一种超低强度易撕PE膜及其制备工艺的制作方法

lldpe总量的20-40％，且纳米填充母料内含有70-80％质量百分比的碳酸钙，以改善pe膜的双向易撕效果，为改善碳酸钙在各层中的分散性，以lldpe作为碳酸钙与各层原料的箱容积，将碳酸钙和lldpe做成母料，提高碳酸钙在各层原料中的分散性，既可以降低薄膜的成本，又能改善薄膜的流变性能和加工性能，以使各层原料得到分子链条平行排列，且分子方向相同，降低断裂伸长率，使pe膜在受到外力时，很从容沿直线撕裂。
8.采用慢迁移性爽滑剂母料，降低爽滑剂对复合牢度的不良影响，为保证pe膜的爽滑性和开口性，采用不迁移的开口剂，达到较好的开口效果和表面爽滑度。
9.内层、外层和中间层中ldpe优选采用卡塔尔石化生产的fd0474，其熔融指数为4g/10min，密度为0.923g/cm3，其具有优异的加工性和延展性，透明度高；并在内层中使用ppa助剂，能消除熔体破裂，提高产量，消除口模上的积料，挤出时，在树脂和金属模具之间形成润滑层，降低pe膜挤出时的摩擦力，增强pe膜的表面光滑度和平整度；内层中m-lldpe优选使用熔融指数为0.5g/10min，密度为0.92g/cm3的埃克森2010ma，其具有优异的抗污染性能、热粘强度和热封强度，能防止pe膜制成包装袋后，向其中灌装产品时，产品附着于内层表面，影响热封强度和密封性，优选的，所述超低强度易撕pe膜包括依次叠加的内层、中间层和外层；其中内层包括以下重量份的组分：纳米填充母料30-40份、ldpe 30-55份、m-lldpe 15-20份、ppa助剂0.6-1.0份、爽滑剂母料2-3份、开口剂2-3份、抗氧化剂0.3-0.5份；中间层包括以下重量份的组分：纳米填充母料70-80份、ldpe 20-30份、ppa助剂0.6-1.0份、抗氧化剂0.3-0.5份；外层包括以下重量份的组分：纳米填充母料70-80份、ldpe 20-30份、ppa助剂0.6-1.0份、抗氧化剂0.3-0.5份；所述纳米填充母料含有质量百分比为80％的碳酸钙和质量百分比为20％的lldpe；所述ldpe的熔融指数为4g/10min，密度为0.923g/cm3。
10.通过采用上述技术方案，选择较优配比制成的pe膜能达到较好的双向易撕效果，外层和中层中，纳米填充母料占纳米填充母料和ldpe总量的70-80％，内层中纳米填充母料占纳米填充母料、ldpe和m-lldpe总重的30-40％，且中层、内层和外层中纳米填充母料由质量百分比为80％的碳酸钙和质量百分比为20％的lldpe组成，能提供较好的双向易撕效果。
11.优选的，所述超低强度易撕pe膜包括依次叠加的内层、中间层和外层；其中内层包括以下重量份的组分：纳米填充母料40份、ldpe 40份、m-lldpe 20份、ppa助剂0.8份、爽滑剂母料2份、开口剂2份、抗氧化剂0.4份；中间层包括以下重量份的组分：纳米填充母料60份、ldpe 40份、ppa助剂0.8份、抗氧化剂0.4份；外层包括以下重量份的组分：纳米填充母料60份、ldpe 40份、ppa助剂0.8份、抗氧化剂0.4份；所述纳米填充母料含有质量百分比为80％的碳酸钙和质量百分比为20％的lldpe；所述ldpe的熔融指数为4g/10min，密度为0.923g/cm3。
12.通过采用上述技术方案，选择较优配比制得的pe膜能达到较好的易撕效果，内层
120r/min，内层主机转速为40-60r/min。
24.通过采用上述技术方案，使外层和中层的转速比内层的转速快，能增强外层和中层中原料的混炼状态，内层的转速稍低，能增加内层的塑化时间，延长内层物料的滞留时间，完善反应程度。
25.优选的，所述升温步骤中，内层主机的一区、二区、三区、四区、五区和六区的设定温度分别为：120-125℃、130-135℃、140-145℃、150-155℃、155-160℃、150-155℃；外层主机的一区、二区、三区、四区、五区和六区的设定温度分别为：120-125℃、130-135℃、140-145℃、150-155℃、155-160℃、150-155℃；中间层主机的一区、二区、三区、四区、五区和六区的设定温度分别为：120-125℃、130-135℃、140-145℃、150-155℃、155-160℃、150-155℃；模头的一区、二区、三区、四区、五区和六区的设定温度分别为：145-150℃、145-150℃、145-150℃、140-145℃。
26.通过采用上述技术方案，将各层主机的温度较常规吹塑工艺温度要低20-30℃，通过精确控制各区温度的稳定性，最大程度的提高ldpe树脂的塑化，以防较高的温度导致树脂分解，又能防止温度过低，导致树脂塑化不佳，导致pe膜的表面光泽性和透明度降低，提高加工性能。
27.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用在各层原料中添加纳米填充母料，并控制纳米填充母料和ldpe的用量比，纳米填充母料包含质量百分比为70-80％碳酸钙，能达到双向易撕效果，不使用cod，降低成本，制成的双向易撕pe膜的拉伸断裂强度是常规pe膜的30-50％，可以很好的实现复合后整体材料的拉断力力、打撕裂线后的低力度撕裂，实现产品加工稳定，不出现褶皱、不破膜，稳定生产。
