多功能環保氣相防銹薄膜的研制

馬 穎 劉建容 方彩珍 郎豐軍 石爭鳴 黃先球張萬靈 何 銳 王 靚

（1.武漢鋼鐵（集團）公司研究院 湖北 武漢：430080；2.武漢市海鷗防銹包裝材料有限公司 湖北 武漢：430050）

0 前 言

為了解決傳統金屬制品包裝材料存在的缺陷，提高薄膜類包裝材料的物理強度和防銹性能，適應冶金板材、卷材和大型機電產品重載包裝的需要，本文研制了一種功能環保氣相防銹薄膜，由基體塑料與氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料組成混合共擠吹塑而成，無毒性成份、防銹效果好、成本低廉、既能適于黑色金屬、又能適于有色金屬防銹包裝。不僅有利于國內敞蓬運輸，露天存放條件下的冷軋產品防銹，尤其是高附加值的硅鋼片、極薄板的封存防銹；而且包裝成本低于現在使用的防銹紙－塑料薄膜復合包裝成本，不但能給本企業創造良好的經濟效益，符合節約型企業原則，而且能回收再次利用，對環境保護，節約國家資源具有重大的社會效益。

1 試 驗

1.1 試驗材質

IF鋼冷軋鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、硅鋼片，剪切成50mm×50mm×0.8mm等規格試樣。

1.2 組分的配比

多功能環保氣相防銹薄膜的組分，按重量配比由基體塑料與添加劑混合共擠吹塑而成，添加劑按重量配比由氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料組成。

通過系列篩選試驗，前后制作了五種氣相防銹塑料薄膜小樣。

1.3 多功能環保氣相防銹薄膜的制備

多功能環保氣相防銹薄膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）基體塑料原料的選取：按所述重量配比選擇吹塑溫度在130℃～200℃范圍內的塑料顆粒備用；

（2）添加劑原料的選取：按所述重量配比選擇氣相緩蝕劑、分散潤滑劑和載體塑料備用；其中，氣相緩蝕劑選擇四硼酸鈉、鉬酸銨和月桂酸環己胺三種物質的組合，鉬酸銨和月桂酸環己胺熔點在170℃～200℃范圍內，載體塑料也選擇吹塑溫度在130℃～200℃范圍內的塑料顆粒；

（3）添加劑的制備：將步驟（2）所選擇的載體塑料、氣相緩蝕劑和分散潤滑劑投入到高速捏合機中混合15～30分鐘，通過高速捏合機產生的磨擦熱使載體塑料顆粒發粘、使分散潤滑劑在剪切熱的作用下熔化，當氣相緩蝕劑均勻地粘附在載體塑料上時出料，自然冷卻，再投入造粒機中進行造粒；

（4）氣相防銹薄膜的制備：將步驟（3）所獲得的添加劑顆粒與步驟（1）選擇好的塑料顆粒混合均勻，投入到吹塑機的擠出料桶中，在150℃～180℃的溫度范圍內進行共擠吹膜，即可制成多功能環保氣相防銹薄膜。

1.4 多功能環保氣相防銹薄膜的性能評定

對五種環保氣相防銹薄膜進行了防銹性能和物理性能評定

制作的五種環保氣相防銹薄膜外觀見表1。

表1 五種環保氣相防銹薄膜外觀評定結果

表1結果表明，由5＃配方制作的環保氣相防銹薄膜外觀最好，緩蝕劑未析出，膜透明。

對五種環保氣相防銹薄膜進行了性能評定，由于物理性能試驗項目多且試驗方法較復雜，所以首先進行防銹性能試驗，之后再將篩選出防銹性能好的防銹塑料薄膜進行其它性能試驗。

對五種環保氣相防銹薄膜進行了氣相防銹甄別試驗，試驗結果如表2：

表2 五種環保氣相防銹薄膜甄別試驗結果

表2結果表明，1＃～5＃環保氣相防銹薄膜該項性能均達到JB／T6067（氣相防銹塑料薄膜技術條件）中7周期的指標，但現用防銹紙武鋼驗收標準為9周期，所以除1＃、2＃防銹塑料薄膜外，其余三種薄膜均達到武鋼指標要求，其中5＃環保氣相防銹薄膜防銹性又優于其它防銹塑料薄膜，4＃防銹塑料薄膜次之。

