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挤出涂层级LDPE树脂国内外发展彭金瑞

2009年第19卷第5期塑料包装25

一、概述

挤出涂层级（ExtrutioncoatingLDPE专用树脂是通过与纸、纸板、编织袋、BOPP、BOPET、BOPA、铝箔等基材挤出涂复后用于包装食品、液体、粉末、药品、农用物资、化学品等产品。

典型应用包装牛奶、果汁等液体纸盒涂层、锡箔涂层、多层膜结构的热封层以及提供阻湿作用的纸式无纺布的涂层等,并应用于高档复合膜制品及液体无菌包装制品的LDPE树脂。

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高,对食品、服装等产品的包装要求越来越高,单层的薄膜常常无法满足包装的要求,各种基材经LDPE树脂挤出涂覆后的复合制品具有防水、防潮和不易破裂等特点,能够最大限度地满足多方面性能要求而被广泛地应用,并得到迅速发展。

随着生产企业对自己产品包装的重视和包装工业的发展,极大地带动了挤出涂层级LDPE专用树脂用量的增长,且可加工品种不断扩充,已拓展到包括牛皮纸、白卡纸等各种纸类;聚酯膜、PP膜、玻璃纸的各种膜类,还包括其它如PP编织袋、胶带、铝箔等材质。

LDPE涂层专用树脂主要应用于包装行业,有液体无菌包装、复合软包装和其它工业包装领域。

并从复合软包装逐渐扩展到淋膜纸、广告用纸、化肥袋、水泥袋和其它大型货品的包装挤出涂层,用量呈逐年上升趋势。

世界上的挤出涂层级LDPE树脂90%以上采用高压釜式法生产。

目前,釜式法最大单线反应器能力为18万吨/年（有可能达到20万吨/年,是QGPC公司用Orchem（CdF技术建在卡塔尔的装置。

目前,国内只有燕山石化有高压釜式法装置。

该装置于1976年6月建成投产,由三条年产6万吨的生产线组成,总设计生产能力为18万吨/年,目前,年产涂层级LDPE树脂14万吨左右,有1C7A、1C10A、1C7A-1等牌号。

二、国内外挤出涂层级LDPE专用树脂生产概况

1.挤出涂层级LDPE生产工艺及特点

LDPE是用两种高压液相法工艺生产的,即釜式法和管式法。

釜式法工艺生产的聚合物具较宽的分子量分布,有较多的支链;而管式法工艺的产品分子量分布较窄,支链较少。

釜式法工艺和管式法工艺各有千秋。

一般来说,大规模装置倾向用管式法,生产专用牌号的装置更倾向用釜式法。

而釜式法生产LDPE有以下特点:

分子量分布宽,使熔体有良好的流动性,易于在

挤出涂层级LDPE树脂国内外发展彭金瑞陈青葵郭志

（中石化北京燕山分公司质量监督检验中心

摘要:

挤出涂层级LDPE专用树脂90%以上采用高压釜式法生产,国内市场常用的国外原料有LG化学的LB7500、BPNovex的19N730、Dow的722等,国内原料主要有燕山石化的1C7A、1C10A、1C7A-1等,这些原料主要应用于淋膜纸、杯、碗等行业、标签转贴膜、编织带及其他杂品包装的涂布市场、液体无菌包装、食品药品复合软包装等领域。

对燕山石化开发的涂层料1C7A-1专用料进行了重点介绍。

关键词:

挤出涂层LDPE高压釜式法包装1C7A-1

塑料包装2009年第19卷第5期26

基材表面铺展、浸润。

支化度高,易于氧化形成极性基团,加强与基材

表面的化学键合。

对分子量和支链长短的可以根据要求视产品的用

途而定,如用做重包装材料,分子量应大些,长链支

化度高些;如用作轻包装材料,要求涂层均匀,则分

子量应小些。

做为挤出涂层工艺用的涂层树脂,LDPE必须满足

以下性能要求:

