CN107586396B - 一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层及其制备方法。在薄膜的两个表面覆有至少一层由聚乙烯醇层和单宁酸层形成的组合涂层，组合涂层中聚乙烯醇层和单宁酸层分别作为内层和外层。其制备方法包括：制备聚乙烯醇和单宁酸溶液。将薄膜在足量的聚乙烯醇溶液中充分浸泡，去离子水中清洗，烘干；然后在足量的单宁酸溶液中浸泡，去离子水中清洗，烘干。重复若干次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的薄膜。本发明的制备方法简单易行，处理后薄膜具有良好的屏蔽紫外和阻氧性能，且保持了薄膜本身的透明性，在包装材料等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层及其制备方法，尤其是涉及一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层及其制备方法。
背景技术
紫外线通常指的是阳光中波长10-400纳米的光线。长期暴露在紫外线下，材料的性能，特别是人身健康，会受到损害。此外，食品或药品在流通过程中，氧气是导致其变质的主要因素之一。为了降低上述危害，人们进行了很多研究工作。其中，比较有效的方法之一是在基体表面构建具有屏蔽紫外线或阻氧涂层。但是，同时兼顾屏蔽紫外线和阻氧的功能涂层比较少见。而且，现有技术方法往往需要复杂的化学处理工艺。因此，采用简单有效的方法，构筑同时具备屏蔽紫外线和阻氧的功能涂层是有价值的。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层及其制备方法。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一、一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层：
在膜的两个表面覆有至少一层由聚乙烯醇层和单宁酸层形成的组合涂层，组合涂层中聚乙烯醇层和单宁酸层分别作为内层和外层。
所述的膜为聚乳酸膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜或聚乙烯膜。
二、一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)制备聚乙烯醇和单宁酸溶液；
2)将膜在足量的聚乙烯醇溶液中充分浸泡1～5min，去离子水中清洗2次，烘干；然后在足量的单宁酸溶液中浸泡1～5min，去离子水中清洗2次，烘干；
3)重复步骤2)若干次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的膜。
所述的聚乙烯醇溶液采用以下方式制备：将干燥后的聚乙烯醇原料加入沸腾的去离子水中，搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为0.5-2.0wt％的聚乙烯醇溶液。
所述的单宁酸溶液采用以下方式制备：常温下，伴随搅拌，将干燥后的单宁酸粉末溶解于去离子水中，得到均匀透明的浓度为0.5-2.0wt％的单宁酸溶液。
与背景技术相比，本发明的有益效果是：
本发明选用聚乙烯醇和单宁酸，基于氢键作用力驱动的层层组装法，在聚乳酸薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜等表面构筑多层涂层，使基体薄膜同时具备屏蔽紫外、阻氧功能，还有防水雾的功能，且保持基体薄膜自身的透明性。
本发明的制备方法简单易行，无需复杂的化学处理工艺和设备；处理后的薄膜在包装材料等领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的实施例与对比例如下：
实施例与对比例中聚乳酸薄膜、聚乙烯醇(1750±50,≥99.0％)和单宁酸(分析纯)均为市购材料。
实施例1：
(1)将4g干燥后的聚乙烯醇原料加入796g沸腾的去离子水中，磁力搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为0.5％的聚乙烯醇溶液。
(2)常温下，在磁力搅拌下，将4g干燥后的单宁酸粉末溶解于796g去离子水中，得到均匀透明的浓度为0.5％的单宁酸溶液。
(3)将聚乳酸薄膜(长度×宽度：10cm×10cm)在步骤(1)中形成的聚乙烯醇溶液中浸泡1min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干；在步骤(2)中形成的单宁酸溶液中浸泡1min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干。
(4)重复步骤(3)30次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的聚乳酸薄膜。
屏蔽紫外和阻氧性能测试结果见表1。
实施例2：
(1)将8g干燥后的聚乙烯醇原料加入792g沸腾的去离子水中，磁力搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为1.0％的聚乙烯醇溶液。
(2)常温下，在磁力搅拌下，将8g干燥后的单宁酸粉末溶解于792g去离子水中，得到均匀透明的浓度为1.0％的单宁酸溶液。
(3)将聚乳酸薄膜(长度×宽度：10cm×10cm)在步骤(1)中形成的聚乙烯醇溶液中浸泡2min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干；在步骤(2)中形成的单宁酸溶液中浸泡2min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干。