對五種環保氣相防銹薄膜進行了濕熱試驗，試驗結果如表3：

表3 五種防銹塑料薄膜濕熱試驗結果

由濕熱結果可見，1＃、3＃環保氣相防銹薄膜耐濕熱性能不合格，2＃環保氣相防銹薄膜耐濕熱性能達到JB／T6067指標，4＃、5＃環保氣相防銹薄膜則分別達到和超過武鋼技術指標，表明5＃環保氣相防銹薄膜耐濕熱性能最好，其次是4＃環保氣相防銹薄膜。

對五種環保氣相防銹薄膜進行了氣相緩蝕能力試驗，試驗結果如表4：

表4 五種環保氣相防銹薄膜氣相緩蝕能力試驗結果

表4結果表明，1＃、4＃環保氣相防銹薄膜氣相緩蝕能力不合格，其余環保氣相防銹薄膜均達到技術指標。

綜合上述性能指標，可以看出5＃環保氣相防銹薄膜無論在外觀、防銹性能、濕熱性能還是氣相緩蝕能力均高于其他。

進一步對5＃環保氣相防銹薄膜進行拉伸強度、斷裂伸長率的檢測，結果如表5所示：

表5 5＃環保氣相防銹薄膜拉伸強度、斷裂伸長率檢測結果

結果表明，5＃環保氣相防銹薄膜拉伸強度和斷裂伸長率均超過GB13022規定的標準值，完全合格之后將5＃環保氣相防銹薄膜與現用防銹紙一起進行了防銹性對比試驗，結果見表6。

表6 5＃保氣相防銹薄膜與防銹紙防銹性試驗結果

表6結果表明，5＃環保氣相防銹薄膜的防銹性優于現用氣相防銹紙。

1.5 與國內外同類產品性能對比

以國內外同類產品為對比，對5＃環保氣相防銹薄膜進行各類性能試驗，試驗數據見表7。

從對比試驗結果可知，制備的5＃防銹薄膜在氣相防銹甄別試驗、濕熱試驗和氣相緩蝕能力試驗中均優于或等于國外同類產品，但其售價只有國外同類產品的二分之一或三分之一，且無毒副作用，不污染環境，符合國家環保標準的要求，完全可以取代進口產品

綜上所述，多功能環保氣相防銹薄膜具有優良的防銹性能，其防銹性能優于國內外同類產品。同時薄膜透明，具有良好的防水、耐油性能，并具有低溫不發生性質改變，粘合性好，強度高，韌性好的優點。

表7 5＃與國內外氣相防銹塑料薄膜性能對比試驗

因此，最終確定多功能環保氣相防銹薄膜的主要組分為（質量分數）：

聚乙烯 92%

四硼酸鈉 1%

鉬酸銨 2%

月桂酸環己胺 3%

聚乙烯蠟 0.2%

乙烯—醋酸乙烯共聚物 1.8%

2 環保及安全

包裝使用過程中不會排放有毒有害氣體、不生產異味、不污染環境，完全滿足國家環保標準的要求，確保工作人員健康。而且由于材料單一，成本低于傳統的紙—塑復合薄膜包裝材料，屬于無公害節約型包裝材料，不僅能給企業帶來良好的經濟效益，而且能回收再次利用，對環境保護和國家資源的節省具有重大的社會效益。

3 結 論

（1）制備薄膜所采用的氣相緩蝕劑與塑料基材的熔點接近，容易滲透到塑料基材中與其融合為一體，具有強度高、密封性能穩定、防銹性能好的特點，不僅能長時間防水、防潮和防銹，而且能耐鹽堿、化學介質及高溫高濕，對被包裝產品的隔離或屏蔽性好，使外界有害氣體、水份等腐蝕介質難以滲透到包裝內。

（2）制備的薄膜適合于多種金屬材料如鋼材、銅材、鋁材、鍍鋅板、鍍錫板、硅鋼板等的防銹包裝，有利于國內敞蓬運輸、露天存放條件下的冷軋產品防銹，尤其是高附加值的硅鋼片、極薄板的封存防銹。

（3）由物理性能試驗結果表明，研制的氣相防銹塑料薄膜透明，具有良好的防水、耐油、耐熱老化性能，并具有低溫不發生性質改變，粘合性好，強度高，韌性好的優點。

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