一种耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋及其制备方法与流程

本发明涉及塑料薄膜领域，尤其是涉及一种耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋及其制备方法。

背景技术：

1、冻品食品包装是食品工业的重要组成部分，冻品包装袋需要经历速冻、-18～-25℃长期冷链仓储、转运装卸等工况，因此对包装袋薄膜提出了更加严格的要求，要求具有优良的耐低温韧性、高抗穿刺性能、稳定热封能力和长效的消雾流滴效果。聚乙烯四方内衬袋因其优良的防潮、耐低温和成本优势被广泛应用。

2、现有的聚乙烯薄膜常采用三层共挤吹膜工艺制备，采用内层、外层、中间层分层功能设计，内层作为热封层并负责防雾，外层提供表面防护，中间层承担主要力学承载。随着冷冻食品种类的丰富和物流运输环境的复杂化，传统的聚乙烯包装膜暴露出许多不足，有待于进一步改进。

3、传统的聚乙烯薄膜采用茂金属线性低密度聚乙烯复配普通线性低密度聚乙烯体系，在低温下冲击韧性衰减明显，薄膜变脆，跌落时容易产生脆性破裂；受到冷冻食品棱角的集中穿刺力时，薄膜抵抗裂纹拓展的能力有限，容易发生穿刺破损；体系中添加的开口剂、爽滑剂、消雾流滴剂等助剂会发生干扰和迁移，会在薄膜表面形成弱点，导致长效消雾性和热封性能受到损失。

4、因此，需要一种全新的聚乙烯四方内衬袋，使其在满足食品接触安全的前提下，同时具备优异的耐低温韧性、高抗穿刺强度以及良好的加工适应性。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供一种耐低温抗冲刺聚乙烯四方内衬袋及其制备方法。

2、本技术提供的一种耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋及其制备方法采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术公开一种耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋，包括袋体，袋体由聚乙烯薄膜热合制得，所述聚乙烯薄膜包括外层、中层及内层，外层、中层和内层的厚度比为(20-30%):(40-60%):(20-30%）；

4、外层包括以下重量百分比的原料：第一低密度聚乙烯15-20%、eva 5-9%、加工助剂0.5-0.8%、开口剂0.8-1.2%、马来酸酐接枝聚乙烯0.5-1%、增韧爽滑母粒4-8%、复合型茂金属低密度聚乙烯余量；

5、中层包括以下重量百分比的原料：第一茂金属低密度聚乙烯60-75%、线性低密度聚乙烯10-20%、poe弹性体8-18%、第二低密度聚乙烯3-8%、抗氧剂0.2-0.4%；

6、内层包括以下重量百分比的原料：第一低密度聚乙烯15-20%、eva 5-9%、poe弹性体3-5%、加工助剂0.5-0.8%、开口剂0.8-1.2%、爽滑剂0.2-0.5%、消雾流滴剂2-3.5%、复合型茂金属低密度聚乙烯余量；

7、复合型茂金属低密度聚乙烯包括熔指为0.8-1.2g/10min的辛基型茂金属聚乙烯、熔指为0.8-1.2g/10min的己基型茂金属聚乙烯、熔指为1.8-2.3g/10min的己基型茂金属聚乙烯，重量百分比依次为(68-70%):(16-20%):(10-14%)，熔指的测试条件均为190℃、2.16kg。

8、通过上述技术方案，聚乙烯薄膜选用三层共挤结构，中间厚度最高为力学承载核心，发挥抗穿刺、耐低温性能，内外层薄承担热封、消雾、表面防护功能。

9、在外层和内层中，选用复合型茂金属低密度聚乙烯兼顾低温韧性、熔体强度与挤出流动性，通过不同熔指和共聚单体类型的茂金属聚乙烯复配，既利用了低熔指组分的高强度和耐低温性，又利用了高熔指组分改善流动性的特点，在加工时膜泡更加稳定；均添加有第一低密度聚乙烯和eva，第一低密度聚乙烯用于提升熔体强度稳定膜泡，eva用于提升柔韧性，拓展内层的低温热封窗口，使外层不易发生脆裂。加工助剂和开口剂用于方便自动化顺畅开袋，提升薄膜的长期稳定性。

10、在外层中，添加有增韧爽滑母粒，提供稳定爽滑、增韧、耐磨抗刮性能，适配袋装冻品堆叠、搬运摩擦工况；马来酸酐接枝聚乙烯改善增韧爽滑母粒与基体体系的相容性，提升和中层的界面粘结力，避免分层。

11、在内层中，添加少量的poe弹性体提升韧性，避免封口开裂；爽滑剂用于保证表面爽滑利于制袋；消雾流滴剂用于稳定长期的消雾效果，且只在内层添加，避免发生双向迁移，外表面喷霜打滑的问题。

12、中层选用高比例的第一茂金属低密度聚乙烯和poe弹性体为核心，茂金属聚乙烯低温韧性优异，poe 弹性体钝化裂纹尖端、阻止裂纹扩展，从而提升-18～-25℃的低温落镖冲击与抗穿刺强度；线性低密度聚乙烯调节加工流动性，第二低密度聚乙烯提升熔体强度，避免膜泡抖动破膜，抗氧剂抑制高温挤出降解。

13、可选的，所述增韧爽滑母粒包括以下重量百分比的原料：第三低密度聚乙烯45-60%、高分子硅酮20-30%、三元乙丙橡胶15-20%、偶联剂活化硅灰石晶须6-10%，第三低密度聚乙烯的熔点为1.5-3g/10min，测试条件为190℃、2.16kg。

