一种双向PE拉伸膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于聚乙烯薄膜材料，具体涉及一种双向pe拉伸膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚乙烯薄膜(pe薄膜)是一种广泛使用的塑料薄膜，由聚乙烯树脂制成，具有良好的防潮性、耐化学性、绝缘性和耐油性。聚乙烯薄膜根据密度不同，可以分为低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)等多种类型，每种类型都有其独特的性能特点。ldpe薄膜透明度好，柔软且易于热封，而hdpe薄膜则具有更高的机械强度和耐热性。聚乙烯薄膜因其轻便、透明、柔韧、耐磨、耐腐蚀等优点，在包装行业中有着广泛的应用。它可以用于食品、药品、化妆品、日用品等各种产品的包装，保护产品不受外界污染和氧化，延长产品的保质期。此外，聚乙烯薄膜还可以用于农业覆盖、建筑防水等领域。

2、双向拉伸是一种应用广泛的取向加工方法，通过在纵向和横向两个方向上对薄膜进行拉伸，可以显著改善材料的力学性能、光学性能、耐热性能和气体阻隔性等。双向拉伸聚乙烯(bope)膜是近年来薄膜行业新兴的一种新型包装材料，具有许多优异的性能，使其成为软包装领域主要的一类聚烯烃薄膜材料。

3、双向拉伸聚乙烯(bope)膜虽然具有许多优异的性能，但仍存在一些缺点，如力学性能的局限性、耐磨性和耐刮擦性差、阻隔性能不足、热封性能不佳、加工复杂性以及环境适应性差等。因此，需要提供一种具有优异的耐磨损性和耐拉性等力学性能的双向pe拉伸膜。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种双向pe拉伸膜及其制备方法和应用。

2、本发明的技术方案是：

3、一种双向pe拉伸膜，由外层、中层和内层组成：

4、所述外层为tpu膜，包括tpu颗粒70～80份，紫外吸收剂0.2～0.4份，抗氧剂0.1～0.3份；

5、所述中层为哑光pe膜，包括低密度聚乙烯40～60份，线性低密度聚乙烯20～30份，茂金属聚乙烯10～15份，复合助剂2～6份，聚邻苯二甲酰胺1～3份，分散剂0.3～0.5份，抗氧剂0.2～0.5份；

6、所述内层为乳白pe膜，包括低密度聚乙烯60～70份，高密度聚乙烯20～25份，钛白粉1～5份。

7、进一步地，所述外层为tpu膜，包括tpu颗粒75份，紫外吸收剂0.3份，抗氧剂0.2份；

8、所述中层为哑光pe膜，包括低密度聚乙烯50份，线性低密度聚乙烯25份，茂金属聚乙烯12份，复合助剂4份，聚邻苯二甲酰胺2份，分散剂0.4份，抗氧剂0.3份；

9、所述内层为乳白pe膜，包括低密度聚乙烯65份，高密度聚乙烯22份，钛白粉3份。

10、进一步地，所述中层哑光pe膜中的复合助剂由改性滑石粉和聚四氟乙烯微粉按重量比2～4:1组成，优选为3:1。

11、进一步地，所述中层哑光pe膜复合助剂中的改性滑石粉的制备方法，包括如下步骤：

12、s1、取纳米滑石粉溶解于乙醇溶液中使用磁力搅拌器搅拌分散，得到纳米滑石粉分散液备用；

13、s2、取复合改性剂搅拌溶解于无水乙醇中，进行水浴加热搅拌，得到复合改性剂溶液备用；

14、s3、将步骤s2所得的复合改性剂溶液缓慢倒入步骤s1所得的纳米滑石粉分散液中，加热搅拌反应，接着洗涤干燥，即得。

15、进一步地，所述步骤s1中的乙醇溶液的浓度为75％，所述纳米滑石粉和乙醇溶液添加量的质量体积比为12～15g:100ml。

16、进一步地，所述步骤s2中复合改性剂溶液的质量浓度为1.5～2.5％；所述步骤s2中复合改性剂的添加量为纳米滑石粉重量的5～8％，所述的复合改性剂由肉豆蔻酸钠和硅烷偶联剂kh-570按重量比2～3:1组成，优选为2.5:1。

17、进一步地，所述步骤s2中水浴加热的温度为40～50℃，搅拌的时间为20～30min，搅拌速度为500～800r/min。

18、进一步地，所述步骤s3中加热温度为60～90℃，搅拌反应2～3h，搅拌速度为2000～2500r/min，用无水乙醇洗涤2～3次，并将洗涤后的改性滑石粉在100℃下干燥2h。

19、进一步地，所述中层哑光pe膜中的分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸甲酯按重量比组成1～3:1，优选为2:1。

