抗撕裂聚乙烯发泡包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及发泡包装膜，具体地，涉及一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜及其制备方
法。
背景技术
发泡聚乙烯，俗称珍珠棉，闭孔式微孔热塑性材料；分为交联型和不交联型两种，
是一种具有高强缓冲吸震抗震能力的新型环保包装材料。发泡聚乙烯具有如下优点：1）柔
韧、质轻、富有弹性、回复性好、能通过弯曲来吸收和分散外来的撞击力达到缓冲的效果；2）
保温、防潮、防磨擦、耐腐蚀。正是由于其具有上述一系列的优点，使得其广泛适用于IT、电
子、电器、五金机电、高级视听，精密仪器、高档家俬等产品的包装。虽然，发泡聚乙烯膜具有
上述优点，但是其抗撕裂性能较差，进而限制其进一步的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜及其制备方法，通过上述方法
制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；另外，该制备方
法具有工序简单、原料易得的特点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜的制备方法，包
括：
1）将植物纤维粉末、甲壳素、硅藻土于碱液中进行浸泡处理，接着进行过滤取滤饼、清
洗、干燥以得到改性植物纤维；
2）将PE（聚乙烯）、ABA（丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物）、氯丁橡胶、硬脂酸盐、硼酸
锌、邻苯二甲酸二异壬酯、卵磷脂、马来酸酐、石棉与改性植物纤维进行初步混炼以得到初
步混炼物；
3）将碳酸氢钠、尿素与初步混炼物混合并进行加热分解以得到发泡混炼物；
4）将硫磺、石墨烯、碳酸钙晶须与发泡混炼物进行二次混炼，接着挤出成型以制得抗撕
裂聚乙烯发泡包装膜。
本发明还提供了一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜，该韧性聚乙烯发泡包装膜通过上
述的制备方法制备而得。
在上述技术方案中，本发明通过各步骤以及各物料之间的协同作用使得制得的抗
撕裂聚乙烯发泡包装膜具有优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；另外，该制备方法具有工
序简单、原料易得的特点。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体
实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜的制备方法，包括：
1）将植物纤维粉末、甲壳素、硅藻土于碱液中进行浸泡处理，接着进行过滤取滤饼、清
洗、干燥以得到改性植物纤维；
2）将PE（聚乙烯）、ABA（丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物）、氯丁橡胶、硬脂酸盐、硼酸
锌、邻苯二甲酸二异壬酯、卵磷脂、马来酸酐、石棉与改性植物纤维进行初步混炼以得到初
步混炼物；
3）将碳酸氢钠、尿素与初步混炼物混合并进行加热分解以得到发泡混炼物；
4）将硫磺、石墨烯、碳酸钙晶须与发泡混炼物进行二次混炼，接着挤出成型以制得抗撕
裂聚乙烯发泡包装膜。
在本发明的步骤1）中，碱液的pH可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的抗
撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在步骤1）中，
碱液的pH为11-13。
在本发明的步骤1）中，碱液的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得制
得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，碱液为
氢氧化钠溶液和/或氧化钾溶液。
在本发明的步骤1）中，植物纤维粉末的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，植
物纤维粉末的粒径为1-5mm。
在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在步骤1）
中，相对于100重量份的植物纤维粉末，甲壳素的用量为11-16重量份，硅藻土的用量为22-
27重量份，碱液的用量为150-220重量份。
在本发明的步骤1）中，浸泡处理的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，浸
泡处理至少满足以下条件：浸泡温度为55-65℃，浸泡时间为48-72h。
在本发明的步骤1）中，清洗的方式以及具体条件可以在宽的范围内选择，但是为
了使得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选
地，清洗采用水洗的方式，并且清洗的次数为3-4，每次清洗过程中固液重量比为1：15-30。
在本发明的步骤2）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在步骤2）
中，相对于100重量份的PE，ABA的用量为23-27重量份，氯丁橡胶的用量为17-26重量份，硬
脂酸盐的用量为7-13重量份，硼酸锌的用量为4-8重量份，邻苯二甲酸二异壬酯的用量为
44-58重量份，卵磷脂的用量为19-27重量份，马来酸酐的用量为8-14重量份，石棉的用量为
14-18重量份，改性植物纤维的用量为24-29重量份。
在本发明的步骤2）中，初步混炼的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在
步骤2）中，初步混炼至少满足以下条件：混炼温度为175-185℃，混炼时间为8-12h；
在本发明的步骤2）中，硬脂酸盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的
抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，硬脂酸盐选
自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钠和硬脂酸钾中的一种或多种。
在本发明的步骤2）中，PE以及ABA的重均分子量可以在宽的范围内选择，但是为了
使得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，
PE的重均分子量为6000-9000，ABA的重均分子量为3000-5000。
在本发明的步骤3）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在步骤3）
中，相对于100重量份的初步混炼物，碳酸氢钠的用量为3-5重量份，尿素的用量为1.2-1.8
重量份。
在本发明的步骤3）中，加热分解的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在
步骤3）中，加热分解至少满足以下条件：加热温度为210-215℃，加热时间为30-45min；
