一种热收缩膜及利用该热收缩膜制成的包装材料

摘要

本发明公开了一种热收缩膜及利用该热收缩膜制成的包装材料，该热收缩膜由内层、中间层和外层组成，按重量百分比计，内层和外层均由50～70％的mLLDPE、10～15％的LLDPE、10～15％的UHMWPE、5～10％的乙烯‑丙烯共聚物和5～10％的乙烯‑α烯烃共聚物组成；mLLDPE、LLDPE的熔指均≤0.6g/10min，mLLDPE、LLDPE、UHMWPE的密度均≥0.930g/cm

说明书

技术领域

本发明涉及一种包装材料，具体涉及一种热收缩膜及利用该热收缩膜制成的包装材料。

背景技术

热收缩膜韧性好、抗撞击、抗撕裂性强、防潮、收缩率大，既能满足商品的透明展示等功能，又节约成本，成为替代纸盒包装的发展趋势，现已被广泛应用于食品、药品、消毒餐具、文体用品、工艺礼品、印刷品、五金塑料制品、电话机、电子电器等等各种产品的外包装，尤其是在不规则形体物品或商品的组合式(集束)包装方面更为适用。

公开号为CN 101049749 A的中国专利申请公开了一种高透明多层聚乙烯热收缩膜，该热收缩膜为三层结构，其中内层和外层均为包括mLLDPE(茂金属线型低密度聚乙烯)、LLDPE(线型低密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)和助剂组成的混合物，中间层为LDPE、LLDPE、HDPE(高密度聚乙烯)组成的混合物。其中，按质量分数计，内层和外层中，MLLDPE有2～4份，LDPE有3～5份，LLDPE有2～4份，助剂有0.1～0.5份；中间层中，LDPE有5～7份，LLDPE有1～3份，HDPE有1～3份。

现有的热收缩膜产家一般认为所采用的聚乙烯材料若熔融指数越低、密度越大，则制成的热收缩膜的雾度越大(透明度越低)、强度越大；热收缩膜的透明度和强度是不可兼得的。

同时，由于目前的产家基本优选考虑热收缩膜的强度，对热收缩膜的雾度和折光率要求则较低(雾度一般在30％以上，折光率在80％以下)，为了在保证热收缩膜强度的同时降低热收缩膜的雾度(即提高热收缩膜的透明度)，产家所使用的聚乙烯材料熔融指数要低但不能太低、密度要大但不能太大，基本上，所述选用的聚乙烯材料的熔融指数约为1g/10min、密度约为0.918g/cm³。

如何获得一种既具有高透明度又具有高强度的热收缩膜是当前研究的重点。

发明内容

本发明提供了一种热收缩膜，该热收缩膜兼具透明度和强度。

一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：50～70％的茂金属线型低密度聚乙烯(以下简称mLLDPE)，10～15％的线型低密度聚乙烯(以下简称LLDPE)，10～15％的超高分子量聚乙烯(以下简称UHMWPE)，5～10％的乙烯-丙烯共聚物，5～10％的乙烯-α烯烃共聚物；

所述茂金属线型低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯的熔融指数均小于等于0.6g/10min，所述茂金属线型低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯的密度均大于等于0.930g/cm³。

本发明创造性地采用熔融指数低、密度大的mLLDPE和LLDPE制备外层和内层，使得热收缩膜不仅保有了较大的抗拉强度，还兼具良好的透明度和折光率。同时，本发明将密度大于等于0.930g/cm³的UHMWPE与mLLDPE和LLDPE联用，三者协同作用能够进一步提高热收缩膜的抗拉强度和韧性。

本发明的热收缩膜中还含有乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物是不定型的弹性体，因此具有优良的透明度和韧性，适当添加乙烯-丙烯共聚物不仅能够降低LLDPE的用量，降低热收缩膜的生产成本；而且热收缩膜的韧性和透明度均得以大大提高，即便在零下40下℃也不会出现脆化现象。

本发明的热收缩膜中还含有乙烯-α烯烃共聚物，乙烯-α烯烃共聚物的加入能够提高热收缩膜的强度(如抗撕裂强度和抗冲击强度)，延长热收缩膜的使用寿命。

作为优选，所述乙烯-丙烯共聚物中，乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为50～70％，其中乙烯共聚单元的摩尔含量为20～30％。若乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量过高，热收缩膜的强度下降；若乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量过低，则热收缩膜的透明度和韧性不够。其中，若乙烯共聚单元的摩尔含量过高，热收缩膜的光泽性下降，折光率低；若乙烯共聚单元的摩尔含量过低，则乙烯-丙烯共聚物与其他组分的相融性变差，导致热收缩膜的均一性差，强度下降。

