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CN114409995A - 一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法 - Google Patents

一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法 Download PDF

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CN114409995A
CN114409995A CN202210139368.0A CN202210139368A CN114409995A CN 114409995 A CN114409995 A CN 114409995A CN 202210139368 A CN202210139368 A CN 202210139368A CN 114409995 A CN114409995 A CN 114409995A
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朱志国
朱浩源
曲桂芬
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Shandong Guozhi New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法，所述的热收缩膜为多层复合共挤膜，所述的热收缩膜从内至外分别为：抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层。所述的热收缩膜还可以防止造成起火的安全隐患；而且可以降解，对环境和土壤不会有任何危害；所述的热收缩膜同时兼顾隔热、阻燃、抗UV和降解的多重功能。在生产工艺上，采用六层叠加，并在牵引方向上按照15°‑60°的倾斜角度进行层叠，从而使热收缩膜的强度更高，具有更高的抗拉、抗刺破和抗落锤效果，所述的热收缩膜具有抗拉伸性、抗穿透性、抗冲击性、抗撕裂性和耐应力开裂，可以满足不同形状、规格的大型设备的包装需求。

Description

一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法，属于热收缩膜技术领域。
背景技术
金属的腐蚀是一个全球性的问题，每年因锈蚀造成的损失是非常大的，涉及到汽车、航空航天、核电、轨道交通、金属加工、机械、电子元件等各个行业，防锈包装材料的应用，可以在很大程度上减少这方面的损失。随着中国工业的发展，锈蚀防控对中国的大国重器越来越重要。大型设备从生产到投入使用，周期比较长，在大型设备的存储、海运的过程中，防锈包装材料的防护性能非常重要。
目前国内市场的防锈膜往往只具有热缩性能，但是没有办法同时兼顾到隔热、阻燃、抗UV、降解等多重功能。因此对于一些形状各异、规格大型的设备，现有的热收缩膜往往无法满足使用需求，另外，目前环保要求很高，热收缩膜属于易耗品，如果不能实现很好的可降解性能，则会带来极大的环保压力。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜及其制备方法，所述的热收缩膜可以同时兼顾到隔热、阻燃、抗UV、可降解的多重功能，具有更好的抗拉、抗刺破、抗落锤效果，同时可以满足不同形状、规格的大型设备的包装需求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，所述的热收缩膜为多层复合共挤膜，所述的热收缩膜从内至外分别为：抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层；
按照重量份数计，所述抗拉层、防锈层、内热收缩层和外热收缩层中均包括LDPE(低密度聚乙烯)5-10份、LLDPE(线型低密度聚乙烯)10-20份、MLLDPE(茂金属聚乙烯)20-30份、VCI防锈母粒10-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述阻燃隔热层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、阻燃母粒1-2份；
按照重量份数计，所述抗紫外线层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1份、紫外线吸收剂1-5份。
进一步的，按照重量份数计，所述抗拉层包括LDPE 5-10份、LLDPE 15-20份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述防锈层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒15-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-3份、抗静电母粒0.1-1.0份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述内热收缩层包括LDPE 8-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-3份、抗静电母粒0.1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述外热收缩层包括LDPE 5-10份、LLDPE 12-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述阻燃隔热层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、阻燃母粒1-2份、遮光母粒0.1-1份；
按照重量份数计，所述抗紫外线层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1份、紫外线吸收剂1-5份，色母粒5-8份。色母粒的加入可以赋予热收缩膜不同的颜色，从而更利于包装的美观性。
进一步的，所述的LDPE为燕山石化的LD 163；所述的LLDPE为中石化茂名DMDB-8916的LLDPE；所述的VCI防锈母粒为RUST-X的VCI防锈母粒。
进一步的，所述的分散剂为聚丙烯蜡、棕榈蜡中的一种或两种混合；所述的偶联剂为硅烷偶联剂，所述阻燃母粒为卤系PE阻燃母粒，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合。
进一步的，所述的硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物；
进一步的，所述受阻酚类抗氧剂与所述亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：0.5-2；
所述的受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种混合，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步的，所述的紫外线吸收剂为二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的一种或多种混合。