14、通过上述技术方案，高分子硅酮提供长效爽滑功能，同时其具有低迁移特性，不会因向内迁移导致内层热封强度衰减；偶联剂活化硅灰石晶须提供刚性支撑，提高薄膜挺度和自立效果；三元乙丙橡胶提供弹性增韧，中和了无机填料带来的脆性，提升薄膜表面耐磨、抗刮擦性能；通过和第三低密度聚乙烯共混制成母粒，提高了硅酮和填料在基体中的分散均匀性，造粒、吹膜过程无团聚白点。

15、可选的，所述消雾流滴剂包含以下重量百分比的原料：第四低密度聚乙烯65-71%、司盘60 12-15%、吐温60 5-9%、三聚甘油单油酸酯5-8%、抗氧剂0.5-0.6%、聚乙烯蜡1.5-2%，第四低密度聚乙烯的熔点为2-4g/10min，测试条件为190℃、2.16kg。

16、通过上述技术方案，采用司盘60、吐温60和三聚甘油单油酸酯复配，不同表面活性剂的hlb值互补，司盘60快速起效消除袋内瞬时起雾，吐温60提升水膜铺展能力，三聚甘油单油酸酯迁移速率平缓缓释，实现长期防雾流滴的效果；第四低密度聚乙烯和聚乙烯蜡使得表面活性剂分散均匀，吹膜不会产生晶点、鱼眼。

17、可选的，在中层中，第一茂金属低密度聚乙烯选用熔指为1-1.5g/10min的辛基型茂金属聚乙烯，线性低密度聚乙烯的熔指为1.8-2.2 g/10min，测试条件为190℃、2.16kg。

18、通过上述技术方案，辛基茂金属聚乙烯相比己基、丁基，冲击强度和耐低温开裂性更佳，低熔指带来更高熔体强度与低温韧性；线性低密度聚乙烯与主茂金属形成熔指梯度搭配，优化整体的熔体流动性，细化结晶。

19、可选的，在内层和外层中，第一低密度聚乙烯的熔指为0.5-2.0g/10min，在中层中，第二低密度聚乙烯的熔指为0.5-1.0g/10min，测试条件为190℃、2.16kg。

20、通过上述技术方案，内外层适配三元茂金属聚乙烯基体流变，能提升膜泡稳定性；中层熔指更低，最大化提升中层熔体强度，保证在高速生产中不易破膜；三层的熔指差异小，层间内应力低，避免层间分离。

21、可选的，所述加工助剂包括0.05-0.15%的抗氧化剂、0.1-0.3%的光稳定剂和0.3-0.5%的氟弹性体ppa。

22、通过上述技术方案，氟弹性体ppa形成润滑层，能够消除茂金属聚乙烯产生的“鲨鱼皮”现象；抗氧化剂和光稳定剂防止薄膜在高温加工和冷链储运过程中发生热氧老化。

23、可选的，所述抗氧化剂选用质量比为(3-4):1的受阻酚类主抗氧化剂和亚磷酸酯类辅抗氧化剂，光稳定剂选用受阻胺类光稳定剂。

24、可选的，所述开口剂选用油酸酰胺、十八碳-9-烯基十六烷酸酰胺、气相法二氧化硅的一种或多种。

25、可选的，所述爽滑剂选用乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯的一种或多种。

26、第二方面，本技术公开一种耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋的制备方法，包括以下步骤：

27、将各层的原料按重量比例混合均匀，挤出造粒，充分干燥后分别得到外层母料、中层母料和内层母料；

28、将得到的外层母料、中层母料和内层母料分别投入三层共挤吹膜机的外层挤出机、中层挤出机和内层挤出机中熔融，然后将三股熔融、塑化均匀的熔体复合挤出，形成管状坯料；

29、采用上吹法对所述管状坯料进行吹膜，然后冷却定型，压平收卷，得到半成品膜，将半成品膜用封口机熔接封口，得到所述的耐低温抗穿刺聚乙烯四方内衬袋。

30、通过上述技术方案，工艺适配四方内衬袋批量生产，热封稳定，封口无虚封、渗漏，成品袋满足冻品重载包装需求；整套工艺连续化、易量产，加工适应性强，生成的薄膜透明度高、结晶均匀，低温韧性、抗穿刺性能优异。

31、综上所述，本技术具有以下至少一种有益效果：

32、1.聚乙烯薄膜选用三层共挤结构，中间厚度最高为力学承载核心，发挥抗穿刺、耐低温性能，内外层薄承担热封、消雾、表面防护功能。

33、在外层和内层中，选用复合型茂金属低密度聚乙烯兼顾低温韧性、熔体强度与挤出流动性，通过不同熔指和共聚单体类型的茂金属聚乙烯复配，既利用了低熔指组分的高强度和耐低温性，又利用了高熔指组分改善流动性的特点，在加工时膜泡更加稳定。

34、2.中层选用高比例的第一茂金属低密度聚乙烯和poe弹性体为核心，茂金属聚乙烯低温韧性优异，poe 弹性体钝化裂纹尖端、阻止裂纹扩展，从而提升-18～-25℃的低温落镖冲击与抗穿刺强度；线性低密度聚乙烯调节加工流动性，第二低密度聚乙烯提升熔体强度，避免膜泡抖动破膜，抗氧剂抑制高温挤出降解。

35、3.在外层中添加有增韧爽滑母粒，其中高分子硅酮提供长效爽滑功能，偶联剂活化硅灰石晶须提供刚性支撑，提高薄膜挺度和自立效果；三元乙丙橡胶提供弹性增韧，中和了无机填料带来的脆性，提供稳定的增韧、耐磨抗刮性能，适配袋装冻品堆叠、搬运摩擦工况。