一种纳米改性聚乙烯软包装材料制造技术

本发明专利技术提供一种食品包装用聚烯烃的加工助剂组合物，该加工助剂组合物为纳米二氧化硅与乙烯－醋酸乙烯酯共聚物的混合物，其中，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的１～２０％，而所述乙烯－醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的８０～９９％。还提供了一种利用该加工助剂组合物改性的聚乙烯软包装材料。结果表明，聚乙烯软包装材料经过纳米助剂组合物改性后在其韧性得到较大程度提高的同时，材料的极性也得到较好的改善，改性后的聚乙烯对甲苯、乙酸乙酯的吸附大幅度降低，薄膜的摩擦系数也得到较大程度的下降。说明聚乙烯经过纳米改性后其作为软包装材料的使用性能得到较大的改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种食品软包装用聚烯烃的加工助剂组合物以及经改性的聚烯烃食 品软包装材料，更具体而言，本申请涉及包含纳米二氧化硅的食品软包装用聚烯烃的加 工助剂组合物以及经纳米改性的食品软包装用聚烯烃材料，尤其是聚乙烯材料。
技术介绍
众所周知，塑料包装具有质轻、柔软、废料少，占有空间小，成本低和成本有 效性高的特点，所以包装材料已经成为塑料消费构成中用量最大的一部分。以塑料工业 最发达的美国、日本和德国为例，包装用塑料占塑料总消费的份额分别为27.2%、32.8% 和27.2%，即使在我国，塑料包装材料也占塑料消费比例的25%左右。我国软包装材料在近十年来有了很大的发展。但在软包装原料的品质上存在严 重的不足。在我国的软包装材料中，聚乙烯用量最大，约占40%以上，并且在聚乙烯 类薄膜中，低密度聚乙烯(LDPE)、或其与线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)共混的PE树脂占很大的比例。低密度聚乙烯(LDPE)具有良好的柔韧性、透 明、无毒、无嗅、耐水性、防潮性、热封性、耐低温性，还具有抗冲击强度大、化学性 质稳定的特点，并且价格便宜，因此LDPE被广泛用作食品软包装材料。由于LDPE的分子中具有较多的支链(支化度较大)，分子排列不紧密，结晶度 较低，密度也小，这样就使得LDPE在具有较好的柔韧性、透明性、耐环境应力开裂等 优点的同时，也具有抗张强度低、热稳定性差等缺点。LDPE薄膜在作为包装材料使用过 程中，主要存在以下几个方面的问题(1)抗张强度低(杨氏模量小、拉伸屈服应力低)，伸缩率大，套印调准困难。(2)由于LDPE的耐热性差，用其制备的复合薄膜，在较高温度下(蒸煮消毒过 程中，或印刷设备的烘道中)容易发生变形。(3)薄膜的摩擦系数太高，不能满足自动灌装生产线的要求，为了降低薄膜的摩 擦系数，常常加入爽滑剂。而加入爽滑剂又会引起油墨附着牢度下降、复合膜的粘结强 度下降等问题。另外如果爽滑剂过量渗出还会使自动灌装生产线的生产速度下降。因 此，爽滑剂的用量很难控制。(4)耐油性不好，需与其它薄膜复合，且作为热封层时需增加LDPE的厚度。(5)易产生静电，极易引爆车间内挥发的有机溶剂。(6)对气体的阻隔性差，需与其它薄膜复合才能具有较高的气体阻隔性。(7)表面极性低，对油墨的粘附性能差。目前的解决方法为印刷前进行表面处理 (如电晕处理等)以增加极性基团数量，但电晕处理后存在时效性的限制(一般在15天左 右)。(8)极易吸附粘结剂及油墨中的有机溶剂，造成软包装中溶剂残留指标超标。在包装材料应用领域，LDPE薄膜存在的上述问题一直没有得到很好的解决，它 们已经严重地影响到产品包装质量，造成废品率高，自动罐装生产线不能满负荷运转，操作工人的安全不能得到保证，对食品质量也造成严重威胁，引起食品安全问题。因此，对于现有的LDPE原料进行改性，使其适合作为软包装材料，尤其是食 品软包装材料，是一个迫在眉睫的任务。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术一个方面提供了一种食品软包装用聚烯烃的加工助 剂组合物，该加工助剂组合物为纳米二氧化硅与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物，其 中，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的1 20%，而所述乙烯-醋 酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的80 99%。优选地，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的3 18%， 而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的82 97%。更优选地，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的5 15%,而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的85 95%。更优选地，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的5 10%,而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的90 95%。更优选地，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的12 15%,而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的85 88%。优选地，所述聚烯烃选自低密度聚乙烯LDPE树脂或聚丙烯树脂。更优选地，所述聚烯烃为低密度聚乙烯LDPE树脂。另一方面，本专利技术提供了一种经改性的食品包装用聚烯烃，包括100重量份的 聚烯烃树脂和0.5 5重量份的上述聚烯烃的加工助剂组合物。