进一步的，所述抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层的厚度为30μm～40μm，所述热收缩膜的厚度为150μm～250μm。
本发明还公开了所述多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)按照所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照15°-60°的倾斜角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，得到所需厚度规模的热收缩膜。
进一步的，所述挤出机设定的温度为200-250℃；进行加热和拉伸的温度为90-120℃；退火温度为95-100℃，冷却温度为30-40℃；
所述抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层中，每相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照45°的角度进行层叠。
本发明的有益效果是：
LDPE具有很好的热缩性，MDLLPE可以提供热收缩膜耐穿刺性和柔韧性，LLDPE能提供热收缩膜的耐穿刺性和应力开裂性；
所述的热收缩膜包裹设备，可以做到隔热，防止高温对被包裹的设备造成损伤；所述的热收缩膜还可以起到阻燃性的作用，防止造成起火的安全隐患；另外，所述的热收缩膜使用后，可以降解，对环境和土壤不会有任何危害；所述的热收缩膜同时兼顾隔热、阻燃、抗UV和降解的多重功能；
所述的热收缩膜在生产工艺上，采用六层叠加，并在牵引方向上按照15°-60°的倾斜角度进行层叠，从而使热收缩膜的强度更高，得到的热收缩膜具有更高的抗拉、抗刺破和抗落锤效果，所述的热收缩膜具有抗拉伸性、抗穿透性、抗冲击性、抗撕裂性和耐应力开裂，可以满足不同形状、规格的大型设备的包装需求。
附图说明
图1为实施例中所述热收缩膜的结构示意图；
图中，1抗拉层，2防锈层，3内热收缩层，4阻燃隔热层，5外热收缩层，6抗紫外线层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
表1实施例1的热收缩膜原料表
Figure BDA0003506083260000041
Figure BDA0003506083260000051
制备方法：
(1)按照表1中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为230℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层1、防锈层2、内热收缩层3、阻燃隔热层4、外热收缩层5和抗紫外线层6从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照45°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为102℃，冷却温度为35℃，得到200μm厚度规模的热收缩膜，如图1所示。
实施例2
表2实施例2的热收缩膜原料表
Figure BDA0003506083260000052
Figure BDA0003506083260000061
制备方法：
(1)按照表2中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为240℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层1、防锈层2、内热收缩层3、阻燃隔热层4、外热收缩层5和抗紫外线层6从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照15°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为105℃，冷却温度为40℃，得到150μm厚度规模的热收缩膜。
实施例3
表3实施例3的热收缩膜原料表
Figure BDA0003506083260000062
Figure BDA0003506083260000071
制备方法：
(1)按照表3中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为245℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层1、防锈层2、内热收缩层3、阻燃隔热层4、外热收缩层5和抗紫外线层6从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照60°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为102℃，冷却温度为40℃，得到250μm厚度规模的热收缩膜。
实施例4
表4实施例4的热收缩膜原料表
Figure BDA0003506083260000072
Figure BDA0003506083260000081
制备方法：
(1)按照表4中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为235℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层1、防锈层2、内热收缩层3、阻燃隔热层4、外热收缩层5和抗紫外线层6从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照15°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为102℃，冷却温度为40℃，得到200μm厚度规模的热收缩膜。
对比例1
表5实施例5的热收缩膜原料表
Figure BDA0003506083260000082
Figure BDA0003506083260000091
制备方法：
(1)按照表5中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为230℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层1、防锈层2、内热收缩层3、阻燃隔热层4、外热收缩层5和抗紫外线层6从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照45°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为102℃，冷却温度为35℃，得到200μm厚度规模的热收缩膜。
对比例2
(1)按照表1中所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，设定挤出机的工作温度为230℃，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层从内向外的顺序彼此平行层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，加热和拉伸的温度为100℃；退火温度为102℃，冷却温度为35℃，得到200μm厚度规模的热收缩膜。
采用ASTM D882-02的方法进行抗拉强度及断裂伸长率的测试，采用ASTM1709AGf的方法进行落锤试验，采用ASTM B 117的方法进行VCI盐雾试验，并对得到的热收缩膜进行密封堆肥180天测试可降解性，其中，实施例1-4和对比例1-2得到的热收缩膜的性能检测数据如下表6所示：
