挤出复合材料设计与生产工艺讲解

1、挤出复合材料设计与生产工艺 安徽霍山鸿润包装技术服务公司 张立润 联系电话：05645222180 手 机邮箱地址： 挤出复合解释 挤出复合是将热熔性树脂，如PP、PE、EVA、 EAA等，由塑料挤出机熔融塑化后经T型模 头挤出在一种基材上，同时与另一基材复合 贴压在一起，冷却后制成复合薄膜的一种方 法。 挤出复合方式 挤出复合目前主要有三种方式：单层挤出复 合，串联挤出复合，共挤出复合。与其他复 合方式相比，挤出复合有其独特的优点，也 有一定的缺点。 挤出复合的优点 1、残留溶剂非常低，符合环保要求 2、生产环境清洁，有利于工人身体健康 3、低成本，不需备很多网辊，

2、上胶量少 4、生产效率高,最多可做九层 5、操作简便 挤出复合的缺点如下： 1、初期设备投资较大； 2、在升温、更换挤出树脂时，损耗较大； 3、生产控制、质量控制较困难； 4、所用LDPE等原料的耐热性低，复合制品 有异味； 5、产品平整度较差，复合强度因材料不同 而不同 挤出复合发展趋势挤出复合发展趋势 1、挤出复合用黏结性树脂和热封合树脂不断改进 和发展，极大地扩大了挤出复合产品的品种和 性能。 2、随着包装产品向多品种、少批量的方向发展， 节约资源、提高效率已成为趋势，挤出复合设 备向自动化、数字化、智能化方向发展。如快 速自动调节的模头，厚度自动测量装置，遥控 生产控制系统等。 挤出复

3、合发展趋势挤出复合发展趋势 3、共挤出复合技术不断发展。共挤出复合可以生产特殊的 功能性薄膜，可减少生产流程，一次性生产出多层薄膜， 且无须溶剂和AC剂，可降低成本，减少昂贵树脂的用 量。总之，共挤出复合的发展适应了缩短生产周期、节 省资源、增加附加值的需求。 4、连线生产设备不断发展。综合性的生产线越来越多，比 如挤出复合与印刷相组合、与湿法复合相组合、与底涂 上光相组合等，可以一次性生产结构非常复杂的产品， 尤其适用于生产液体包装、医药包装、高阻隔产品包装、 调味料包装、牙膏包装等。 挤出复合材料设计 1、食品轻包装 a、方便面外包装 BOPP/挤PE BOPP/挤PP BOPP/挤PP*

4、PE BOPP/挤PE/VMCPP b、冷饮外包装 BOPP/挤PP*PE BOPP/挤PP C、糖果 BOPP/挤PE/LDPE d、饼干内袋 BOPP/挤PE/LDPE BOPP/挤PE/VMCPP e、冷冻 BOPP/挤PE/LDPE f、奶粉袋 BOPP/挤LDPE*EAA/VMPET/CPP BOPP/挤LDPE*EAA/VMCPP g、奶粉小包 BOPP/挤PE/LDPE BOPP/挤PE/CPP h、膨化包装 BOPP/挤PE/VMCPP BOPP/挤PE/VMPET/CPP 2、非食品轻包装、非食品轻包装 a、洗衣粉、洗衣粉 BOPP/挤挤PE/LDPE b、洗发水、洗发水 P

5、ET/挤挤PE/MLLDPE PET/挤挤PE/VMPET/MLLDPE 3、纸塑铝结构 a、瓜子袋 纸/挤PE/AL/挤PE/LDPE b、方便面碗盖 PET/纸/挤PE/AL/挤/LLDPE*EVA 纸/挤PE/AL/挤/LLDPE*EVA 4、果冻膜 ONY/LDPE/挤PE/EVA 5、果冻外袋 OPP/挤PE/CPP 牙膏片材 LDPE/挤PE/LLDPE-E/挤PE/MDPE（全塑） LDPE/挤PE/EAA/AL/挤EAA/PE/LDPE 挤出复合工艺 挤出复合的原理是将温度高、粘度低的熔融 薄膜，经压辊加压，冷却固化后，薄膜与基 材相互粘合而成。当基材的表面有孔隙时， 熔融薄膜