作为优选，所述乙烯-α烯烃共聚物是乙烯和含4～8个碳原子的α烯烃的共聚物。

作为进一步优选，所述乙烯-α烯烃共聚物是乙烯和己烯的共聚物或乙烯和辛烯的共聚物。使用己烯或辛烯与乙烯聚合的乙烯-α烯烃共聚物时，不仅热收缩膜的抗撕裂强度和抗冲击强度可以得到进一步提升，而且由于己烯或辛烯树脂具有较长的侧链，能够相应地提高热收缩膜的韧性。

作为进一步优选，所述乙烯-α烯烃共聚物的熔融指数均小于等于0.5g/10min，所述乙烯-α烯烃共聚物的密度均大于等于0.920g/cm³，分子量分布为4.5～7.2。

作为优选，按重量百分比计，所述中间层包括以下成分：30～40％的低密度聚乙烯，20～35％的高密度聚乙烯，10～20％的线型低密度聚乙烯，10～20％的茂金属线型低密度聚乙烯；

所述低密度聚乙烯的熔融指数小于等于0.3g/10min，所述线型低密度聚乙烯和茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数均小于等于0.6g/10min，所述茂金属线型低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的密度均大于等于0.930g/cm³。

本发明在常规中间层配方的基础上加入适量的mLLDPE有助于提高热收缩膜的抗拉强度。

作为进一步优选，按重量百分比计，所述中间层由以下成分组成：30～40％的低密度聚乙烯，20～30％的高密度聚乙烯，10～20％的茂金属线型低密度聚乙烯，10～15％的线型低密度聚乙烯，10～15％的超高分子量聚乙烯；

所述低密度聚乙烯的熔融指数小于等于0.3g/10min，所述线型低密度聚乙烯和茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数均小于等于0.6g/10min，所述茂金属线型低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯的密度均大于等于0.930g/cm³。

进一步在中间层中添加适量的UHMWPE后，UHMWPE与mLLDPE协同联用，能够进一步提高热收缩膜的抗拉强度和韧性。

最优选地，本发明的热收缩膜由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，所述内层和外层均由以下成分组成：65％的茂金属线型低密度聚乙烯，12％的线型低密度聚乙烯，11％的超高分子量聚乙烯，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-α烯烃共聚物；

所述中间层由以下成分组成：37％的低密度聚乙烯，26％的高密度聚乙烯，14％的茂金属线型低密度聚乙烯，13％的线型低密度聚乙烯，10％的超高分子量聚乙烯；

所述低密度聚乙烯的熔融指数小于等于0.3g/10min，所述线型低密度聚乙烯和茂金属线型低密度聚乙烯的熔融指数均小于等于0.6g/10min，所述茂金属线型低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯均大于等于0.930g/cm³。

在该配方下，本发明热收缩膜的雾度可达为7～9％，抗拉强度可达32N，折光率可达96％，热合强度可达42N。

如未作特殊说明，本发明中，LDPE、mLLDPE和LLDPE的熔融指数下限是指本领域中能做到的LDPE、mLLDPE和LLDPE的最小熔融指数值；mLLDPE、LLDPE和UHMWPE的密度上限是指本领域中能做到的mLLDPE、LLDPE和UHMWPE的最大密度值。

基于所述热收缩膜优异的强度、透明度和折光率，本发明还提供了利用所述热收缩膜制成的包装材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明创造性地采用熔融指数低、密度大的mLLDPE和LLDPE制备外层和内层，使得热收缩膜不仅保有了较大的抗拉强度，还兼具良好的透明度和折光率。同时，本发明将密度大于等于0.930g/cm³的UHMWPE与mLLDPE和LLDPE联用，三者协同作用能够进一步提高热收缩膜的抗拉强度和韧性；

(2)本发明的热收缩膜中还含有乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物是不定型的弹性体，因此具有优良的透明度和韧性，适当添加乙烯-丙烯共聚物不仅能够降低LLDPE的用量，降低热收缩膜的生产成本；而且热收缩膜的韧性和透明度均得以大大提高，即便在零下40℃下也不会出现脆化现象；

(3)本发明的热收缩膜中还含有乙烯-α烯烃共聚物，乙烯-α烯烃共聚物的加入能够提高热收缩膜的强度(如抗撕裂强度和抗冲击强度)，延长热收缩膜的使用寿命；

(4)本发明的热收缩膜中不使用助剂，成分简单。

具体实施方式

下面列举具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

实施例1

本实施例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.920g/cm³，分子量分布为6.6。

该热收缩膜的制备方法为：

(1)按预设的重量百分比分别称取内层、外层和中间层的原料；

(2)将内层、外层和中间层的原料各自混合后，分别放入炼塑机内，在170℃下加热15min，得到塑化的热料；

(3)将三层已塑化的热料分别在三台单螺杆挤出机上挤出、通过三层共挤模头挤出成管坯，共挤模头温度为205，℃通过挤出吹胀成型，超温自动风冷，得到热收缩膜。

实施例2

本实施例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：50％的mLLDPE，15％的LLDPE，15％的UHMWPE，10％的乙烯-丙烯共聚物，10％的乙烯-辛烯烃共聚物；