28.2、本技术中优选采用合适的吹胀比和牵引比，能实现较好的横向直线撕裂效果，改善pe膜的平整度和光滑性；且使用比常规吹塑工艺第20-30℃的吹塑温度，能防止各层原料分解和塑化不佳，提高易撕膜的光泽性和透明度。
29.3、本技术中优选采用芥酸酰胺、二氧化硅和ldpe作为爽滑剂母料，不添加和使用常规爽滑剂，使用慢迁移爽滑剂，降低爽滑剂对复合牢度的不良影响，另外为了包装pe膜的爽滑性和开口性，添加了不迁移的纳米开口剂，能达到很好的开口性和表面爽滑度。
具体实施方式
30.实施例1中各原料来源如表1所示：表1
实施例
31.实施例1：一种超低强度易撕pe膜，包括相互叠加的内层、中间层和外层，内层、中间层和外层的厚度比为1:2:2，其内层的原料配比如表2所示，外层和中间层的原料配比相同，如表3所示，表2和表3中，纳米填充母料包括质量百分比为80％的碳酸钙和质量百分比为20％的lldpe，碳酸钙的粒径为5μm，爽滑剂母料包括重量百分比为10％的芥酸酰胺、重量百分比为10％的二氧化硅和重量百分比为80％的高融指ldpe，抗氧化剂为抗氧化剂1010。
32.上述超低强度易撕pe膜的制备方法，包括以下步骤：s1、配料：将内层、中间层和外层原料按照比例配制待用；s2、升温：对吹膜机组进行分区连续升温，模头的各区温度为：一区150℃、二区150℃、三区150℃、四区140℃；外层主机的各区温度为：一区120℃、二区130℃、三区140℃、四区150℃、五区160三四点、六区150℃；温度为120-160℃，中间层主机温度为120-160℃，内层主机温度为120-160℃，升温完成后保温20min后开机，开机顺序为外层主机、中间层主机和内层主机，开机时间间隔2min；s3、吹塑：将配合完成的各层原料混合后分别放置到对应的主机内，外层主机转速为100r/min，中间层主机转速为100r/min，内层主机转速为50r/min，开启冷风机，保持进风温度为20℃，风机频率为40hz，向上牵引并迅速捏合熔胶，向模头内冲入压缩空气，控制吹胀比为2.5，然后将膜泡匀速拉起，牵引速度为19.3m/min，控制牵引比为6；s4、收卷：将膜泡进行电晕处理，使pe膜的表面张力为40mn/m后分切成两片，收卷后包装。
33.表2实施例1-8中内层的原料配比
表3实施例1和实施例9-16中外层和中间层的原料用量实施例2-8：一种超低强度易撕pe膜，外层和中间层的原料配比与实施例1相同，内层中各原料的用量如表2所示。
34.实施例9-12：一种超低强度易撕pe膜，内层和外层的原料配比与实施例1相同，中间层的原料用量如表3所示。
35.实施例13-16：一种超低强度易撕pe膜，内层和中间层的原料配比与实施例1相同，外层的原料用量如表3所示。
36.实施例17：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层中ldpe的熔融指数为7g/10min，密度为0.9182(2.3g/m3)，选自燕山石化，型号为1c7a。
37.对比例对比例1：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，内层中ldpe采用熔融指数为3g/10min，密度为0.921g/cm3的ldpe，选自台湾聚合，型号为na112-27。
38.对比例2：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，内层中采用熔融指数为10g/10min，密度为0.917(2.3g/cm3)，选自茂名石化，型号为868-000。
39.对比例3：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，内层中纳米填充母料中碳酸钙的掺入量为20％。
40.对比例4：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，内层中纳米填充母料的用量为60kg，ldpe的用量为ldpe的用量为40kg，m-lldpe的用量为20kg。
41.对比例5：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，步骤s3中，pe膜的吹胀比为6。
42.对比例6：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，步骤s3中，pe膜的牵引比为21.4。
43.对比例7：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层中ldpe选用熔融指数为2g/10min，密度为0.924g/cm3的ldpe，选自茂名石化，型号为2436h。
44.对比例8：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层中采用熔融指数为10g/10min，密度为0.917(2.3g/cm3)，选自茂名石化，型号为868-000。