(4)重复步骤(3)20次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的聚乳酸薄膜。
屏蔽紫外和阻氧性能测试结果见表1。
实施例3：
(1)将16g干燥后的聚乙烯醇原料加入784g沸腾的去离子水中，磁力搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为2.0％的聚乙烯醇溶液。
(2)常温下，在磁力搅拌下，将16g干燥后的单宁酸粉末溶解于784g去离子水中，得到均匀透明的浓度为2.0％的单宁酸溶液。
(3)将聚乳酸薄膜(长度×宽度：10cm×10cm)在步骤(1)中形成的聚乙烯醇溶液中浸泡5min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干；在步骤(2)中形成的单宁酸溶液中浸泡5min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干。
(4)重复步骤(3)10次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的聚乳酸薄膜。
屏蔽紫外和阻氧性能测试结果见表1。
对比例1：
(1)将16g干燥后的聚乙烯醇原料加入784g沸腾的去离子水中，磁力搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为2.0％的聚乙烯醇溶液。
(2)将聚乳酸薄膜(长度×宽度：10cm×10cm)在步骤(1)中形成的聚乙烯醇溶液中浸泡5min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干。
(4)重复步骤(2)10次，得到所述的表面覆有聚乙烯醇涂层的聚乳酸薄膜。
屏蔽紫外和阻氧性能测试结果见表1。
对比例2：
(1)常温下，在磁力搅拌下，将16g干燥后的单宁酸粉末溶解于784g去离子水中，得到均匀透明的浓度为2.0％的单宁酸溶液。
(2)将聚乳酸薄膜(长度×宽度：10cm×10cm)在步骤(1)中形成的单宁酸溶液中浸泡5min，用500mL去离子水清洗2次，40℃下烘干。
(4)重复步骤(2)10次，得到所述的表面覆有单宁酸涂层的聚乳酸薄膜。
屏蔽紫外和阻氧性能测试结果见表1。
本发明各个实施例均进行了屏蔽紫外和阻氧性能测试，测试结果如表1所示，其中空白样为不含涂层的聚乳酸薄膜。屏蔽紫外性能测试方法：采用紫外分光光度计(型号：Lambda 900，美国Perkin Elmer公司)测试，波长范围：200-800nm，表1中的紫外吸收率是以280nm处为例。阻氧性能测试方法：气体渗透仪(MOCON Ox-tran2/21，美国MOCON公司)，温度23℃，湿度50％RH。
表1
分析表1中数据可知，实施例1、2和3中，在聚乳酸薄膜表面制备的涂层中包含聚乙烯层和单宁酸层，此类涂层使聚乳酸薄膜具备了良好的屏蔽紫外和阻氧性能。与实施例3相比，对比例1中，在聚乳酸薄膜表面制备的涂层中只包含聚乙烯醇层，此类涂层没有使聚乳酸薄膜具备屏蔽紫外性能，此类涂层使聚乳酸薄膜阻氧性能有所改善，但是不明显。与实施例3相比，对比例2中，在聚乳酸薄膜表面制备的涂层中只包含单宁酸层，此类涂层使聚乳酸薄膜的屏蔽紫外和阻氧性能都有所改善，但是都不明显。
上述实施例仅用来解释本发明，而不是限制本发明的保护范围。在本发明的精神实质和权利要求保护范围内做出的任何等效变化或修饰，都视为在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层，其特征在于：在膜的两个表面覆有至少一层由聚乙烯醇层和单宁酸层形成的组合涂层，所述的组合涂层是由聚乙烯醇层和单宁酸层层层组装方式制备形成，组合涂层中聚乙烯醇层和单宁酸层分别作为内层和外层。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层，其特征在于：所述的膜为聚乳酸膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜或聚乙烯膜。
3.一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制备聚乙烯醇和单宁酸溶液；
2)将膜在足量的聚乙烯醇溶液中充分浸泡1～5min，去离子水中清洗2次，烘干；然后在足量的单宁酸溶液中浸泡1～5min，去离子水中清洗2次，烘干；
3)重复步骤2)若干次，得到所述的表面覆有屏蔽紫外和阻氧涂层的膜。
4.根据权利要求3所述的一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述的聚乙烯醇溶液采用以下方式制备：将干燥后的聚乙烯醇原料加入沸腾的去离子水中，搅拌至均匀透明，冷却至常温，得到浓度为0.5-2.0wt％的聚乙烯醇溶液。
5.根据权利要求3所述的一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述的单宁酸溶液采用以下方式制备：常温下，伴随搅拌，将干燥后的单宁酸粉末溶解于去离子水中，得到均匀透明的浓度为0.5-2.0wt％的单宁酸溶液。
6.根据权利要求3所述的一种薄膜表面的屏蔽紫外和阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述的膜为聚乳酸膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜或聚乙烯膜。
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