（1基材和聚乙烯间需有很好的粘结能力。

（2高温加工时具有良好的热稳定性。

（3具有良好的流动性。

（4具有良好的热封性。

因此,目前市场上常见的涂层级LDPE树脂绝大多

数都是釜式法所生产的。

2.国内外代表性涂层级LDPE树脂牌号及性能

国内市场常用的国外原料有LG化学的LB7500、

现代的XL600、XL610、TPC的L705、BPNovex的

19N730、Dow的722等,其中以19N730、LB7500、

DOW722质量最好。

按MFR分,各大石化公司的涂层级

LDPE树脂一般三种典型牌号,一为4~5g/10min,二为

7~8g/10min,三为10~12g/10min,其中以7~8g/10min

为通用牌号,产量最大。

国外涂层级LDPE的一些主要参考应用牌号见下表

2。

韩国LGLB75007.50.918LB45004.50.919LB50005.00.918

韩国现代XL6008.00.916

XL6108.00.918

XL5055.00.916

Atofina

LA07107.50.918LD030440.924卡塔尔071070.918Dow

7228.00.91840055.50.9184010100.918

北欧化工

CA72304.50.923CA82007.50.918CA9150150.915ExxonMobil

LD2007.50.915LD25180.916

BPNovex

19N430

（19N730

7.50.92023L4304.10.92418R430150.918新加坡TPC

L70570.918L4203.50.918国内生产涂层级LDPE树脂的厂家主要有燕山石化、大庆石化。

其中燕山石化是国内涂层料的主要生产商。

国内装置生产的LDPE牌号见下表3。

3.国内挤出涂层级LDPE专用树脂生产情况目前,国内LDPE涂层料消耗总量在30万吨左右,进口料约占50%,国内涂层级LDPE产量为16万吨,占市场需求量的50%,主要为燕山石化的1C7A。

主要涂层料06、07年产量见下表4。

2009年第19卷第5期塑料包装27

表4:

涂层料专用树脂产量及牌号情况吨

由于目前国内能够生产高质量的LDPE涂层料只有北京燕山石化,挤出涂层专用树脂产品品种少,不能满足国内LDPE涂层料的巨大市场需求。

国内产量最大的LDPE1C7A涂层树脂综合质量和普通进口产品基本相当。

新产品1C7A-1,通过改变聚合工艺条件、改变LDPE的支化;控制合适的分子量及分子量分布;降低超高分子量和极低分子量部分;控制小分子含量;使

得1C7A-1具有更加优良的加工性能:

更高的加工速度大于400m/min、更少的涂层重量和厚度、更好的加工稳定性、较小的缩幅度能够满足国内大部分挤出复合生产线的要求,卫生性方面也能够满足液体无菌包装要求和改善操作环境要求。

由于挤出涂层级LDPE树脂的附加值要高于普通吹膜级LDPE树脂,国内一些大型石化企业也尝试在管式法生产线上生产此种专用料,如大庆的18G、齐鲁的1922T等,但受聚合工艺特点限制,产品的分子量分布窄、支化度低,因此加工中粘接性差,缩幅大,无法与高压釜式法产品质量相比,一般仅用在对质量和加工速度要求不高的编织带的涂布。

三、国内应用领域及消费概况

1.淋膜纸、杯、碗等行业。

纸塑复合是涂层级LDPE的一个重要产品。

主要用于一次性纸杯纸、方便面纸碗及纸塑胶粘带的生产。

2006年,纸塑复合用涂层级LDPE用量约5万吨。

从事纸塑行业的主要厂家的产量、设备、用料情况如下表5:

2.标签转贴膜

常用的复合包装材料典型实例之一,是一种粘贴在商品上的标签纸,或称不干胶签,也有人叫做“即时贴”（JAC。

浙江永益复合材料有限公司是国内专业生产不

表5:

淋膜纸行业生产及用料情况

序号企业名称

2006年

消耗量（吨

主要牌号

1南京吉利纸业有限公司5001C7A、1C7A-1、LB75002南京经纬纸业有限公司50000710、7500、19N4303上海四环复合材料有限公司2000L705、1C7A、19N430、75004江阴美源实业有限公司10001C7A、19N430