优选地，该食品包装用聚烯烃包括100重量份的聚烯烃树脂和1 4重量份的上 述聚烯烃的加工助剂组合物。更优选地，该食品包装用聚烯烃包括100重量份的聚烯烃树脂和1 3重量份的 上述聚烯烃的加工助剂组合物。优选地，该食品包装用聚烯烃中所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯LDPE树脂或 聚丙烯树脂。更优选，所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯LDPE树脂。优选地，该食品包装用聚烯烃，进一步包括选自以下一种或多种的助剂抗氧 剂、润滑剂、增塑剂。更优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010和/或抗氧剂168，所述润滑剂选自硬脂 酸锌和/或硬脂酸钙润滑剂，所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。进一步优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌润滑剂。又一方面，本专利技术还提供了改性的食品包装用聚烯烃材料通过使用上述聚烯烃 的加工助剂对聚烯烃树脂进行改性而制备。优选地，该食品包装用聚烯烃材料，其中上述聚烯烃的加工助剂组合物的质量为所述聚烯烃树脂质量的0.5 5%。优选地，所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯LDPE树脂或聚丙烯PP树脂。更优选地，所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯LDPE树脂。更优选地，上述聚烯烃的加工助剂组合物的质量为所述聚烯烃树脂质量的1 4%。更优选地，上述聚烯烃的加工助剂组合物的质量为所述聚烯烃树脂质量的1 3 % O再一方面，本专利技术还提供了上述聚烯烃的加工助剂在聚烯烃改性中的应用。优选地，提供了上述聚烯烃的加工助剂在食品包装用聚烯烃改性中的应用。进一步优选地，提供了上述聚烯烃的加工助剂在食品软包装用聚烯烃改性中的 应用。优选地，所述聚烯烃为低密度聚乙烯LDPE或聚丙烯PP。更优选地，所述聚烯烃为低密度聚乙烯LDPE树脂。利用一种上述的包含纳米二氧化硅改性剂的食品软包装用聚烯烃的加工助剂组 合物对聚烯烃树脂，如LDPE树脂或PP树脂，尤其是对LDPE树脂进行改性，使得改性 后的LDPE树脂或PP树脂，尤其是LDPE树脂，具有良好的印刷适性、机械性能、复合 性能、抗静电性能、食品安全性能，因此本专利技术提出的利用纳米二氧化硅改性的聚烯烃 (尤其是改性低密度聚乙烯)软包装材料的工艺具有“一剂多用”的效果，在国内还未见 报道，具有创新性。技术特点由于LDPE的分子中具有较多的长支链(即支化度较大)，使的分子排列不紧 密，结晶度较低，密度也较小，这样就使得LDPE结晶度较聚丙烯(PP)低，具有较好的 韧性、透明性、耐环境应力开裂等优点，但同时也使其具有抗张强度低、易变形、套印 不准的缺点。如果能够通过纳米改性使得LDPE的杨氏模量和拉伸屈服应力提高，上面的问 题就可以得到较好的解决。目前，在国内外有关LDPE的改性报道中，一般都添加HDPE 或LLDPE以增加LDPE的杨氏模量和拉伸屈服应力，而只添加纳米改性剂的改性效果则很差。本专利技术提供了一种新的包含纳米二氧化硅的包装用聚烯烃的加工助剂组合物， 该加工助剂组合物为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种食品包装用聚烯烃的加工助剂组合物，该加工助剂组合物为纳米二氧化硅与乙烯－醋酸乙烯酯共聚物的混合物，其中，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合物总质量的１～２０％，而所述乙烯－醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质量的８０～９９％。

【技术特征摘要】
1.一种食品包装用聚烯烃的加工助剂组合物，该加工助剂组合物为纳米二氧化硅与 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物，其中，所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组 合物总质量的1 20%，而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总 质量的80 99%。2.根据权利要求1所述的聚烯烃的加工助剂组合物，其中，所述纳米二氧化硅的质量 占所述加工助剂组合物总质量的3 18%，而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述 加工助剂组合物总质量的82 97%，优选所述纳米二氧化硅的质量占所述加工助剂组合 物总质量的5 15%，而所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述加工助剂组合物总质 量的85 95%，所述聚烯烃优先选自低密度聚乙烯LDPE树脂或聚丙烯树脂，更优选为 低密度聚乙烯LDPE树脂。3.一种经改性的食品包装用聚烯烃，包括100重量份的聚烯烃树脂和0.5 5重量份 的权利要求1 2任一项所述的聚烯烃的加工助剂组合物。4.根据权利要求3所述的食品包装用聚烯烃，包括100重量份的聚烯烃树脂和1 4 重量份的权利要求1 2任一项所述的聚烯烃的加工助剂组合物，优选地包括100重量份 的聚烯烃树脂和1 3重量份的权利要求1 2任一项所述的聚烯烃的加工助剂组合物。5.根据权利要求3或4所述的食品包装用聚烯烃，其中所述聚烯烃树脂为低密度聚乙 烯LDPE树...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文才，李东立，付亚波，刘全校，罗世永，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]