一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物及一种低温热封PE膜制造技术

本发明专利技术公开了一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物及一种低温热封PE膜，所述用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物由如下质量百分比的原料制备而成：热塑性弹性体30%~55%，达玛树脂15%~30%，丙烯酸酯单体28%~50%，油溶性引发剂0.2%~1.0%；所述丙烯酸酯单体包括烷基丙烯酸酯单体、羟基丙烯酸酯单体和异氰酸酯丙烯酸乙酯；所述异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的3%~7%，所述羟基丙烯酸酯单体的‑OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的‑NCO的摩尔比大于等于1:1；所述达玛树脂的软化点小于等于95℃。本发明专利技术的互穿网络聚合物制备的低温热封PE膜具有起始热封温度低于100℃、热封强度高、摩擦系数低、无需添加爽滑剂、存放过程不粘连等优点，满足高速包装的市场需求。

An interpenetrating polymer network for low temperature heat sealing film and a low temperature heat sealing PE film

The invention discloses an interpenetrating network polymer for low-temperature heat-sealing film and a low-temperature heat-sealing PE film. The interpenetrating network polymer for low-temperature heat-sealing film is prepared from the following mass percent raw materials: thermoplastic elastomer 30%~55%, Dama resin 15%~30%, acrylate monomer 28%~50%, oil-soluble initiator. The acrylate monomer includes alkyl acrylate monomer, hydroxyl acrylate monomer and ethyl isocyanate acrylate, the ethyl isocyanate acrylate accounts for 3%~7% of the total mass of the acrylate monomer, and the molar ratio of the hydroxyl acrylate monomer to ethyl isocyanate acrylate is greater than equal. At 1:1; the softening point of the DMA resin is less than or equal to 95 degrees C. The low temperature heat sealing PE film prepared by the interpenetrating network polymer of the invention has the advantages of lower initial heat sealing temperature than 100 C, higher heat sealing strength, lower friction coefficient, no need to add a slippery agent and non-adhesion during storage, etc., and meets the market demand of high-speed packaging.