5宁波东方新材料科技实业公司15001C7A

6宁波海曙麦吉利纸业工贸有限公司3000L705、1C7A、19N、75007临沂美乐包装品有限公司12001C7A

8济南中产纸品有限公司60001C7A、LD100AC9镇江大东纸业有限公司20001C7A

10金东纸业公司15001C7A、1C7A-1

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干胶系列商标纸、防粘隔离纸、食品包装袋纸、牛皮瓜子袋纸的重点厂家。

公司拥有涂塑、上硅、制胶、复合、分切、加工等全套生产工艺,年生产能力达15000吨。

寿光永益是集团公司下属的一家厂,主要产品为不干胶底纸。

目前具有4台复合膜机组,宽幅1100mm,生产速度60m/min。

主要原料为LD100AC,月用量在300~400吨。

曾经使用过1C7A,采用LD100AC是为了降低原料成本。

并且100AC也可以满足他们生产的需要。

目前基本上不再使用1C7A。

上海四环复合材料有限公司为沪港合资企业,公司主要产品为不干胶标签,装潢材料,广告材料涂塑底纸,涂塑文化用品、食品、医用材料的包装材料;并承接纸基、布基、树脂基材料与PE的复合业务。

公司年生产能力为1.4万吨（约16000万m2。

该公司有两条欧洲引进的挤出复合生产线,最大加工幅宽和最大加工速度分别为1700mm（250m/min和1300mm（180m/min,该公司使用1C7A一般加工速度为140~150m/min。

总体来说,1C7A的质量还是比较稳定的,粘接性好,但生产中烟雾大,有时波动较大。

使用进口料主要有TPC的L705、LG的LB7500、BP的19N430,最近使用LB7500的量逐渐增加。

从这两家主要的不干胶生产厂家的规模来看,总的用料量已达3万吨,说明此应用领域具有很大的规模,市场很大,但由于成本的问题,很多类似的厂家,特别是中小厂家已经开始采用其他非涂层级LDPE代替。

3.编织带及其他杂品包装的涂布市场

该应用领域主要集中在江浙地区,特别是温州地区。

估计2006年,编织带用的涂层级LDPE总量达到7万吨以上。

常州市永红蓬布有限公司主要使用涂层级LDPE用于蓬布的复合,月用量约60吨,主要使用进口料:

9730、XL610、LD6364、950、MP20、MP26和卡塔尔的0710,其中0710最便宜。

该公司在要求较高的特殊品种上使用1C7A,对1C7A的质量还是极为认可的。

上海良益塑料有限公司主要生产各类布等基材的挤出聚乙烯膜复合材料,拥有一条生产线,幅宽1500mm,目前主要使用燕化公司的1C7A,月用量约100吨,由于该公司产品所需涂层较厚,因此对速度要求并不高。

此行业厂家较多、规模不大,用料品种较为繁杂,统计困难,但涂层料的需求和消耗量很大。

4.液体无菌包装

液体无菌包装用LDPE涂层是技术含量较高的产品,主要应用于奶制品和饮料等液体食品的包装,近年来需求量逐渐上升,采用挤出复合方法生产。

如瑞典公司推出的、著名的“利乐包”,它有方砖型和屋顶型两种,纸盒的容积有250毫升、500毫升和1000毫升等。

所用的复合纸共有七层,即低密度聚乙烯（LDPE/苯胺印刷面/复合原纸（定量175~180g/LDPE/铝箔（厚度7~9微米/Surlym（沙林树脂/LDPE。

如此多层的结构才具有防止空气渗透和漏水、隔热的性能,确保包装的内容物在保质期内保鲜不坏。

其中三层LDPE采用相同牌号的涂层级LDPE,分别起保护、粘接和热封的作用。

目前,利乐公司在国内有三条生产线,2005年共消耗进口涂层级LDPE约3万吨。

与此同时,以伊利、蒙牛为代表的奶制品行业及以汇源为代表的饮料行业的迅猛发展,极大地刺激了市场对于液体无菌包装的需求,同时也吸引国内一些厂家开始涉足液体无菌包装领域,目前主要厂家有山东泉林包装有限公司、青岛人民印刷有限公司、山东鲁泰包装有限公司、上海人民印刷厂、临沂美乐公司等。