表6实施例1-4和对比例1-2的热收缩膜的性能检测数据
Figure BDA0003506083260000101
对比例2的热收缩膜与实施例1的热收缩膜原料比例完全相同，只是在制备方法中，对比例2中各层之间是平行层叠后牵引，而实施例1中各层呈角度层叠后牵引，从抗拉强度、落锤试验及撕裂强度的相关数据比对可以看出，实施例1的热收缩膜明显优于对比例2，由此说明制备工艺中，热收缩膜的各层呈角度层叠可以有效提升热收缩膜的性能。另外本发明技术方案实施例1中添加了生物降解母粒，而对比例1中没有添加生物降解母粒，从表6的数据对比可以看出，本发明技术方案得到的热收缩膜具有更好的生物可降解性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述的热收缩膜为多层复合共挤膜，所述的热收缩膜从内至外分别为：抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层；
按照重量份数计，所述抗拉层、防锈层、内热收缩层和外热收缩层中均包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-20份、MLLDPE 20-30份、VCI防锈母粒10-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1.5份，生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述阻燃隔热层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、阻燃母粒1-2份；
按照重量份数计，所述抗紫外线层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1份、紫外线吸收剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，按照重量份数计，所述抗拉层包括LDPE 5-10份、LLDPE 15-20份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述防锈层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒15-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-3份、抗静电母粒0.1-1.0份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述内热收缩层包括LDPE 8-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-3份、抗静电母粒0.1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述外热收缩层包括LDPE 5-10份、LLDPE 12-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-20份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1.5份、生物降解母粒0.5-1份；
按照重量份数计，所述阻燃隔热层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 20-25份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、阻燃母粒1-2份、遮光母粒0.1-1份；
按照重量份数计，所述抗紫外线层包括LDPE 5-10份、LLDPE 10-15份、MLLDPE 25-30份、VCI防锈母粒10-15份、分散剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧化剂1-5份、抗静电母粒0.1-1份、紫外线吸收剂1-5份，色母粒5-8份。
3.根据权利要求2所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述的LDPE为燕山石化的LD 163；所述的LLDPE为中石化茂名DMDB-8916的LLDPE；所述的VCI防锈母粒为RUST-X的VCI防锈母粒。
4.根据权利要求2所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯蜡、棕榈蜡中的一种或两种混合；所述的偶联剂为硅烷偶联剂，所述阻燃母粒为卤系PE阻燃母粒，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合。
5.根据权利要求4所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述的硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求4所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂与所述亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：0.5-2；
所述的受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种混合，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
7.根据权利要求2所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的一种或多种混合。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜，其特征在于，所述抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层的厚度为30μm～40μm，所述热收缩膜的厚度为150μm～250μm。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)按照所述热收缩膜各层的原料比例，向各自的挤出机料斗中加入相应的原料，经过挤出机和模头共挤出吹膜形成每一层的膜泡；
(2)将每一层的膜泡按照抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层从内向外的顺序层叠后，进行夹取牵引自粘合形成薄膜，相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照15°-60°的角度进行层叠；
(3)自粘合形成的薄膜进行加热和拉伸、退火、冷却、收卷，得到所需厚度规模的热收缩膜。
10.根据权利要求9所述的一种多层叠加的可降解阻燃防锈热收缩膜的制备方法，其特征在于，所述挤出机设定的温度为200-250℃；进行加热和拉伸的温度为90-120℃；退火温度为95-100℃，冷却温度为30-40℃；
所述抗拉层、防锈层、内热收缩层、阻燃隔热层、外热收缩层和抗紫外线层中，每相邻两层膜泡之间在牵引方向上按照45°的角度进行层叠。
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