【技术实现步骤摘要】
一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物及一种低温热封PE膜
本专利技术涉及高分子化学与包装材料
，更具体地，涉及一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物及一种低温热封PE膜。
技术介绍
热封薄膜广泛应用于食品、药品、日用品等包装领域，现有包装薄膜起始热封温度高于110℃，大大限制了包装速度，为提高热封效率，要求起始热封温度越低越好。现有低温热封薄膜，其热封层材料主要为聚烯烃弹性体、烯烃的均聚物或共聚物等的混合物。由于聚烯烃弹性体的熔点低，其比例越高，热封温度越低，但用量过多会导致摩擦系数变高，自动包装时走膜不畅。在实际包装过程中，摩擦力既是拖动力又是阻力，一般控制摩擦系数在0.1~0.3范围内最佳。现有技术是通过在热封层中添加酰胺类爽滑剂来解决薄膜的摩擦系数过高的问题，但由于酰胺类爽滑剂分子量小，易迁移到薄膜表面，造成薄膜的热封强度降低，起始热封温度上升。因此，急需开发出起始热封温度低、热封强度高、摩擦系数低、无需添加爽滑剂的低温热封薄膜。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的起始热封温度高、热封强度不足、需要添加爽滑剂来降低摩擦系数的缺陷，提供一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物，提供的互穿网络聚合物用于低温热封薄膜的热封层时，制得的低温热封薄膜具有起始热封温度低、热封强度高、摩擦系数低、无需添加爽滑剂的优点，而且存放过程不粘连。本专利技术的另一目的在于提供上述用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物的制备方法。本专利技术的还一目的在于提供一种低温热封PE膜。本专利技术的还一目的在于提供上述低温热封PE膜在制备复合薄膜中的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物，由如下质量百分比的原料制备而成：热塑性弹性体30%~55%，达玛树脂15%~30%，丙烯酸酯单体28%~50%，油溶性引发剂0.2%~1.0%；所述丙烯酸酯单体包括烷基丙烯酸酯单体、羟基丙烯酸酯单体和异氰酸酯丙烯酸乙酯；所述异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的3%~7%，所述羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比大于等于1:1；所述达玛树脂的软化点小于等于95℃。在热塑性弹性体和达玛树脂的存在下进行丙烯酸酯的共聚与交联，形成半互穿网络聚合物，当溶剂挥发并降至室温后，热塑性弹性体通过链间作用力形成物理交联点，从而形成互穿网络结构，达玛树脂包埋于网状结构内部。互穿网络结构中，热塑性弹性体依然具有常温时的橡胶弹性和高温时的可塑化性，可实现热封。常温时，互穿网络结构可降低热封层的摩擦系数，并提供良好的力学性能；薄膜热封时，热塑性弹性体的物理交联点破坏，分子链间相互缠绕，从而提供粘结强度。热塑性弹性体能够降低热封层的起始热封温度，但是会增加摩擦系数；而引入丙烯酸酯交联网从而形成的互穿网络结构可有效降低热封层的摩擦系数，但是丙烯酸酯聚合物的使用量和交联度会影响热封层的起始热封温度以及热封强度。羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO反应形成氨基甲酸酯，使丙烯酸酯交联。如果羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比小于1:1，聚合物中会残留-NCO，聚合物中残留的-NCO会与空气中的水分反应产生二氧化碳气体，用于制备热封薄膜会导致膜内产生缺陷，力学性能下降。因此，羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比大于等于1:1。所以，丙烯酸酯聚合物的交联度与异氰酸酯丙烯酸乙酯的使用量有关，如果异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的百分比小于3%，则交联度不够，互穿网络聚合物制备的低温热封薄膜的热封层的摩擦系数仍较大；如果异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的百分比大于7%，则交联程度过高，虽然摩擦系数较低，但是会导致起始热封温度上升，热封强度下降。达玛树脂的使用可增大热封层对被粘物的润湿性和初粘力。达玛树脂的软化点需要小于等于95℃，若达玛树脂的软化点过高，会导致互穿网络聚合物制得的低温热封薄膜的起始热封温度升高。当达玛树脂用量超过30%时，继续增大用量对热封温度和强度的影响不大，用量过多反而造成加工过程中出现粘辊现象，且达玛树脂价格较高，用量过多会导致成本上升。且达玛树脂本身较硬、脆，增大用量会使薄膜韧性下降。综上，专利技术人通过大量研究发现，在热塑性弹性体和达玛树脂的存在下进行丙烯酸酯的共聚与交联，并控制各原料的配比，最终制得互穿网络聚合物，该互穿网络聚合物用于制备低温热封薄膜的热封层时，制得的低温热封薄膜具有起始热封温度低、热封强度高、摩擦系数低、无需添加爽滑剂的优点，而且存放过程不粘连。优选地，所述羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比为1~1.3:1。当羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比大于等于1:1时，羟基丙烯酸酯单体的-OH过量，使得异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO尽可能地被-OH完全消耗。但是，羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比大于1.3:1时，制得的互穿网络聚合物中羟基过多，制得的互穿网络聚合物用于制备低温热封PE膜时，低温热封PE膜的拉伸强度和断裂伸长率均有所下降。优选地，所述达玛树脂的软化点为70~95℃。优选地，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种。优选地，所述烷基丙烯酸酯单体满足下面的化学式1：化学式1其中，R1表示氢，或甲基；R2表示具有1~8个碳原子的具有直链结构、支链结构或环状结构的烷基。优选地，所述烷基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种或几种。优选地，所述羟基丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。优选地，所述油溶性引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。上述互穿网络聚合物的制备方法也在本专利技术的保护范围之内，所述制备方法包括如下步骤：S1.制备热塑性弹性体、油性溶剂、达玛树脂和丙烯酸酯单体的混合溶液，升温至80~100℃；S2.恒温90~120℃，往S2.的混合溶液中加入油溶性引发剂反应2~4h，反应完成后去除油性溶剂，制备得到互穿网络聚合物。优选地，所述油性溶剂为甲苯或二甲苯。本专利技术还保护一种低温热封PE膜，包括电晕层、芯层和热封层，所述热封层由如下质量百分比的原料组成：上述互穿网络聚合物30%~50%、低密度聚乙烯45%~65%、增塑剂3%~8%、抗氧剂0.1%~1%。所述低温热封PE膜可以采用多层共挤吹膜法制备得到。将上述互穿网络聚合物按上述特定配比加入到低密度聚乙烯中，并加入增塑剂和抗氧剂，通过多层共挤吹膜法制备得到低温热封PE膜，制得的低温热封PE膜具有起始热封温度低于100℃、热封强度高、摩擦系数低、无需添加爽滑剂、存放过程不粘连等优点，满足高速包装的市场需求。优选地，所述低温热封PE膜中热封层的质量百分比为10%~20%。优选地，所述电晕层由线性低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯组成。优选地，所述低温热封PE膜中电晕层的质量百分比为10%~25%。优选地，所述芯层由低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物，其特征在于，由如下质量百分比的原料制备而成：热塑性弹性体30%~55%，达玛树脂15%~30%，丙烯酸酯单体28%~50%，油溶性引发剂0.2%~1.0%；所述丙烯酸酯单体包括烷基丙烯酸酯单体、羟基丙烯酸酯单体和异氰酸酯丙烯酸乙酯；所述异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的3%~7%，所述羟基丙烯酸酯单体的‑OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的‑NCO的摩尔比大于等于1:1；所述达玛树脂的软化点小于等于95℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于低温热封薄膜的互穿网络聚合物，其特征在于，由如下质量百分比的原料制备而成：热塑性弹性体30%~55%，达玛树脂15%~30%，丙烯酸酯单体28%~50%，油溶性引发剂0.2%~1.0%；所述丙烯酸酯单体包括烷基丙烯酸酯单体、羟基丙烯酸酯单体和异氰酸酯丙烯酸乙酯；所述异氰酸酯丙烯酸乙酯占丙烯酸酯单体总质量的3%~7%，所述羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比大于等于1:1；所述达玛树脂的软化点小于等于95℃。2.根据权利要求1所述的互穿网络聚合物，其特征在于，所述羟基丙烯酸酯单体的-OH与异氰酸酯丙烯酸乙酯的-NCO的摩尔比为1~1.3:1。3.根据权利要求1或2所述的互穿网络聚合物，其特征在于，所述达玛树脂的软化点为70~95℃。4.根据权利要求1所述的互穿网络聚合物，其特征在于，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的互穿网络聚合物，其特征在于，所述烷基丙烯酸酯单体满足下面的化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：何磊，刘长来，殷杰，肖达茂，
申请(专利权)人：佛山市南方包装有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44