为了进一步提高加热分解的效果，优选地，在加热分解之前，步骤3）还包括升温过程：
将混合物料自175-185℃以0.3-0.5℃/min的速率升温至210-215℃。
在本发明的步骤4）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在步骤4）
中，相对于100重量份的发泡混炼物，硫磺的用量为6-9重量份，石墨烯的用量为0.9-1.2重
量份，碳酸钙晶须的用量为0.3-0.7重量份。
在本发明的步骤4）中，二次混炼的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使
得制得的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，在
步骤4）中，二次混炼至少满足以下条件：混炼温度为165-170℃，混炼时间为45-60min；
在本发明的步骤4）中，碳酸钙晶须的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得
的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有更优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能；优选地，碳酸钙晶
须满足以下条件：长度为30-40um，直径为0.5-1.2um。
本发明还提供了一种抗撕裂聚乙烯发泡包装膜，该韧性聚乙烯发泡包装膜通过上
述的制备方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1）将植物纤维粉末（粒径为3mm）、甲壳素、硅藻土、氢氧化钠溶液（pH为12）按照100：13：
25：190的重量比混合并于60℃下浸泡处理36h，接着进行过滤取滤饼、清洗（3次，每次固液
重量比为1：20）、干燥以得到改性植物纤维；
2）将PE（重均分子量为8000）、ABA（重均分子量为4000）、氯丁橡胶、硬脂酸锌、硼酸锌、
邻苯二甲酸二异壬酯、卵磷脂、马来酸酐、石棉与改性植物纤维按照100：25：22：10：6：50：
23：12：16：27的重量比于180℃下初步混炼10h以得到初步混炼物；
3）将碳酸氢钠、尿素与初步混炼物按照4：1.6：100的重量比混合，并自180℃以0.4℃/
min的速率升温至213℃下加热分解35min以得到发泡混炼物；
4）将硫磺、石墨烯、碳酸钙晶须（长度为35um，直径为0.9um）与发泡混炼物按照7：1.0：
0.5：100的重量比于168℃下二次混炼50min，接着挤出成型以制得抗撕裂聚乙烯发泡包装
膜A1。
实施例2
1）将植物纤维粉末（粒径为1mm）、甲壳素、硅藻土、氧化钾溶液（pH为11）按照100：11：
22：150的重量比混合并于55℃下浸泡处理48h，接着进行过滤取滤饼、清洗（3次，每次固液
重量比为1：15）、干燥以得到改性植物纤维；
2）将PE（重均分子量为6000）、ABA（重均分子量为3000）、氯丁橡胶、硬脂酸钠、硼酸锌、
邻苯二甲酸二异壬酯、卵磷脂、马来酸酐、石棉与改性植物纤维按照100：23：17：7：4：44：19：
8：14：24的重量比于175℃下初步混炼8h以得到初步混炼物；
3）将碳酸氢钠、尿素与初步混炼物按照3：1.2：100的重量比混合，并自175℃以0.3℃/
min的速率升温至210℃下加热分解30min以得到发泡混炼物；
4）将硫磺、石墨烯、碳酸钙晶须（长度为30um，直径为0.5um）与发泡混炼物按照6：0.9：
0.3：100的重量比于165℃下二次混炼45min，接着挤出成型以制得抗撕裂聚乙烯发泡包装
膜A2。
实施例3
1）将植物纤维粉末（粒径为5mm）、甲壳素、硅藻土、氧化钾溶液（pH为13）按照100：16：
27：220的重量比混合并于65℃下浸泡处理72h，接着进行过滤取滤饼、清洗（4次，每次固液
重量比为1：30）、干燥以得到改性植物纤维；
2）将PE（重均分子量为9000）、ABA（重均分子量为5000）、氯丁橡胶、硬脂酸钾、硼酸锌、
邻苯二甲酸二异壬酯、卵磷脂、马来酸酐、石棉与改性植物纤维按照100：27：26：13：8：58：
27：14：18：42的重量比于185℃下初步混炼12h以得到初步混炼物；
3）将碳酸氢钠、尿素与初步混炼物按照5：1.8：100的重量比混合，并自185℃以0.5℃/
min的速率升温至215℃下加热分解45min以得到发泡混炼物；
4）将硫磺、石墨烯、碳酸钙晶须（长度为40um，直径为1.2um）与发泡混炼物按照9：1.2：
0.7：100的重量比于170℃下二次混炼60min，接着挤出成型以制得抗撕裂聚乙烯发泡包装
膜A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B1，不同的是，步骤1）中未使用甲壳素、硅藻
土。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B2，不同的是，步骤2）中未使用ABA。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B3，不同的是，步骤2）中未使用氯丁橡胶。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B4，不同的是，步骤2）中未使用改性植物纤
维。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B5，不同的是，步骤4）中未使用硫磺。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B6，不同的是，步骤4）中未使用石墨烯。
对比例7
按照实施例1的方法进行制得发泡包装膜B7，不同的是，步骤4）中未使用碳酸钙晶须。
检测例1
通过GB/T1681-2009记载的方法检测上述发泡包装膜的冲击回弹率，通过GB/T6669-
2008记载的方法检测上述发泡包装膜的压缩永久形变，通过GB10808-2006记载的方法检测
上述发泡包装膜的抗撕裂强度，具体结果见表1。
表1
冲击回弹率（%）
压缩永久形变（%）
抗撕裂强度（N/mm）
|
A1
32
41
2.2
A2
30
42
2.1
A3
31
40
2.0
B1
21
31
1.1
B2
22
29
1.2
B3
18
27
1.2
B4
21
28
1.3
B5
20
31
1.4
B6
19
29
1.2
B7
18
30
1.3
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的抗撕裂聚乙烯发泡包装膜具有
优异的力学性能，尤其是抗撕裂性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中
的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这
些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本
发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。