6、还会渗透入表面多孔、起毛的基材 间隙中。 2 5 3 1 4 6 挤出复合示意图 1- 基材一；2- 挤出机；3- 硅橡胶辊； 4- 冷却辊；5- 基材二；6- 收卷； 1 0 2 57 9 1 3 4 6 8 1、5、9- 基材；2、7- 挤出机；3、6- 硅橡胶辊； 4、8- 冷却辊；10- 收卷； 双联挤出复合示意图 三联挤出机，即三个挤出机组 方便面包装膜 常用结构为： BOPP/挤 PP改性 基材 /挤出树脂 基本构成：基本构成： 印刷基材 挤出树脂 二层复合材料构成图二层复合材料构成图 普通洗衣粉包装膜 常用结构为： BOPP / 挤LDPE / LDPE薄膜 基材一 挤出树脂 基

7、材二 其基本构成如下：其基本构成如下： 基材一 挤出树脂 基材二 三层复合材料构成图三层复合材料构成图 方便面碗盖材 常用结构为： PET / 纸 / 挤PE /AL /挤 / LLDPE*EVA 基材一 基材二 其基本构成如下：其基本构成如下： PET干复 基材一 挤出树脂 基材二 挤出树脂 五层复合材料构成图五层复合材料构成图 牙膏片材 常用结构为： LDPE /挤PE/EAA / AL / 挤EAA/PE /LDPE 基材一 基材二 基材三 其基本构成如下：其基本构成如下： 基材一 挤出树脂 挤出树脂 基材二 挤出树脂 挤出树脂 基材三 七层复合材料构成图七层复合材料构成图 生产工艺控制

8、点 1、挤出温度 2、气隙 3、过滤网 4、速度控制 5、缩幅控制 6、树脂的熔融指数和密度 挤出温度 温度的设定主要由所用的树脂决定，合理的 温度设定对挤出复合极为重要。温度太低， 复合膜的剥离强度差、塑化不良、外观暗淡； 温度太高，则塑料易分解、复合膜脆硬、挤 出膜的收缩率增大。另外，T型模头较宽， 两端易散发热量，因此，模头两端的温度设 定可提高23。 各树脂温度 树 脂 机 身 温 度 连接筒 温度 模头温 度 123456 PP 180220220250250275275295275295275295275295275295 LDPE 180220220250250280280300

9、300330300330300330300330 EVA 130150130150150210210230210230210230230230 沙林 180250290290290290290290 EAA 150220260280280280280280 EMAA 180250290290290290290290 气隙 从模唇口到冷却辊、复合压力辊接触线的距离称为 气隙。气隙大，则复合温度低、复合牢度差、透明 度不好；但另一方面，气隙大也增加了熔体表面的 热氧化程度，促进了复合膜剥离强度的提高。气隙 一般控制在50100mm。 另外，模口挤出的PE熔膜要略向复合橡胶辊方 向倾斜，绝不可向冷却

10、辊方向倾斜，避免熔体急剧 降温影响复合膜的剥离强度。 气隙是指从模唇到熔融膜与冷却辊，压力辊相切的切 点的距离 图3-1 气隙示意图 图3-2 气隙与粘合力关系 气隙小，熔融树脂在空气中滞留时间短， 热量损失小，在接触点薄膜温度高，涂覆 牢度就好；而气隙过大，熔融树脂在空气 中滞留时间长，热量损失大，在接触点薄 膜温度低，涂覆牢度就差。 最优气隙一般控制在90130mm之间。 过滤网 过滤网的作用是过滤熔体，使熔体流动均匀，并且形成背压作 用。过滤网的设置组合有多种形式，如40/60/80/20、 20/100/20、80/100/120/80、80/100/120/120/80等， 较细的网

