一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜、制备及应用方法与流程

本发明属于包装，特别涉及一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜、制备及应用方法。

背景技术：

1、聚丙烯薄膜由于其优异的力学性能、光学性能等，在食品、化妆品、香烟等包装领域具有重要用途。聚丙烯薄膜在用作包装膜时需要和其他热封材料复合使用，因为单层的聚丙烯薄膜在热封时内部晶体熔化、分子链收缩，薄膜软化变薄进而断裂。双向拉伸聚丙烯薄膜通常具有三层结构，中间的均聚聚丙烯作为基层为包装膜提供良好的力学性能，上下两层的共聚聚丙烯作为热封层为包装膜提供良好的热封性能，共聚聚丙烯的熔点比均聚聚丙烯低，其热封温度在均聚聚丙烯的熔点之下。

2、聚丙烯薄膜在使用过程中需要通过热封达到密封、阻隔的功能，其中热封强度对密封效果影响较大。在热封过程中，聚丙烯薄膜的热封层受热熔融，分子链在烙铁的挤压作用下相互扩散、融合，最后热封层材料在冷却过程中结晶为包装膜提供一定的撕裂强度。

3、随着社会的发展，人们对高分子薄膜的性能要求越来越高，其中包括薄膜的热封强度。对于不同的产品以及不同的使用场景，消费者对包装膜热封强度的要求不尽相同，这就需要聚丙烯薄膜具有热封强度可以调节的功能。比如，长期储存放置的物品以及贵重物品等对包装膜的热封强度要求较高；对于一些快消品，热封强度太大不易撕开包装，此时则需要包装膜的热封强度适中，方便消费者使用；在温度、湿度和海拔较高的地方，包装膜的热封强度需要满足包装的气密性要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜、制备及应用方法，以解决上述背景技术中所存在的问题，实现聚丙烯薄膜可以在较低的温度下进行热封，热封强度的调节不需要改变薄膜的配方以及热封条件（热封温度、热封时间），并且制备的聚丙烯薄膜的热封强度可以根据使用场景进行调节，满足多种场合的需求。

2、为实现上述发明目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

3、一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜，由基层、粘结层及热封层组成，所述基层为均聚聚丙烯层；所述粘结层为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物及低密度聚乙烯的共混物；所述热封层为反式聚异戊二烯与抗氧剂的共混物。

4、进一步的，所述基层的厚度为14-18um，所述粘结层的厚度为2-4um，所述热封层的厚度为2-4um。

5、进一步的，所述抗氧剂为辛基化二苯胺、抗氧剂1076、phosphite a、抗氧剂ca中的一种或者一种以上的混合物。

6、进一步的，所述粘结层中，马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物及低密度聚乙烯的重量份数比为：

7、一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

8、（1）将反式聚异戊二烯，抗氧剂投入到密炼机中，温度100 °c，转子转速60 rpm，时间5 min，将共混物进行挤出造粒，得到热封层材料；

9、（2）通过共挤流延法制备a/b/c三层聚丙烯热封薄膜样品，其中a/b/c层的厚度分别为14−18/2−4/2−4 um，a层为基层，b层为粘结层，c层为热封层。

10、进一步的，步骤（2）中，共挤流延过程中热封层的挤出温度为80−120 ℃；粘结层的挤出温度为120−160 ℃。

11、一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜的应用方法，利用上述任一项的制备方法制备的聚丙烯薄膜，采用如下步骤：

