本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種多層共擠雙向拉伸薄膜及其制備方法和應用。

背景技術：

1、在塑料軟包裝材料中，食品包裝是其最大的應用市場，隨著消費水平的提高，對食品包裝的要求也越來越苛刻，這促使了高阻隔多功能性包裝薄膜材料的發(fā)展。在通常意義上，包裝薄膜制品的結構取決于包裝對薄膜的功能需求，對于食品包裝，包裝材料一般須有較好的氧氣、水蒸氣阻隔能力，良好的熱封性能，一定的殺菌耐熱性能，較強的力學性能，良好的印刷性能和光學性能。pet聚酯由于其優(yōu)異的綜合性能，常常作為多層復合薄膜的材料之一使用。

2、傳統(tǒng)的食品包裝用pet復合薄膜常用的有pet/vmpet/lldpe結構或pet/vmcpp等結構，需分別單獨制備一種原料薄膜后，再用膠粘劑粘結，該多層復合薄膜在生產(chǎn)過程中所用膠粘劑、溶劑的揮發(fā)，易造成環(huán)境污染。

3、以多層共擠出的加工方式制備薄膜時，多層薄膜一次擠出成型，工藝簡單，節(jié)省能源，生產(chǎn)效率高，成本低，環(huán)保，避免層與層之間使用粘合劑，不存在殘留溶劑問題，薄膜無異味，適合于食品和醫(yī)療器械包裝。但pet聚酯與pp等聚烯烴材料在熔點、拉伸倍率等性能上差距較大，難以通過熔融共擠出的加工形式一次成膜。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多層共擠雙向拉伸薄膜及制備方法和應用，以pet和pp兩層共擠經(jīng)雙向拉伸成膜。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種多層共擠雙向拉伸薄膜，所述的雙向拉伸薄膜為ab結構，a層為高延展pet層，b層為pp層，該材料的斷裂伸長md為170-200％，td為68-80％；拉伸強度md為220-280mpa，td為300-330mpa。

4、本發(fā)明技術方案中：所述的高延展性pet共聚酯的熔點在177-231℃之間；所述的高延展性pet共聚酯橫向拉伸最大倍率為7.2-8.6倍(測試條件：共聚酯切片經(jīng)干燥、擠出制成150μm厚片，放置一天后在拉伸試驗機上進行單向拉伸，厚片的拉伸條件為預熱溫度140℃，預熱時間20s)。

5、本發(fā)明技術方案中：所述的高延展性pet以對苯二甲酸、間苯二甲酸、聚脂肪族二元酸乙二醇酯和乙二醇為原料，采用直接酯化-熔融縮聚法生產(chǎn)聚酯原料。

6、在一些優(yōu)選的技術方案中：原料中對苯二甲酸、間苯二甲酸、脂肪族二元酸乙二醇酯的質量總和為100％，原料中對苯二甲酸、間苯二甲酸、脂肪族二元酸乙二醇酯的質量總和為100％，則對苯二甲酸、間苯二甲酸和聚脂肪族二元酸乙二醇酯的質量比為80～85：5～15：5～15。

7、在一些優(yōu)選的技術方案中：二元醇和二元酸的摩爾比為1～1.5：1，所述的二元醇為乙二醇，所述的二元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸。

8、在一些優(yōu)選的技術方案中：所述的聚脂肪族二元酸乙二醇酯可以是聚丙二酸乙二醇酯(pep)、聚丁二酸乙二醇酯(peb)、聚戊二酸乙二醇酯(peg)、聚己二酸乙二醇酯(pea)、聚辛二酸乙二醇酯(pes)等中的一種或幾種。

9、本發(fā)明技術方案中：a層的pet層和b層的pp層的厚度比為1～10：1～10。

10、本發(fā)明技術方案中：直接酯化-熔融縮聚法中所用的催化劑為乙二醇銻，銻原子占總聚酯質量的100～300ppm，酯化反應的溫度為250～260℃，縮聚反應的溫度為280～285℃，縮聚反應的壓力為絕對壓力100pa以下。

11、一種上述多層共擠雙向拉伸薄膜的制備方法，a層和b層通過串聯(lián)螺桿擠出機熔融擠出，兩層原料通過配有共擠配適器的共擠模頭，靜電貼附在冷鼓上鑄片；擠出后得到的厚片依次經(jīng)過縱向拉伸3-5倍，橫拉拉伸6-8倍，熱定型、松弛、牽引、收卷制成厚度為20～30μm的多層共擠雙向拉伸薄膜。

