一种珍珠棉及其制作工艺的制作方法

1.本技术涉及包装材料技术领域，具体而言，涉及一种珍珠棉及其制作工艺。


背景技术：

2.珍珠棉是非交联闭孔结构，它是以低密度聚乙烯(ldpe)为主要原料挤压生成的高泡沫聚乙烯制品，又称聚乙烯发泡棉，是一种新型的环保包装和填充材料。其克服了普通发泡胶易碎、变形、回复性差的缺点，且具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等优点，亦具有很好的抗化学性能。珍珠棉具有通明、化学惰性、密封性能好等特点，易于成型加工，逐渐成为当今高分子工业中广泛使用的材料之一。
3.现有的珍珠棉材料，因轻薄，极易破碎，不具有减震功能，使用效果不理想。因此，本技术提出一种珍珠棉及珍珠棉制作工艺，以便于克服上述问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种珍珠棉，其表面光滑细腻，颜色洁白，能够起到很好的减震作用，主要用于香蕉、苹果、西瓜、蔬菜的包装，能够显著减少农产品在运输或保存过程中的摩擦，保障农产品的完整性，提高珍珠棉在农业包装方面的实用性。
5.本技术的另一目的在于提供一种珍珠棉的制作工艺，能够最大程度的发泡聚乙烯，保证珍珠棉质量的同时保障控制成本，确保珍珠棉产品发泡充分，硬度达到标准，表面光滑细腻，颜色洁白。
6.本技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
7.本技术提出一种珍珠棉，按质量分数计，包括以下原料：60-69％低密度聚乙烯，12-21％线型低密度聚乙烯树脂，0.05-0.14％滑石粉，12-21％液态丁烷气，0.002-0.003％荧光剂和2-5％甘油脂肪酸酯。
8.本技术提出一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
9.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，加热，注入液态丁烷气和甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却。
10.本技术实施例至少具有以下有益效果：
11.本技术中，滑石粉在聚乙烯发泡塑料生产中起成核剂作用，滑石粉在加入聚合物中随物料的塑化分散于熔融物料中，由于溶体在挤出口模时减压膨胀而温度下降，但均匀分布的滑石粉粒子并不膨胀，仍保持高温，形成热点，由于热点处溶体的粘度、表面张力、气体在溶体中的溶解度都发生变化，使溶体中过饱和的气体分子易于向热点聚集，从而形成泡核。荧光剂可以增加产品白度，提高产品表面的光泽度。甘油脂肪酸酯具有乳化、分散、增稠、消泡等作用，可以提高滑石粉和液态丁烷气在聚合物中的分散度，从而提高发泡效果。丁烷在高温高压下呈液态，注入聚合物溶体中，当减压发泡时丁烷由液态转变为气态，以成核心点为中心均匀地分散在聚合物中，降温至聚合物呈玻璃态后，形成泡沫塑料。整个发泡、塑化过程是经物理发泡产生无数的独立气泡，将其加工成具有可塑性的过程，不涉及任
何化学反应，工艺过程更加安全、简单、易操作，能够最大程度的发泡聚乙烯，保证珍珠棉质量的同时保障控制成本，确保珍珠棉产品发泡充分，硬度达到标准。
12.本技术中，珍珠棉表面光滑细腻，颜色洁白，能够起到很好的减震作用，主要用于香蕉、苹果、西瓜、蔬菜的包装，能够显著减少农产品在运输或保存过程中的摩擦，保障农产品的完整性，提高珍珠棉在农业包装方面的实用性。
附图说明
13.图1为本技术实施例6中珍珠棉的结构示意图。
14.图标：1-成品珍珠棉；11-透气孔；12-凸起。
具体实施方式
15.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
16.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本技术。
17.一种珍珠棉，按质量分数计，包括以下原料：60-69％低密度聚乙烯，12-21％线型低密度聚乙烯树脂，0.05-0.14％滑石粉，12-21％液态丁烷气，0.002-0.003％荧光剂和2-5％甘油脂肪酸酯。
18.线型低密度聚乙烯树脂是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。其制作的薄膜表现了良好的光学性能、强度、曲挠性、密封性以及缓慢的气味扩散性和化学稳定性。
19.滑石粉的主要成分为含水硅酸镁，属硅酸盐，化学结构式为mg6(si2o5)4(oh)4，滑石经粉碎后，用盐酸处理，水洗，干燥而成滑石粉。滑石粉极度柔软、光滑，具有润滑、遮盖以及吸收油脂的能力，可承受高达1300℃的温度，电导率和热导率皆较低，与酸和碱一般不反应。滑石粉为白色或类白色、无砂性的微细粉末，解理面呈珍珠光泽，无臭无味，有滑腻感。
20.丁烷气是一种易燃压缩气体。丁烷是一种有机物，结构简式为ch3ch2ch2ch3，是两种有相同分子式(c4h
10
)的烷烃碳氢化合物的统称，丁烷在常温常压下是一种易燃，无色，容易被液化的气体，与空气形成爆炸混合物。丁烷包括正丁烷和异丁烷(2-甲基丙烷)，其中正丁烷为75-85％，异丁烷为15-25％。有些产品根据不同的需求，也可以用液化气生产。