初步统计,2006年液体无菌包装共消耗涂层级LDPE5.0万吨,比2005增长20%。

使用的涂层级LDPE为LG化学、DOW化学和BP公司产品,国产料目前仅有一些小厂使用,用量仅2%左右,详见表6。

5.食品药品复合软包装

挤出复合软包装是涂层LDPE是挤出复合的第2个大的应用市场,大约有20%的涂层聚合物应用于这个领域用来生产不同类型与纸和铝箔的复合膜,用于包装食品、医药以及个人护理用品等。

国内生产厂家主要有上海人民塑料印刷厂、上海

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紫江彩印包装有限公司、广州市金威龙实业股份有限公司、大连大富塑料彩印有限公司、无锡国泰彩印有限公司、佛山塑料集团股份有限公司、青岛益青印刷包装厂、江苏申龙高科股份有限公司、黄山永新股份有限公司,这几家同时为复合膜协会理事单位。

除了包装食品之外,国内目前已经加大了复合膜在医药包装的力度,如药用铝塑复合膜等,生产厂家有中金医药包装、南方包装有限公司等企业,详见表7。

综上所述,2006年LDPE涂层料消耗总量在30万吨左右。

在涂层级LDPE树脂的使用中,比较低端、生产工艺简单的生产领域,国产料占有一定的优势,有影响的牌号为燕山石化的1C7A、1C10A等。

但中高端产品,如食品药品复合软包装,液体无菌包装等生产工艺复杂,生产速度快,卫生性要求高的领域,进口的技术优势开始显现,在价格高出国产料2000元/吨的情况下,生产厂家依然选择使用进口料。

表6:

液体无菌包装生产企业生产及用料情况吨

表7:

部分复合软包装生产企业生产及用料情况吨

30四、挤出复合包装行业发展趋势塑料包装2009年第19卷第5期低于世界人均的8.8公斤。

国家已将液态奶无菌包装列为最先开发项目，并斥资20亿元扶持液态奶工业的发展。

由此可见，我国液态奶无菌包装具有极大的发展空间，市场前景光明。

2.复合软包装据有关资料显示，全球消费品的软包装市场高达300亿美元。

但单一软包装材料对内装物的保护性差，所以多用复合材料。

复合薄膜的种类很多，常见的有玻璃纸与塑料薄膜的复合，塑膜与塑膜的复合，铝箔与塑料薄膜的复合，铝箔、玻璃纸与塑膜的复合，各种纸张及其印刷品与塑料薄膜的复合等等，有30～40种之多，复合层数一般为2～5层不等。

各种复合薄膜的基本结构是以PT，BOPP，NY，PET等非热塑性或高溶点薄膜为外层，以PP、PE为内层进行综合应用。

各层薄膜复合在一起，同时具有防潮、防气、防光、耐热、耐油，热封性好等优良性质，成为比较理想的包装材料。

有关数据表明，近年来软包装已占领化妆品八成以上的包装市场份额，成为化妆品最主要的包装容器。

据统计，中国的化妆品市场以年均15%的速度增长。

到2010年销售总额将达到800亿元。

而作为化妆品的主要包材，软包装将拥有更大的用武之地。

2.1在食品包装方面目前，在食品工业上使用的复合包装材料最多。

例如，铝箔/蜡/薄纸（用于口香糖包装）、铝箔/薄纸/蜡（用于巧克力包装）、铝箔/防油胶黏剂/羊皮纸（用于牛油、奶酪包装）等。

一般而言，复合包装材料皆具有防水、抗油、耐热等特性，其用途甚广。

大体上可用于：

（1）固体食品，如方便面、各种奶糖、麦片、巧克力、紫菜、茶叶、各类干果（如葡萄干）、膨化食品的包装；

（2）液体食品，如牛奶、甜酒、果汁、酱油、醋等包装；（3）保鲜食品，用于生鱼、鲜肉、禽蛋等的包装。

未来两年，软包装在食品业的销售额将超过包装加工业97亿美元销售额的56％。

2.2在药品包装方面除了食品包装外，软包装在医药包装方面增长很从市场发展情况看，涂层的彩印、复合包装在国内处于发展成熟时期，特别是用于出口产品的包装上，消耗增速迅猛，随着国内出口贸易的增加，市场需求也将不断增加，预计涂层级LDPE树脂的需求量将以年均11-13％的速度增长，2007年国内需求将达到35万吨以上。

