改性聚碳酸亞丙酯由納米蒙脫土或納米有機蒙脫土與聚碳酸亞丙酯熔融共混制得。
2.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述納米蒙脫土或納米有機蒙脫土在所述納米改性聚碳酸亞丙酯中的重量百分比為0. 1 1%。
3.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述內(nèi)層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或其組合物，所述外層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述內(nèi)層為低密度聚乙烯、熔融指數(shù)為0.5 2.0 g/10min的聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的共混物，所述聚丙烯與聚乙烯的共混物中聚丙烯的重量百分含量為309Γ100% ；所述外層為低密度聚乙烯、熔融指數(shù)為 0. 5^2. 0g/10min的聚丙烯或聚丙烯與聚乙烯的共混物，所述聚丙烯與聚乙烯的共混物中聚丙烯的重量百分含量為30% 100%。
5.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述軟管壁的厚度為 200 μ πΓ ΟΟΟ μ m，所述內(nèi)層的厚度為100 μ m 600 μ m，所述阻隔層的厚度為50 μ m 150 μ m，所述外層的厚度為100 μ m 600 μ m。
6.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述外層和阻隔層之間還設有外粘合劑層，所述外粘合劑層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、馬來酸酐改性聚丙烯、馬來酸酐改性聚乙烯或丙烯酸酯中的一種或兩種以上任意組合，所述外粘合劑層的厚度為20 μ m 100 μ m。
7.根據(jù)權利要求1所述的包裝軟管，其特征在于，所述內(nèi)層的內(nèi)部還設置有至少一聚烯烴塑料層；所述外層的外部還設有至少一聚烯烴塑料層。
8.根據(jù)權利要求7所述的包裝軟管，其特征在于，所述內(nèi)層內(nèi)部的聚烯烴塑料層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合，厚度為100 μ m ^600 μ m0
9.根據(jù)權利要求7所述的包裝軟管，其特征在于，所述外層外部的聚烯烴塑料層為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種以上任意組合，厚度為100 μ m ^600 μ m0
10.制備權利要求廣9任一項所述的包裝軟管的方法，其特征在于，步驟如下1)納米改性聚碳酸亞丙酯的制備將聚碳酸亞丙酯顆粒和納米蒙脫土的混合均勻后， 通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，得到納米改性的聚碳酸亞丙酯；2)準備所述包裝軟管的軟管壁各層的材料，導入各自對應的擠出機，加熱到比成型溫度高20°C，啟動螺桿，聚烯烴塑料在擠出機的成型溫度為160°C 250°C，納米改性聚碳酸亞丙酯在擠出機的成型溫度為4(T130°C，粘合劑的擠出機的成型溫度為14(T220°C ；3)經(jīng)加熱后的材料經(jīng)各自的擠出機后進入同一個成型混合機頭，從機頭流出呈空心的管狀流體，待流體混合均勻后，降低各擠出機的溫度到成型溫度；4)將流體牽引到氣壓為-0.005^-0. OOlMPa的真空水箱，經(jīng)過真空成型后，再切成需要的長度，得軟管管壁，所述軟管管壁與軟管管頭用注塑的方法連接到一起，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包裝軟管，包裝軟管的軟管壁由內(nèi)至外包括有內(nèi)層、阻隔層和外層，其中內(nèi)層和外層為聚烯烴塑料，阻隔層為納米改性聚碳酸亞丙酯，其中，納米改性聚碳酸亞丙酯是由納米蒙脫土或納米有機蒙脫土與聚碳酸亞丙酯熔融共混制得。本發(fā)明的高阻隔性生物可降解包裝軟管，經(jīng)長期試驗，具有優(yōu)良的水汽和氣體的阻隔性，制備簡單，無毒無污染。
文檔編號B65D35/02GK102424176SQ20111023958
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2011年8月19日
發(fā)明者危偉, 張立斌, 王淑敏, 王繼鑫, 白娟 申請人:武漢華麗生物材料有限公司