45.对比例9：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层和中间层中ldpe采用熔融指数为2g/10min，密度为0.924g/cm3的ldpe，选自茂名石化，型号为2436h。
46.对比例10：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层内纳米填充母料中碳酸钙的掺入量为20％。
47.对比例11：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层和中间层内纳米填充母料中碳酸钙的掺入量为20％。
48.对比例12：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层中纳米填充母料用量为90kg，ldpe的用量为10kg。
49.对比例13：一种超低强度易撕pe膜，与实施例1的区别在于，外层和中间层内的纳米填充母料的用量为90kg，ldpe的用量为10kg。
50.对比例14：一种双向易撕膜，具有三层结构，分别为外层、中层和内层，三层材料之间的重量百分比分别为：外层30％、中层40％、内层30％；各层由如下组分组成：外层的各组分及重量百分比：高压低密度聚乙烯55％、高密度聚乙烯22％、线性低密度聚乙烯15％、乙烯-丙烯酸共聚物(eaa)8％；中层的各组分及重量百分比：高压低密度聚乙烯20％、茂金属高密度聚乙烯15％、乙烯-甲基丙烯酸聚合物20％、离聚体45％；内层的各组分及重量百分比：高压低密度聚乙烯40％、茂金属低密度聚乙烯15％、线性低密度聚乙烯26.5％、开口剂(二氧化硅)1％、抗静电剂2％、含氟聚合物(ppa)0.5％。制备此双向易撕膜的方法是：分别将外层、中层和内层的原材料按上述重量百分比通过自动混料系统混合后，将各层的原料放牛班加入外层挤出机、中层挤出机、内层挤出机进行熔融塑化后送入模头共挤出成膜泡，经自动风环冷却、电晕处理后收卷，即可得到双向易撕膜；其中外层挤出机的温度为180℃，挤出压力为200bar；中层挤出机的温度为170℃，挤出压力为250bar；内层挤出机的温度为175℃，挤出压力为220bar，模头温度为180℃。
51.性能检测试验按照各实施例和对比例中方法制备超低强度易撕pe膜，按照以下方法检测易撕pe膜的力学性能，将实施例1-8的检测结果记录于表4中，对比例1-6中检测结果记录于表5中，
实施例9-18的检测结果记录于表6中，对比例7-14中检测结果记录于表7中。
52.1、断裂拉伸强度和断裂伸长率：按照gb/t13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行检测；2、撕裂强度：按照gb/t16578-1996《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能试验方法》进行检测；3、摩擦系数：按照gb/t1006《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》进行检测；4、冲击强度：按照gb9639.1-2008《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法自由落镖法第1部分：梯级法相关标准》5、透光率和雾度：按照gb/t2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》进行检测；6热封强度(0.2mpa，1s)：按照qb/t2358-1998《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》进行检测。
53.表4实施例1-8中超低强度易撕pe膜的检测结果撕pe膜的检测结果由表4中数据可知，实施例1中，将外层和中间层中的纳米填充母料与ldpe的用量比控制为3:2，热封层中ldep和纳米填充母料、m-ldpe的用量比控制为4:4:2，其中纳米填充母料中碳酸钙含量为80％，lldpe含量为20％，ldpe的熔融指数为4g/10min，密度为0.923g/cm3，且以吹胀比为2.5，迁移比为6的工艺，制成易撕pe膜，由表4中检测数据可以看出，易撕pe膜的断裂拉伸强度低、断裂伸长率低、撕裂强度横向和纵向均极低，具有较好的横向和纵向易于撕裂的性能。
54.实施例2-3和实施例1相比，降低了纳米填充母料中碳酸钙的含量，表4内显示，pe膜的断裂伸长率、断裂强度横向和纵向等与实施例1中检测结果差别不大，仍具有较好的双向易撕效果，但因碳酸钙含量降低，pe膜的摩擦系数有所增大。
55.实施例4-5和实施例1相比，降低了纳米填充母料的用量，但纳米填充母料中碳酸
钙的含量认为80％，由表4内数据可以看出，断裂拉伸强度和断裂伸长率有所增大，但增大不显著，仍具有较好的易撕效果。