1.液体无菌包装由于无菌加工和包装可使产品具有长保质期且无需冷藏，它有助于以较低的成本将高质量的液体食品运送至较远的地方，不仅使生产商的食品生产过程更为合理化，还缩短了零售商的存储过程，为消费者提供了更多便利和更多食物。

因此近几年无菌塑料袋包装和无菌杯式塑料瓶包装发展十分迅速，这种无菌袋包装主要采用PET镀铝膜与PE复合，而无菌杯式包装使用多层共挤片材PP/PE/EVA/PVDC/PS。

随着我国乳制品市场的迅速发展，对乳制品的处理技术、包装要求也相应地提高了。

目随着我国乳制品市场的迅速发展，对乳制品的处理技术、包装要求也相应地提高了。

在我国十五计划末，我国每年需要无菌保鲜包装约67.5亿个（按250ml装计），到2030年则需要200多亿个。

果汁饮料和其他行业以其中10％采用无菌复合纸包装材料计，2005年每年需45.2亿个（平均按500ml装计），2015年则需148亿个。

随着国内消费对牛奶、果汁等饮料需求量和质量要求的不断上升，中国无菌包装市场的需求每年将以20％~30%的速度增长，未来5年国内还有将近300亿元的市场空间。

中国牛奶消费市场巨有庞大规模和发展潜力，已吸引了利乐、SIG康美包、国际纸业这三大国际无菌包装巨头进来。

利乐、SIG康美包和国际纸业这三大巨头霸占了全球无菌纸包市场的天下。

其中，排名第一的瑞典利乐和排名第二的瑞士SIG康美包共取得了九成的市场份额，各占75%和15%的比率。

目前，无菌包装在我国饮料行业中仅占5％，在乳制品中占10％，而发达国家占65％。

另外，牛奶在我国人均5.1kg，而世界人均38kg,果汁的人均占有量也

2009年第19卷第5期塑料包装31快，根据美国软包装协会报道，2003年，世界医药产品基本包装需求的增长为4.2％，总产值达到112亿美元；在未来的5年内，医药包装将成为世界软包装业的第二大经济增长点。

药品对包装材料的基本要求是防止内容物变质，其主要措施是防湿；阻气；避光、无菌、热封。

此外，为了确保内容物的品质以及填充包装、储运过程的安全，还要求包装材料确保内容物稳定、耐热以及不会产生有害物迁移等卫生性能；同时还要求材料具有一定的拉伸、抗冲击、耐穿刺和耐撕裂强度等。

目前还没有单层薄膜兼具以上各种功能，采用二层或二层以上多层复合、多壳复合制得的多层复合薄膜或者涂薄膜，则可以取长补短，满足多项要求。

西药分为片剂、粉剂、针剂等，过去它们的包装，偏重在塑料和玻璃这两种材料。

后来泡罩包装材料获得了较大的发展，使用这种包装的生产成本低、加工速度快、保护药品的性能好，对患者既经济又方便。

据初步统计，现在每年以8%的比例增长。

泡罩包装实际上也属于复合包装材料的应用之一。

铝箔的细化结果是镀铝膜（VAM），用聚乙烯（PE）/VAM/纸/PE来包装药品，其优点是：

减小体积，阻隔性好，防止受潮变质，并能延长有效期。

当前，在这方面使用的复合包装材料的已有不少，如PVDC/VAM/PP（聚丙烯）、PET（聚酯薄膜）/VAM/纸/PE等。

而中药有丸、散、膏、丹等，传统包装已不能适应新形势，预料复合包装材料可以一显身手。

遗憾的是，报道的有关研究课题甚少。

多层结构医用包装薄膜一般采用PE／粘接剂/PA/粘接剂/PE/粘结剂/PA/粘接剂／PE9层结构，也可用PP代替PA，其他结构一样，厚度通常为0.05~0.4mm。