21.荧光剂俗称白色染料，是一种无色并在紫外光照射下能激发出荧光的有机化合物，它能提高物质的白度和光泽。它是一种复杂的有机化合物，它的特性是能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似萤石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白。优选地，荧光剂的类型为香豆素型和/或苯并氧氮型。
22.甘油脂肪酸酯呈酸性，在中性的水中几乎不发生水解(ph＝6-7)，而有少量的酸或碱存在，水解反应速度增大。优选使用单双甘油脂肪酸酯，其具有较好的表面活性和乳化性，能够进一步提高原料的分散程度，提高发泡效果。其中，单甘油脂肪酸酯是一类重要的非离子型表面活性剂，含有一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基，具有良好的表面活性；双甘油脂肪酸酯是由甘油的两个羟基被脂肪酸酯化后的产物，有一个游离羟基。
23.珍珠棉具有较高的弹性，同时对冲击能量有良好的吸收性，可减少传递到被包装产品上的冲击力；能较好地将震动能量转化为热能和塑性变形能，较大的衰减振动能量；良好的回弹性，在每次变形后能较好地恢复到原来尺寸和形状，不易产生冲击后的间隙，较好地克服二次冲击现象，给包装设计和充分保护被包装产品带来了更大的可靠性；温度稳定性，在常温环境温度条件下，珍珠棉能保持较好地温度稳定性，具备良好的缓冲保护效果；湿度稳定性，许多缓冲材料都是易于吸湿的；温度稳定性，受潮状态也有良好的缓冲抗震性能；耐破损性、强度、耐磨性都有很好的适应性，完全符合包装件对耐破损性的要求。
24.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
25.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，加热，加热温度为80-170℃，将甘油脂肪酸酯在80-120℃加热熔融，然后在10-15mpa的压力下注入液态丁烷气和熔融的甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却，切割，牵引，展平，卷绕成卷，得到成品珍珠棉。
26.滑石粉在聚乙烯发泡塑料生产中起成核剂作用，滑石粉在加入聚合物中随物料的塑化分散于熔融物料中，由于溶体在挤出口模时减压膨胀而温度下降，但均匀分布的滑石粉粒子并不膨胀，仍保持高温，形成热点，由于热点处溶体的粘度、表面张力、气体在溶体中的溶解度都发生变化，使溶体中过饱和的气体分子易于向热点聚集，从而形成泡核。荧光剂可以增加产品白度，提高产品表面的光泽度。甘油脂肪酸酯具有乳化、分散、增稠、消泡等作用，可以提高滑石粉和液态丁烷气在聚合物中的分散度，从而提高发泡效果。丁烷在高温高压下呈液态，注入聚合物溶体中，当减压发泡时丁烷由液态转变为气态，以成核心点为中心均匀地分散在聚合物中，降温至聚合物呈玻璃态后，形成泡沫塑料。整个发泡、塑化过程是经物理发泡产生无数的独立气泡，将其加工成具有可塑性的过程，不涉及任何化学反应，工艺过程更加安全、简单、易操作，能够最大程度的发泡聚乙烯，保证珍珠棉质量的同时保障控制成本，确保珍珠棉产品发泡充分，硬度达到标准。
27.通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理。
28.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
29.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为130-150℃，挤出为0.5-1cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
30.本实施例中，成品珍珠棉的规格为长度50cm
×
宽度35cm
×
厚度(1.5-4)mm，成品珍珠棉上还开设有多个透气孔，相邻的透气孔之间的间距为9-10cm，其表面还设置有3-4cm凸起。这样珍珠棉可以起到很好的减震作用，从而在包装农产品时，可以减少农产品发生摩擦，确保农产品的完整性。在其他实施例中还可以将珍珠棉制作成网状。
31.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
32.实施例1
33.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
34.1000kg原料中包括：600kg低密度聚乙烯，150kg线型低密度聚乙烯树脂，0.98kg滑
石粉，200kg液态丁烷气，0.02kg荧光剂和49kg单双甘油脂肪酸酯。
35.液态丁烷气按质量分数计包括75％正丁烷和15％异丁烷。
36.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，倒入发泡机中搅拌均匀，加热，加热温度为150℃，将单双甘油脂肪酸酯在80℃加热熔融，然后在12mpa的压力下向发泡机内注入液态丁烷气和熔融的单双甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却；
37.再通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理；
38.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