20、进一步地，所述外层tpu膜中的紫外吸收剂为紫外线吸收剂uv-326和紫外线吸收剂uv-24中的一种。

21、进一步地，所述外层和中层的抗氧剂为抗氧剂168，抗氧剂1076，抗氧剂330中的一种。

22、本发明还提供了一种双向pe拉伸膜的制备方法，包括如下步骤：

23、(1)分别将外层、中层和内层的原料加入高速加热混合机中，高速混匀，分别得外层、中层、内层混合料；

24、(2)分别将步骤(1)所得的外层、中层、内层混合料经双螺杆挤出机挤出后经冷却辊冷却成凝胶片，挤出机温度为200～220℃，冷却辊温度为30～40℃；

25、(3)将步骤(2)所得的凝胶片在双向拉伸机中预热后，进行分步拉伸，先进性纵向拉伸，在进行横向拉伸，并在拉伸完成后，进行热定型处理；

26、(4)接着将中层哑光pe膜经过印刷，双电晕处理后，采用刮刀涂布机将聚氨酯胶粘剂均匀涂布在外层膜和中层膜的一侧，然后将三层膜对齐并通过聚氨酯胶粘剂进行复合固化，即得。

27、进一步地，所述步骤(1)中的加热混合机中的温度为80～90℃，转速为1500～2000r/min，搅拌时间为20～30min。

28、进一步地，所述步骤(2)中挤出机的温度为200～220℃，冷却辊温度为30～40℃；

29、进一步地，所述步骤(3)中双向拉伸机中的预热温度为120～150℃，所述的横向拉伸和纵向拉伸的拉伸温度为100～130℃，拉伸倍率为2～4倍，拉伸速度为60～100m/min，拉伸完成后，于120～140℃下进行热定型处理，热定型时间为30～60s。

30、进一步地，所述步骤(4)中的电晕处理功率密度为30w/m2，处理速度为300m/min，

31、进一步地，所述步骤(4)中聚氨酯胶粘剂的上胶量为1.8～2.2g/m3。

32、进一步地，所述步骤(4)中采用刮刀涂布机将聚氨酯胶粘剂均匀涂布在外层膜和中层膜的一侧，然后将三层膜对齐，通过压辊通过压辊进行复合，复合压力为10～30kg/cm2，然后在温度为30～40℃下固化24～48h，即得。

33、进一步地，所述的外层tpu膜的厚度为2丝，所述中层哑光pe膜的厚度为3丝，所述内层乳白pe膜的厚度为2丝。

34、本发明提供的一种双向pe拉伸膜，以外层tpu膜，中层和内层的聚乙烯膜为基础原料，将制得的三层膜通过胶粘剂复合而成，其中，中层的哑光pe膜通过复配不同比例的聚乙烯材料，如低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯等，能够提高pe膜的拉伸强度和断裂伸长率，提高制得的pe膜的耐环境应力开裂性能。

35、添加的由改性滑石粉和聚四氟乙烯微粉组成的复合助剂，其中，通过对改性滑石粉采用由肉豆蔻酸钠和硅烷偶联剂kh-570组成的复合改性剂进行改性，并严格控制各步骤条件参数，制得的改性滑石粉可以增强滑石粉与pe基体之间的界面结合力和相容性，改性后的滑石粉能够更好的分散在pe基体中，并提供额外的支撑点，能够有效提高pe膜的机械性能包括拉伸强度、撕裂强度等，以及提高阻隔性能，例如有效提高氧气阻隔性能，降低水蒸气透过量等，当本发明通过合理配比中制得的改性滑石粉与聚四氟乙烯微粉，二者协同作用，可以在保持pe膜良好机械性能的同时，提高其加工性能、耐磨性和耐穿刺力。并且还添加了由聚乙烯蜡、硬脂酸甲酯组成的分散剂，能够在生产过程中帮助其他添加剂均匀分散在pe基质中，避免结块或沉淀，从而确保薄膜具有更好的性能一致性。

36、进一步地，本发明中还通过对改性步骤的条件参数(如温度、时间等)进行精确控制，可以确保改性效果的最佳化，从而使复合助剂在最终产品中发挥最大的效能。

37、与现有技术相比，本发明提供的双向pe拉伸膜及其制备方法具有以下优势：

38、本发明制得的一种双向pe拉伸膜通过改进原材料和优化工艺流程有效提高了制得的双向pe拉伸膜的拉伸强度、断裂伸长率的耐穿刺力，并且还具备优良的加工性能和阻隔性能，可以应用于儿童爬行垫表面保护膜、epe、xpe拼接垫保护膜、瑜伽垫保护膜、包含所有地垫的保护膜。