目前共挤薄膜的层数在不断增加，已有多家公司能够生产8层、9层甚至11层的医用包装薄膜。

目前，国外药品包装用多层复合薄膜都是在以食品包装公司为主力，在其多层结构食品包装薄膜生产线上开发的。

由于医用塑料包装具有较大的市场潜力，且利润较高，目前还有多家食品包装薄膜公司拟进军医药包装薄膜领域。

3.国内挤出涂层设备及包装设备概况据复合膜制品委员会统计，国内现有涂膜进口生产设备200台以上，国产设备600-800台，总量约8001000台。

不同的生产设备，其生产技术水平和产品种类、质量水平也有较大差异。

国内复合膜生产厂大多规模较小，一般只拥有一至两条生产线，但其数量较大。

设备水平也差距较大，进口设备质量水平在高于国产。

进口设备主要从日本、意大利、奥地利进口，国产设备主要是江浙、汕头地区生产。

国内使用的复合膜设备主要由日本武藏野（MUSASHINOKIKAICO.,LTD.）、日本的摩登公司和加拿大的MacroEngineering&TechnologyInc.生产。

日本武藏野公司的挤出复合机速度可以到350m/min，在国内有几十条生产线，但国内的生产线速度基本在180m/min以下。

我国软包装设备制造业只有十几年的历史，在引进的基础上，通过消化吸收，从初期只能生产400mm宽、速度仅有20m／每分钟的卫星式印刷机、干式复膜机、挤出机和分条机；小型（宽度250mm）中封合掌机、边封机，到目前已能生产速度为150m／分、宽度为1000mm以下的凹版印刷机、干式复膜机、挤出复膜机、分切机等装备。

目前我国软包装设备生产已具备行业规模，形成广东汕头、江苏无锡、浙江温州海宁、陕西西安等几个较大规模的软包装设备生产基地，初步具备了替代进口设备的能力。

随着无菌包行业的发展，光靠进口已不能满足生产需要，国内无菌包装设备厂也开始自主研究和开发，有的企业已经研制生产出了综合性能达到国际先进，国内领先水平的无菌包装机。

如广东远东食品包装机械有限公司、南京昊晟包装机械公司等。

国内包装行业特别是液体无菌包装和复合软包装领域发展迅速，挤出涂层级LDPE树脂需求量迅速增加。

挤出涂层级LDPE大多为釜式法工艺生产，国内仅燕山有一套釜式法能生产高品质涂层级LDPE。

国产涂层级LDPE树脂的使用中比较低端的生产领域占有一定的优势；中高端产品，生产速度快，卫生性要求高的领域，进口原料占据了国内大部分高端复合包装用涂

32层级LDPE的市场。

塑料包装2009年第19卷第5期时有较好的粘结强度。

与高品质国外进口涂层料料在分子结构、加工性能以及热封等其他性能方面非常接五、燕山石化涂层料1C7A-1性能介绍1.生产装置燕山石化涂层级LDPE专用树脂1C7A-1是由燕化公司第一聚乙烯装置生产。

该装置引进住友化学株式会社高压釜式法生产工艺，于1976年6月建成投产，由三条年产6万吨的生产线组成，总设计生产能力为18万吨/年。

产品主要用于膜料（film、注塑料（Injection、涂层料（coating、重包装料（Heavy-dutypackage和高熔指料等，共五大类二十多个牌号。

每年年产涂层级LDPE树脂13万吨左右，主要有1C7A、1C10A、1C7A-1等，占据了国内涂层料市场的大部分份额。

2物性指标近。

3．流变性能我们通过毛细管流变和旋转流变对涂层级LDPE进行测试其熔体流变性能，表征其加工性能。

通过毛细管流变的测试结果（表9）我们可以看出：

1C7A-1在两个温度条件下比1C7A-1都有更高的熔体拉伸断裂速率和较小的熔体拉伸张力与国外进口涂层料比较接近。

因此1C7A-1在挤出复合加工时，熔体淋膜更容易被拉伸，在高速下不易破膜断膜，可以进行高速加工。

4．通过挤出涂覆试验来测试加工速度和缩幅我们经过多次的加工性能方面的试验摸索和经验表8：

涂层料基础物性测试项目熔体质量流动速率（MFR190/2.16密度（A法挥发份维卡软化点熔胀比熔融温度拉伸断裂