39.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为130℃，挤出为0.5cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
40.荧光剂为香豆素型。
41.实施例2
42.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
43.1000kg原料中包括：690kg低密度聚乙烯，120kg线型低密度聚乙烯树脂，0.97kg滑石粉，139kg液态丁烷气，0.03kg荧光剂和50kg单双甘油脂肪酸酯。
44.液态丁烷气按质量分数计包括85％正丁烷和25％异丁烷。
45.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，倒入发泡机中搅拌均匀，加热，加热温度为170℃，将单双甘油脂肪酸酯在120℃加热熔融，然后在15mpa的压力下向发泡机内注入液态丁烷气和熔融的单双甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却；
46.再通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理；
47.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
48.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为150℃，挤出为1cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
49.荧光剂为香豆素型。
50.实施例3
51.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
52.1000kg原料中包括：650kg低密度聚乙烯，200kg线型低密度聚乙烯树脂，1.4kg滑石粉，120kg液态丁烷气，0.03kg荧光剂和28.57kg单双甘油脂肪酸酯。
53.液态丁烷气按质量分数计包括80％正丁烷和20％异丁烷。
54.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，倒入发泡机中搅拌均匀，加热，加热温度为155℃，将甘油脂肪酸酯在90℃加热熔融，然后在15mpa的压力下向发泡机内注入液态丁烷气和熔融的单双甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却；
55.再通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理；
56.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
57.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为140℃，挤出为0.8cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
58.荧光剂为香豆素型。
59.实施例4
60.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
61.1000kg原料中包括：630kg低密度聚乙烯，180kg线型低密度聚乙烯树脂，0.675kg滑石粉，149.3kg液态丁烷气，0.025kg荧光剂和40kg单双甘油脂肪酸酯。
62.液态丁烷气按质量分数计包括78％正丁烷和22％异丁烷。
63.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，倒入发泡机中搅拌均匀，加热，加热温度为120℃，将单双甘油脂肪酸酯在100℃加热熔融，然后在14mpa的压力下向发泡机内注入液态丁烷气和熔融的单双甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却；
64.再通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理；
65.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
66.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为135℃，挤出为0.6cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
67.荧光剂为苯并氧氮型。
68.实施例5
69.一种珍珠棉的制作工艺，包括以下步骤：
70.1000kg原料中包括：620kg低密度聚乙烯，170kg线型低密度聚乙烯树脂，0.6kg滑石粉，179.37kg液态丁烷气，0.03kg荧光剂和30kg单双甘油脂肪酸酯。
71.液态丁烷气按质量分数计包括82％正丁烷和18％异丁烷。
72.将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯树脂、滑石粉和荧光剂混合，倒入发泡机中搅拌均匀，加热，加热温度为160℃，将单双甘油脂肪酸酯在95℃加热熔融，然后在11mpa的压力下向发泡机内注入液态丁烷气和熔融的单双甘油脂肪酸酯，混合，挤出，冷却；
73.再通过牵引机将珍珠棉进行牵引，通过自然风冷或电吹风系统对其冷却，对冷却牵引好的珍珠棉通过展架对其展平处理，对展平后的珍珠棉进行人工检验。这样可以将不合格产品选出收集，便于后续回收处理；