11、目可使熔体流动均匀，塑化良好，但会使背压提高。 如何更换过滤网呢？应把T模、连接器等保持一定温度， 拆开挡板，将挤出机低速运转，使过滤网被熔体慢慢顶出。用 铜片把树脂清理干净，把换下的多孔板上的树脂烧掉，并自然 冷却。 对于安装有自动换滤网设备的挤出机，只要熔体压力达到 一定值或运转了一定时间后，自动切换就可以了。 速度控制 速度控制主要是螺杆转速、牵引速度与产品 厚度和性能的匹配关系。螺杆转速高，牵引 速度慢、薄膜厚度大；螺杆转速小，牵引速 度快、薄膜厚度小。如果挤出量偏大，牵引 速度过快，会造成薄膜的透明度下降，纵向 取向增大，使薄膜的机械方向性增高。 当挤出量和薄膜的宽度一定时，薄膜的

12、厚度可以通过涂布的速度来调整。 压辊、冷却辊、模唇位置示意图 缩幅控制缩幅控制 熔体帘在模口下垂过程中会发生弹性回复， 使得两边有一定的缩幅，不但使复合膜两边 增厚，影响收卷及成品质量，还会使得挤出 复合宽度控制困难。缩幅除了与树脂本身的 性能有关外，还与挤出温度及牵引速度有相 当大的关系。 树脂的熔融指数和密度 树脂的熔融指数越高，树脂在熔融状态时的 流动性越好，熔融后流淌下来的薄膜粘度就 越低，其粘合力越大。 树脂的熔融指数越低，树脂在熔融时的流动 性越差，粘合力也越差。 树脂密度小，支链含量高，表面易活化，粘 合力也就越大。 挤出复合原材料的选择挤出复合原材料的选择 同种材料的挤出复合

13、挤出复合如果基材和挤出树脂是同一种聚 烯烃，就不需要上粘合剂，譬如，在LDPE 薄膜基材上挤出LDPE树脂，在BOPP或 CPP基材薄膜上挤出PP树脂，就不需要上 粘合剂也能够达到较高的剥离强度。 铝箔、镀铝膜的复合 离 聚 体 例 如 S u r l y n （沙 林） 高抗冲和耐刺穿性能的韧性薄膜。对于尖锐物体的贴体包装 非常有用。Surlyn具有很宽的热封温度范围，热粘性良好， 这使其对于成型、充填和封口操作非常有用。Surlyn同样 还能和铝箔形成非常好的粘附，良好的抗油性，有污染时也 能封口，所以可以包装含油和含尘制品，但其价格昂贵。 “沙林”加工完毕后应用聚乙烯把“沙林”从料筒中挤

14、出，以 防止树脂长时间在高温中停留产生降解以致影响螺杆并增加 下一次开机前清洗料筒的时间。 乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA EMAA系由乙烯与甲基丙烯酸共聚制成，可以为加工聚乙烯 树脂而设计的普通挤出和共挤出涂布设备进行加工。 由于乙烯已被改性，因此它与聚乙烯树脂相比具有极低的 结晶度、非常良好的透明度、韧性、弹性和柔软性。 EMAA与“沙林”这两种物质的化学特点很相似，但在热粘 合性、热封温度、热封范围、耐油性等方面有些不同。 EMAA比“沙林”价格低，但这两种材料与铝箔的黏附性能 基本相同，因此与铝箔粘附生产的复合包装，选用“EMAA” 比较合适。 乙烯-丙烯酸共聚物EAA 例如PRIMACOR（百 马） 百马的主要分子结构特点为沿着主链均随机分布着 羧基,羧基易与极性物质结合，故能提供极优良的粘 合特性，而且相邻链中的羧基可相互以氢键结合， 形成一种极佳的内部韧度。羧基能阻止结晶，可增 加产品的透明度及降低熔点与软化点，从而能够改 良热封性能。 EAA与EMAA 的化性能很相似 。 牢靠AE 牢靠TM（Nucrel）AE可以掺和在LDPE中使用。其性能介 于EMAA与LDPE之间，由于牢靠AE与LD