[发明专利]可循环利用的高阻隔膜材及其制备方法和加工系统

说明书

本发明公开了一种可循环利用的高阻隔膜材，包含第一、二聚烯烃类功能层、乙烯‑乙烯醇共聚物类中间阻隔层，第一、二聚烯烃类功能层、中间阻隔层之间通过粘合树脂层紧密粘合成一整体，且采用常规复合膜材料剥离强度测试时不能在各层之间进行有效剥离；其制备方法包括进料、加热熔融、共挤出、吹膜冷却定型、牵引、收卷多个步骤，吹膜冷却定型阶段为一次吹膜成型得到全部的膜层，且在牵引过程中增加进行一厚膜拉伸延展操作。相应的加工系统包括料斗、吹膜机、挤出机、输送装置、厚膜拉伸延展机构、分切装置和收卷装置。本发明产品能够更好地维持其膜材的高阻隔性，且实现全塑复合，可循环回收利用，并具有较高强度、挺度、阻水阻氧性。

技术领域

本发明涉及一种有机包装膜材料及其制备方法和加工系统，属于高分子材料技术领域。

背景技术

现有的牙膏管、鞋油袋、药品及其它一些膏状物包装袋，大多是由铝、铅、锡等金属和塑料复合而成，大部分的现有铝塑复合膜材的膜层结构示意如图1所示，分为3层，中间一层纯铝，内外两层为低密度聚乙烯层(LDPE)，3层材料之间通过胶水(聚氨酯胶粘剂)粘结加乙酯溶剂，易挥发出有害气体。图2为市面购买的一种现有铝塑复合膜材的膜层电镜照片，这类产品一般采用“吹膜-淋膜-分切-胶印-卷管-注肩-成品”的工艺路线。由于此类膜材包装袋的用量非常大,这不仅导致大量金属材料的浪费，产品包装成本的显著提高，且铝、铅、锡等金属在包装材料加工和二次加工中的广泛应用还会对生产环境造成严重污染。另外，如图8所示，含金属物包装材料的加工过程复杂，加工成本高，多种材料的复合应用还会给后续包装材料的回收再利用带来极大困难；而回收价值极低的大量包装废弃物弃置在环境中又会造成二次污染和资源的二次浪费。

2016年中国发布了VOCs治理政策，其中指出工业(包装印刷业)的VOCs排放量占比超过50％且每年超过2000万吨，是当前VOCs治理的重点。VOCs治理是采用按VOCs排放总量计算收费，假设1吨VOCs的治理成本为1万元，如企业不进行治理整顿，就要收费1.5万元～2万元，最严重的甚至要停产整顿，这意味着包装、印刷、油墨、胶粘剂等行业加快VOCs减排势在必行。基于上述金属-塑料复合包装材料的缺陷，开发一种既要达到铝-塑复合包装材料一样的性能，又能减少VOCs排放的产品，成为本领域人员亟待解决的技术问题。市场需要一种绿色环保、高阻隔、高强度的功能性膜材来取代传统的高污染、高浪费的铝-塑复合膜材，而全塑复合片材(不含金属材料)的生产加工成为复合包装材料的发展趋势。

现今全塑复合包装材料在行业中应用较少，主要原因在于制备工艺相对复杂且成本较高。全塑复合包装材料一般采用的是挤出成膜工艺，主要工艺流程包括“拉管-丝印-注肩-成品”，其得到的产品结构示意图如图3所示，缺点主要在于生产效率低、产量低、分摊成本及总成本高。目前也有少量的全塑复合包装材料采用较为先进的吹塑EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)共挤膜技术路线。在该技术路线内的工艺流程主要有以下两种。

一种是采用吹膜-淋膜复合技术，即内层聚乙烯膜和外层聚乙烯膜通过淋膜PE层压复合，制成如图4所示的全塑复合片材，其工艺流程包括“吹膜-淋膜-分切-柔印-卷管-注肩-成品”。以图6所示的现有全塑复合包装片材实物的显微电镜图为例，其是采用淋膜层压复合技术制备得到，从膜层的组成来看，其可粗略地分为五层结构(即图6中所示的L2、L3、L4、L5和L6)，其中的L2为EVOH三层共挤膜(含两层粘结树脂TIE层)，L3、L4为挤出淋膜层，L3、L4作为粘结过渡层将L5、L6分别与L2粘合在一起，L5、L6则分别为吹膜形成的三层PE内膜或三层PE外膜。但此类复合包装材料的生产过程损耗大(吹膜工序废品2％～3％，淋膜工序废品 4％～6％)，且EVOH共挤膜需要单独吹膜，再通过淋膜层与内外两侧的PE层粘结，这也导致工艺流程复杂，效率低，加工成本高。