12、（21）在膜卷宽度方向随机裁制长15 cm、宽1.5 cm的试样，随后对试样进行热封；

13、（22）将热封后的试样直接放入恒温烘箱中进行冷却结晶。

14、进一步的，步骤（21）中，聚丙烯薄膜的热封温度为60−110 ℃，热封压力为0.18mpa，热封时间为l s。

15、进一步的，步骤（22）中，恒温烘箱的温度为10−50 ℃，聚丙烯薄膜的保温时间为30min。

16、反式聚异戊二烯的熔点在70 °c附近，比聚丙烯低90 °c，可以明显降低聚丙烯薄膜的热封温度，避免热收缩，保证了聚丙烯薄膜在热封过程中的平整性。同时，反式聚异戊二烯在冷却结晶过程中具有多晶型。在高于40 °c的温度下结晶形成热力学稳定的α晶，在低于20 °c的温度下结晶形成亚稳态的β晶，在中间温度结晶形成α+β晶。α晶、β晶具有不同的晶体结构，其中α晶更加稳定，具有较高的杨氏模量以及断裂强度。热封膜的封口在撕裂过程中，材料的内部出现晶体结构破坏，因此，热封材料的晶体结构对热封性能具有重要作用。本发明通过将热封材料在不同的温度下冷却结晶形成不同的晶型，进而调控热封层材料的热封强度。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明制备的聚丙烯薄膜可以在较低的温度下进行热封；热封强度的调节不需要改变薄膜的配方以及热封条件（热封温度、热封时间）；本发明采用已经商业化的反式聚异戊二烯，马来酸酐接枝聚丙烯，丙烯-乙烯共聚物和低密度聚乙烯，可实现大规模工业化生产；本发明中反式聚异戊二烯的晶型调控过程简单，容易实现工业化生产；本发明制备的聚丙烯薄膜的热封强度可以根据使用场景进行调节，满足多种场合的需求。

技术特征：

1.一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜，由基层、粘结层及热封层组成，其特征在于，所述基层为均聚聚丙烯层；所述粘结层为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物及低密度聚乙烯的共混物；所述热封层为反式聚异戊二烯与抗氧剂的共混物。

2.根据权利要求1所述的热封强度可调节的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述基层的厚度为14-18um，所述粘结层的厚度为2-4um，所述热封层的厚度为2-4um。

3.根据权利要求1所述的热封强度可调节的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为辛基化二苯胺、抗氧剂1076、phosphite a、抗氧剂ca中的一种或者一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的热封强度可调节的聚丙烯薄膜，其特征在于，所述粘结层中，马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物及低密度聚乙烯的重量份数比为：1：2：4。

5.一种上述权利要求1至4中任一项热封强度可调节的聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的热封强度可调节的聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，共挤流延过程中热封层的挤出温度为80−120 ℃；粘结层的挤出温度为120−160 ℃。

7.一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜的应用方法，利用上述权利要求5或6中任一项的制备方法制备的聚丙烯薄膜，其特征在于，采用如下步骤：

8.根据权利要求7所述的应用方法，其特征在于，步骤（21）中，聚丙烯薄膜的热封温度为60−110 ℃，热封压力为0.18 mpa，热封时间为1s。

9.根据权利要求7所述的应用方法，其特征在于，步骤（22）中，恒温烘箱的温度为10−50℃，聚丙烯薄膜的保温时间为30 min。

技术总结
本发明属于包装技术领域，具体涉及一种热封强度可调节的聚丙烯薄膜、制备及应用方法，由基层、粘结层及热封层组成，基层为均聚聚丙烯层；粘结层为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯‑乙烯共聚物及低密度聚乙烯的共混物；热封层为反式聚异戊二烯与抗氧剂的共混物。通过将基层材料、粘结层材料及热封层材料通过共挤流延法制备出三层聚丙烯热封薄膜，对该聚丙烯热封薄膜进行热封后放入恒温烘箱中进行冷却结晶。本技术制备的聚丙烯薄膜可以在较低的温度下进行热封；热封强度的调节不需要改变薄膜的配方以及热封条件，并且本技术制备的聚丙烯薄膜的热封强度可以根据使用场景进行调节，满足多种场合的需求。

技术研发人员：夏琛,张博,钱翠珠,赵丹,樊虎,贾桥东,潘凡达,卢琳,王宝,潘鹏举,沈凯,边腾飞,郑闪闪,韩乐园,潘著,牛芳芳,席攀攀,崔晓梦,杨道剑
受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23