中间层由以下成分组成：40％的LDPE，20％的HDPE，10％的mLLDPE，15％的LLDPE，15％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.6g/10min，密度为0.932g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.2g/10min，密度为0.953g/cm³；

UHMWPE的密度为0.947g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.2g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为70％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为30％，丙烯共聚单元的摩尔含量为40％；

乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为0.3g/10min，密度为0.938g/cm³，分子量分布为4.5。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：70％的mLLDPE，10％的LLDPE，10％的UHMWPE，5％的乙烯-丙烯共聚物，5％的乙烯-丁烯烃共聚物；

中间层由以下成分组成：30％的LDPE，30％的HDPE，20％的mLLDPE，10％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.4g/10min，密度为0.964g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.935g/cm³；

UHMWPE的密度为0.954g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.1g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为50％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为20％，丙烯共聚单元的摩尔含量为30％；

乙烯-丁烯共聚物的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.961g/cm³，分子量分布为7.2。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：70％的mLLDPE，10％的LLDPE，10％的UHMWPE，5％的乙烯-丙烯共聚物，5％的乙烯-戊烯烃共聚物；

中间层由以下成分组成：30％的LDPE，35％的HDPE，20％的mLLDPE，15％的LLDPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.930g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.6g/10min，密度为0.946g/cm³；

UHMWPE的密度为0.961g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为58％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为20％，丙烯共聚单元的摩尔含量为38％；

乙烯-戊烯共聚物的熔融指数为0.2g/10min，密度为0.941g/cm³，分子量分布为5.7。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

对比例1

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：69％的mLLDPE，15％的LLDPE，8％的乙烯-丙烯共聚物，8％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.920g/cm³，分子量分布为6.6。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

对比例2

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，15％的LLDPE，10％的UHMWPE，10％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.920g/cm³，分子量分布为6.6。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

对比例3

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，15％的LLDPE，10％的UHMWPE，10％的乙烯-丙烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％。

该热收缩膜的制备方法同实施例1。

对比例4

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为40％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为15％，丙烯共聚单元的摩尔含量为25％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.920g/cm³，分子量分布为6.6。

对比例5

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为80％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为35％，丙烯共聚单元的摩尔含量为45％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.4g/10min，密度为0.920g/cm³，分子量分布为6.6。

对比例6

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.6g/10min，密度为0.910g/cm³，分子量分布为4。

对比例7

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.2g/10min，密度为0.942g/cm³；

LLDPE的熔融指数为0.5g/10min，密度为0.930g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.3g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.7g/10min，密度为0.904g/cm³，分子量分布为7.5。

对比例8

本对比例一种热收缩膜，由内层、中间层和外层组成，其中，按重量百分比计，内层和外层均由以下成分组成：65％的mLLDPE，12％的LLDPE，11％的UHMWPE，6％的乙烯-丙烯共聚物，6％的乙烯-己烯共聚物；

中间层由以下成分组成：37％的LDPE，26％的HDPE，14％的mLLDPE，13％的LLDPE，10％的UHMWPE；

其中，mLLDPE的熔融指数0.8g/10min，密度为0.924g/cm³；

LLDPE的熔融指数为1.0g/10min，密度为0.918g/cm³；

UHMWPE的密度为0.935g/cm³；

LDPE的熔融指数为0.5g/10min；

乙烯-丙烯共聚物中乙烯-丙烯弹性体的摩尔含量为60％，其中，乙烯共聚单元的摩尔含量为25％，丙烯共聚单元的摩尔含量为35％；

乙烯-己烯共聚物的熔融指数为0.6g/10min，密度为0.910g/cm³，分子量分布为4。

检测例

分别考察实施例1～4、对比例1～8制得的各热收缩膜的物理性能，考察结果见表1。

表1实施例1～4和对比例1～8各热收缩膜的物理性能

由表1可见，当内层和外层缺失UHMWPE(对比例1)、缺失乙烯-丙烯共聚物(对比例2)时，热收缩膜的雾度有所提高(即透明度下降)、抗拉强度和热收缩率均有所下降；当内层和外层缺失乙烯-α烯烃共聚物(对比例3)时，热收缩膜的抗拉强度下降；当内层和外层中乙烯-丙烯共聚物的摩尔含量过低(对比例4)时，热收缩膜的雾度提高，热收缩率下降；当内层和外层中乙烯-丙烯共聚物的摩尔含量过高(对比例5)时，热收缩膜的抗拉强度下降；当内层和外层中乙烯-α烯烃共聚物的熔融指数、密度和分子量分布不适宜(对比例6和对比例7)时，热收缩膜的抗拉强度和热收缩率下降；当内层和外层中mLLDPE和LLDPE的熔融指数过高、密度过低，LDPE的熔融指数过高(对比例8)时，热收缩膜的雾度大大提高；当在中间层中缺失UHMWPE(实施例4)后，热收缩膜的抗拉强度和热收缩率均有所下降。