[发明专利]高速自动包装机用BOPLA热收缩型薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包装薄膜制备技术领域，特别是一种高速自动包装机用BOPLA热收缩型薄膜及其制备方法。

背景技术

随着科技的不断发展，高分子薄膜材料在人类生活、工作中得到广泛应用，特别是包装材料领域。但是，现在使用的绝大多数高分子薄膜材料在自然环境中都难以降解，大量废弃的高分子薄膜材料会造成严重的白色污染。而当今世界经济不断发展，节约资源、保护环境成为实施可持续发展的重要手段，对人体和环境无害的绿色产品亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。

聚乳酸(PLA)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，也称为聚丙交酯，是近些年崛起的一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中，30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO₂和H₂O，随后在太阳光合作用下，又成为淀粉的起始原料，不会对环境产生污染。并且其拥有良好的光泽性、透明度及延展度，已被应用于食品包装、医疗卫生、家电外壳、汽车配件、服装纤维等广泛领域。

在包装方面，用聚乳酸制成的薄膜与普通包装薄膜相比，具有以下性能优势：①完全折叠性和缠结保持力，取向性的PLA薄膜具有和玻璃纸膜、金属膜片等相媲美的完全折叠性和缠结保持力，即可以弄皱或折叠，这些是普通塑料膜不具备的；②高的光泽度和透明度，PLA的高透明性和光泽度可以和玻璃纸以及PET相比，是普通PP薄膜的2～3倍，LDPE薄膜的10倍；③良好的阻隔性和印刷性能，乳酸的基本重复单元使得PLA是一种内在极性的材料，这种高的极性导致聚乳酸具有高的表面能，从而产生良好的印刷性能，此外它还能够阻止脂肪族分子的透过，具有很好的抗油性；④低温热封性能，无定形聚乳酸薄膜的热封温度和EVA(15％)相同，都在80～85℃之间。

然而，随着科技的不断进步，高效、节能成为人们日益关注的重点，高速包装成为包装行业发展的必然趋势。高速包装用薄膜需要满足以下性能要求：①走机顺畅，即摩擦系数低，且耐磨性、防擦伤性能好；②热封强度高，低起封温度或宽热封温度范围；③热收缩性好；④挺度好，折叠稳固性优异。但是聚乳酸玻璃化温度较高，常温下使用性脆，且热稳定性差，难以满足高速包装用薄膜的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种高速自动包装机用BOPLA热收缩型薄膜及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种高速自动包装机用BOPLA热收缩型薄膜，包括以下组分：高分子量聚乳酸树脂、低分子量聚乳酸树脂、纳米级无机填料、硅烷偶联剂，按照质量比计，高分子量聚乳酸树脂：低分子量聚乳酸树脂＝(1～20)：1，纳米级无机填料为总聚乳酸树脂用量的0.6～1.2％，硅烷偶联剂为纳米级无机填料用量的0.1～2％。

进一步地，高分子量聚乳酸树脂的重均分子量为10～15万，分子量散性为1～2，密度为1.20～1.25g/cc，峰值熔融温度155～170℃。

进一步地，低分子量聚乳酸树脂的重均分子量约为1～5万，分子量散性为2～3，密度为1.20～1.25g/cc，峰值熔融温度145～160℃。

进一步地，纳米级无机填料为纳米级二氧化硅或纳米级碳酸钙，粒径范围为1～100nm。

进一步地，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。

高速自动包装机用BOPLA热收缩型薄膜的制备方法，是将高分子量聚乳酸树脂、低分子量聚乳酸树脂、纳米级无机填料、硅烷偶联剂按所述的含量混合均匀，熔融共混，流延压片，双向拉伸法制得BOPLA热收缩型薄膜。具体步骤如下：

(1)物料准备

准备聚乳酸树脂、纳米级无机填料、硅烷偶联剂，其中，按照质量比计，高分子量聚乳酸树脂与低分子量聚乳酸树脂的比例为(1～20)：1，纳米级无机填料为总聚乳酸树脂用量的0.6～1.2％，硅烷偶联剂为无机填料用量的0.1～2％。

(2)母料制备

将纳米级无机填料放入固体搅拌机中，将硅烷偶联剂溶液喷洒在无机填料上，高速搅拌30分钟，随后将其在120℃的温度下烘干2h。将聚乳酸树脂、处理好的纳米级无机填料经混料机搅拌均匀，随后混合物料经双螺杆挤出机挤出造粒，其中挤出机温度在200～220℃之间。

(3)原料预处理

将步骤(2)制得的母料置于真空转鼓干燥系统中干燥除水，干燥温度120～140℃，干燥时间4～6h。

(4)流延铸片