74.对人工检验合格的珍珠棉通过收卷机进行卷绕处理，经收卷后进入下道工序-定径切割，将卷绕后的珍珠棉通过一体机的辅助系统对其定径切割成小卷的珍珠棉，入库。
75.对不合格产品回收处理时：将制作工艺中产生的少量边角料、不合格品通过造粒机加热熔化，加热温度为145℃，挤出为0.7cm线状料，经冷却后通过造粒机割成颗粒状后收集。
76.荧光剂为香豆素型和苯并氧氮型。
77.实施例6
78.本实施例与其余实施例中的珍珠棉相同，结构为：
79.成品珍珠棉1的规格为长度50cm
×
宽度35cm
×
厚度(1.5-4)mm，成品珍珠棉1上还开设有多个透气孔11，相邻的透气孔11之间的间距为9-10cm，其表面还设置有3-4cm凸起12。
80.透气孔11在包装农产品时，可以起到很好的散热作用，避免温度过高，农产品氧化变质。凸起12可以起到缓冲作用，减少农产品之间的摩擦力。这样珍珠棉可以起到很好的减震作用，从而在包装农产品时，可以减少农产品发生摩擦，确保农产品的完整性。
81.本实施例中，成品珍珠棉1厚度可以为2mm、2.5mm、4mm，也可以是其他厚度。
82.对比例1
83.本对比例与实施例1不同的是：原料中不含液态丁烷气。
84.试验结果
85.对本技术实施例的珍珠棉产品进行检测。
86.按照gb/t 6342-1996《泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定》标准进行检测，取1个试样，测量5个不同点的弧度，测量点分散均匀，每个点测量3次，取3个读数的中值，并用5个中值计算平均值。结果为产品平均厚度偏差为
±
0.2mm。
87.按照gb/t 6343-2009《泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》标准进行检测，单个试样体积至少100cm3，试样数量5个，表观密度偏差值为表观密度实测值减去公称值，计算5个试样的平均值。结果为产品表观密度偏差为
±
2.0kg/m3。
88.按照gb/t 6344《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》标准进行检测，试样数量为每个方向5个，拉力试验机家具的移动速率为500
±
5mm/min，计算5个试样的平均值。结果为产品纵向拉伸强度应力＞220kpa，横向拉伸强度应力＞130kpa。
89.按照gb/t 10808《高聚物多孔弹性材料撕裂强度的测定》标准进行检测，试样数量为5个，试验速度为200
±
2mm/min。结果为产品撕裂强度应力＞0.9n/cm。
90.按照gb/t 9640《软质和硬质泡沫聚合材料加速老化试验方法》进行检测，试验温度为140℃，放置16h后，再按gb/t 6344测量拉伸强度，并计算老化后拉伸强度变化率。结果为产品经湿热老化试验后，拉伸强度变化率为
±
30％。
91.外观、厚度偏差抽样按照gb/t 2828.1规定，采用正常检验，一次抽样方案，一般检验水平ii，接收质量限(aql)为6.5，其样本大小及判定数值按表1规定。
92.表1抽样数量及判定结果
93.[0094][0095]
根据表1可知，本技术的珍珠棉成品合格率高。
[0096]
按照q/txm 1-2022《初级农产品包装用聚乙烯发泡材料》，gb/t6342-1996《泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定》，gb/t 6343-2009《泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》和gb/t 8810-2005《硬质泡沫塑料吸水率的测定标准》对产品指标进行检测，结果如下：
[0097]
表2检测结果
[0098][0099][0100]
根据表2可知，本技术实施例生产的珍珠棉外观、厚度、密度和吸水率均符合标准。
[0101]
综上所述，本技术实施例的珍珠棉，表面光滑细腻，颜色洁白，能够起到很好的减震作用，主要用于香蕉、苹果、西瓜、蔬菜的包装，能够显著减少农产品在运输或保存过程中的摩擦，保障农产品的完整性，提高珍珠棉在农业包装方面的实用性。
[0102]
本技术实施例的珍珠棉的制作工艺，滑石粉在聚乙烯发泡塑料生产中起成核剂作用，滑石粉在加入聚合物中随物料的塑化分散于熔融物料中，由于溶体在挤出口模时减压
膨胀而温度下降，但均匀分布的滑石粉粒子并不膨胀，仍保持高温，形成热点，由于热点处溶体的粘度、表面张力、气体在溶体中的溶解度都发生变化，使溶体中过饱和的气体分子易于向热点聚集，从而形成泡核。荧光剂可以增加产品白度，提高产品表面的光泽度。甘油脂肪酸酯具有乳化、分散、增稠、消泡等作用，可以提高滑石粉和液态丁烷气在聚合物中的分散度，从而提高发泡效果。丁烷在高温高压下呈液态，注入聚合物溶体中，当减压发泡时丁烷由液态转变为气态，以成核心点为中心均匀地分散在聚合物中，降温至聚合物呈玻璃态后，形成泡沫塑料。整个发泡、塑化过程是经物理发泡产生无数的独立气泡，将其加工成具有可塑性的过程，不涉及任何化学反应，工艺过程更加安全、简单、易操作，能够最大程度的发泡聚乙烯，保证珍珠棉质量的同时保障控制成本，确保珍珠棉产品发泡充分，硬度达到标准。
[0103]
以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。