12、本發(fā)明技術方案中：a層為高延展pet層，具備與bopp相近的加工溫度，起外層印刷的作用。b層為pp層，起到熱封的作用。

13、制得多層共擠雙向拉伸薄膜后在bopp層可進行鍍鋁處理，使薄膜具有一定阻隔性，以滿足食品包裝要求。

14、非常規(guī)測試方法：

15、所述的高延展性pet最大拉伸倍率通過拉伸試驗機進行評價。將共聚酯切片經(jīng)干燥、擠出制成150μm厚片，放置一天后在拉伸試驗機上進行單向拉伸，厚片的拉伸條件為預熱溫度140℃，預熱時間20s，縱向拉伸4.0倍后橫向拉伸后仍不破膜的最大倍率為橫向最大拉伸倍率。

16、所述的多層共擠雙向拉伸薄膜成膜性通過拉伸試驗機進行評價。將多層共擠得到的連續(xù)厚片裁剪成10cm×10cm的厚片，通過拉伸試驗機在預熱溫度140℃下預熱20s，后經(jīng)過縱向拉伸4.0倍，橫向拉伸7.0倍后，在190℃下定型3s。10次雙向拉伸試驗中無破膜現(xiàn)象表示產(chǎn)品成膜性優(yōu)異，用○表示；破膜小于等于3次表示產(chǎn)品成膜性良好，用△表示；破膜大于3次或無法成膜表示產(chǎn)品成膜性差，用×表示。

17、發(fā)明的效果

18、本發(fā)明得到一種pet/pp多層共擠雙向拉伸薄膜，成膜性好，具有較好的物理機械性能，達到bopp的國家標準，且不包含傳統(tǒng)膠粘過程，減少了膠粘劑的使用，降低成本的同時，既有利于安全健康，也有利于環(huán)境保護。

19、本發(fā)明技術方案中：pta為對苯二甲酸，ipa為間苯二甲酸，pea為聚己二酸乙二醇酯，peb為聚丁二酸乙二醇酯，peg為聚戊二酸乙二醇酯。

技術特征：

1.一種多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：所述的雙向拉伸薄膜為ab結構，a層為高延展pet層，b層為pp層，該材料的斷裂伸長md為170-200％，td為68-80％；拉伸強度md為220-280mpa，td為300-330mpa。

2.根據(jù)權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：所述的高延展性pet共聚酯的熔點在177-231℃之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：所述的高延展性pet共聚酯橫向拉伸最大倍率為7.2-8.6倍。

4.根據(jù)權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：所述的高延展性pet以對苯二甲酸、間苯二甲酸、聚脂肪族二元酸乙二醇酯和乙二醇為原料，采用直接酯化-熔融縮聚法生產(chǎn)聚酯原料。

5.根據(jù)權利要求4所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：原料中對苯二甲酸、間苯二甲酸、脂肪族二元酸乙二醇酯的質量總和為100％，則對苯二甲酸、間苯二甲酸和聚脂肪族二元酸乙二醇酯的質量比為80～85：5～15：5～15。

6.根據(jù)權利要求4所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：二元醇和二元酸的摩爾比為1～1.5：1，所述的二元醇為乙二醇，所述的二元酸為對苯二甲酸和間苯二甲酸。

7.根據(jù)權利要求4所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：所述的聚脂肪族二元酸乙二醇酯可以是聚丙二酸乙二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚戊二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚庚二酸乙二醇酯、聚辛二酸乙二醇酯等中的一種或幾種。

8.根據(jù)權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜，其特征在于：a層的pet層和b層的pp層的厚度比為1～10：1～10。

9.一種權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜的制備方法，其特征在于：a層和b層通過串聯(lián)螺桿擠出機熔融擠出，兩層原料通過配有共擠配適器的共擠模頭，靜電貼附在冷鼓上鑄片；擠出后得到的厚片依次經(jīng)過縱向拉伸3-5倍，橫拉拉伸6-8倍，熱定型、松弛、牽引、收卷制成厚度為20～30μm的多層共擠雙向拉伸薄膜。

10.權利要求1所述的多層共擠雙向拉伸薄膜在食品包裝方面的應用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種多層共擠雙向拉伸薄膜及其制備方法和應用，屬于高分子材料領域，該薄膜為雙向拉伸薄膜為AB結構，A層為高延展PET層，B層為PP層，A層和B層通過串聯(lián)螺桿擠出機熔融擠出，兩層原料通過配有共擠配適器的共擠模頭，靜電貼附在冷鼓上鑄片。本發(fā)明得到一種PET/PP多層共擠雙向拉伸薄膜，成膜性好，具有較好的物理機械性能，達到BOPP的國家標準，且不包含傳統(tǒng)膠粘過程，減少了膠粘劑的使用，降低成本的同時，既有利于安全健康，也有利于環(huán)境保護。

技術研發(fā)人員：王樹霞,黃洛瑋,戴鈞明,司虎,郭穎,龔柳柳
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19