56.实施例6与实施例1的区别在于，改变了爽滑剂母料的用量，以及爽滑剂母料中芥酸酰胺的用量比，表4内显示，实施例6中pe膜的断裂拉伸强度和断裂伸长率交底，且撕裂强度横向和纵向均较低，具有良好的横向和纵向易于撕裂的性能。
57.实施例7-8与实施例1相比，实施例7中爽滑剂母料内未添加芥酸酰胺，实施例8中爽滑剂母料中芥酸酰胺用量比增大，表4内结果显示，实施例7和实施例8中撕裂强度等力学性能增大，易撕性降低，且实施例7中摩擦系数增大，实施例8中虽然摩擦系数降低，但热封强度减小。
58.表5对比例1-6中超低强度易撕pe膜的检测结果撕pe膜的检测结果对比例1与实施例1相比，在热封层中使用熔融指数为3g/10min的ldpe，由表5内数据可以看出，对比例1制成的pe膜的断裂拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均有所增大，摩擦系数与实施例1相差不大，但热封强度降低，说明使用融指较小的ldpe，会降低pe膜的易撕效果，并增大雾度。
59.对比文件2与实施例1相比，使用熔融指数为10g/10min的ldpe，与实施例1相比，其熔融指数增大，表5内数据显示，热封强度减弱。
60.对比例3与实施例1相比，纳米填充母料中碳酸钙的含量降低至20％，对比例3制成的pe膜，撕裂强度等力学性能增大，易撕效果减弱，且摩擦系数增大，雾度和热封强度降低。
61.对比例4与实施例1相比，对比例4中增大纳米填充母料的用量，对比例4制成的pe膜的断裂拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度与实施例1相差不大，但其摩擦系数降低，雾度增大，热封强度减弱。
62.对比例5与实施例1相比，降低了制备pe膜的吹胀比，对比例5中pe膜的横向断裂拉伸强度增大，纵向断裂拉伸强度变化不大，横向易撕效果减弱。
63.对比例6与实施例1相比，降低了制备pe膜时的牵引比，表5内显示，与实施例1相比，对比例6中pe膜的横向断裂拉伸强度、横向断裂伸长率降低，纵向断裂拉伸强度和纵向断裂伸长率增大，pe膜的纵向易撕效果减弱。
64.表6实施例9-18中超低强度易撕pe膜的性能检测18中超低强度易撕pe膜的性能检测由表6中数据可知，实施例9和实施例10相较于实施例1，改变中间层中纳米填充母料中碳酸钙的掺量，由表6中数据可以看出，实施例9和实施例10制备的pe膜与实施例1的检测结果相近，pe膜具有较低的断裂拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，具有较好的双向易撕效果，且表面摩擦系数小，热封性能好。
65.实施例11和实施例12与实施例1相比，增大了纳米填充母料的用量，表6内数据显示，实施例11和实施例12中pe膜的断裂拉伸强度等力学性能比实施例1有所增大，但增大并不显著，说明实施例11和实施例12仍具有较好的易撕效果。
66.实施例13和实施例14与实施例1相比，改变外层中纳米填充母料中碳酸钙的掺量，实施例15和实施例16中改变纳米填充母料的用量，由表6内数据可以看出，实施例13-16制备的pe膜断裂拉伸强度、断裂伸长率等力学性能仍较低，说明实施例13-16中pe膜具有较好的双向易撕效果。
67.实施例17与实施例11相比，外层使用熔融指数为7g/10min的ldpe，表7对比例7-14中双向易撕pe膜的检测结果
对比例7和对比例8与实施例1相比，分别添加熔融指数为2g/10min，和熔融指数为10g/10min的ldpe，由表7内数据可以看出，对比例7中pe膜的断裂拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度比实施例1大，且摩擦系数增大，热封强度降低；对比例8中断裂伸长率等力学性能随变化不大，但摩擦系数降低，热封强度减弱。
68.对比例9与实施例1相比，在中层和外层中使用熔融指数为2g/10min的ldpe，与实施例1和对比例7相比，实施例9中pe膜的断裂拉伸强度等增强，说明易撕性下降，且pe膜的雾度较大、摩擦系数增强，热封强度有所下降。
69.对比例10与实施例1相比，外层中纳米填充母料内碳酸钙的含量为20％，而对比例11与实施例1相比，外层和中层内，纳米填充母料碳酸钙含量都为20％，由表7内数据可以看出，对比例11制成的pe膜断裂拉伸强度相对于实施例1的增长率比对比例10大，且对比例10和对比例11制成的pe膜的易撕性能均下降，对比例11中下降显著。
70.对比例12与实施例1相比，将外层中纳米填充母料的用量增大至90kg，对比例13与实施例1相比，将外层和中层的纳米填充母料用量均增大至90kg，对比例13中pe膜的冲击强度变大，断裂伸长率等力学性能显著增强，且对比例13中力学性能相较于实施例1的增长率大对比例12，说明增大纳米填充母料的使用量，会导致pe膜得到易撕效果减弱。
71.对比例14为一种现有的双向易撕pe膜，其横向和纵向断裂拉伸强度均比实施例1大，且横向和纵向断裂伸长率也比实施例1大，双向易撕效果不及实施例1。
72.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。