CN108395559B - 一种高性能的高阻隔性食物包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能的高阻隔性食物包装膜，包括以下重量份的原料：改性聚甲基乙撑碳酸酯38‑44份、纳米二氧化硅22‑24份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物12‑16份、乳化剂3‑5份、加工助剂2‑4份、水14‑20份。本发明的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，松香是一种可再生的林业资源，松香中的树脂酸含有大菲环结构可以提升材料的拉伸强度，聚甲基乙撑碳酸酯虽有优良的阻气阻水且可降解，通过松香改性聚甲基乙撑碳酸酯使基体材料既具有高阻隔性，又具有力学性能。

Description

一种高性能的高阻隔性食物包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高阻隔性包装技术领域，具体涉及一种高性能的高阻隔性食物包装膜及其制备方法。
背景技术
包装膜主要由几种不同牌号的树脂混合挤出而成，具有抗穿刺，超强度高性能，对堆放在托板上的货物进行缠绕包装，使包装物更加稳固整洁，更超强防水作用，被广泛使用，在外贸出口、造纸、五金、塑料化工、建材、食品医药行业，而随着环保组织颁布的一系列环境保护文件，低碳环保的理念日益深入人心，很多领域都开始实践低碳环保，包装领域亦是如此，绿色包装材料成为未来发展趋势，适宜的包装膜可以将空气中的微生物和尘埃隔绝，显著的延长食物的包装，使其在储藏过程中品质变化速度减慢，因此食物包装膜需要高的阻隔性，且要满足包装膜易降解，以此避免过多的包装膜造成环境污染。
现有技术中，食物包装膜材料降解性、阻隔性不能达到很好的协同作用，同时阻隔性提高了，但薄膜拉伸强度没有得到改善，限制了包装膜的技术发展，中国专利文献“(申请号：201410410911.1)”公开了一种生物降解高阻隔塑料薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：S1.将有机化改性的层状硅酸盐和水溶性高分子分散在水溶液中得到浸渍液；S2.在基体聚合物薄膜上施加S1的浸渍液，干燥，使浸渍液形成涂覆层，获得所述生物降解高阻隔塑料薄膜材料，该文献中采用聚甲基乙撑碳酸酯作为基体材料，聚甲基乙撑碳酸酯虽有优良的阻气阻水且可降解，但力学性能差，抗拉伸强度低，阻隔性能与拉伸强度不能得到协调；中国专利文献“(申请号：201510049743.2)”公开了一种高阻隔性降解塑料，由微晶淀粉与端羧基丁二酸丁二醇酯预聚物通过阻隔剂酯交换并扩链形成的高阻隔性降解塑料，其原料配方按重量份计包括以下组分：微晶淀粉50-65份，端羧基丁二酸丁二醇酯预聚物20-25份，阻隔剂3-5份，耐热助剂2-3份，扩链剂0.5-1份，催化剂0.02-0.05份，加工助剂0.3-1.0份；本文献采用的微晶淀粉作为主要基料，微晶淀粉通过淀粉链之间结合在一起，由于淀粉链长短不一，导致晶格不完整，存在许多缺陷，制备很难控制，操作不便，易使制备的塑料性能不是很稳定，限制了包装膜技术发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能的高阻隔性食物包装膜，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高性能的高阻隔性食物包装膜，包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯38-44份、纳米二氧化硅22-24份、乙烯-醋酸乙烯共聚物12-16份、乳化剂3-5份、加工助剂2-4份、水14-20份。
作为本发明的进一步方案是：所述高性能的高阻隔性食物包装膜包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯41份、纳米二氧化硅23份、乙烯-醋酸乙烯共聚物14份、乳化剂4份、加工助剂3份、水16份。
作为本发明的进一步方案是：所述改性聚甲基乙撑碳酸酯的制备方法为将松香、1，4一丁二醇加入到反应釜中，反应温度为75-85℃，反应时间35-45min，随后向其中加入聚甲基乙撑碳酸酯，升温至85-95℃，继续反应45-55min，于1450-1550r/min转速搅拌20-40min，随后再向其中加入羧基丁氰胶乳、硬脂酸钙硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌45-55min，最后在40-50℃下干燥18-22h，即得改性聚甲基乙撑碳酸酯。
作为本发明的进一步方案是：所述乳化剂为吐温80、司盘80按照重量比3:1组成的混合物。
作为本发明的进一步方案是：所述加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比(5-9):(2-4):1组成的混合物。
作为本发明的进一步方案是：所述加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比7:3:1组成的混合物。
作为本发明的进一步方案是：所述阻隔剂为聚(癸二酸-甘油)酯；所述偶联剂为KH-570。
本发明还提供一种高性能的高阻隔性食物包装膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将纳米二氧化硅分散到去离子水中，得到预备液A，随后将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳化剂、水加入到高速搅拌机中，搅拌转速105-115r/min，搅拌时间35-45min，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液加入到预备液A中，继续搅拌45-55min，得到共混物B；
步骤三，将步骤二得到共混物B、阻隔剂、偶联剂、水加入高速混合机中混合，搅拌速度1250-1350r/min，搅拌时间45-55min，随后向其中加入交联剂，继续搅拌15-25min，得到涂布液C；
步骤四，将步骤三制备的涂布液C涂布在改性聚甲基乙撑碳酸酯表面上，随后进行烘干，烘干温度为55-65℃，烘干时间45-55min，即得本发明的高性能的高阻隔性食物包装膜。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，松香是一种可再生的林业资源，松香中的树脂酸含有大菲环结构可以提升材料的拉伸强度，聚甲基乙撑碳酸酯虽有优良的阻气阻水且可降解，通过松香改性聚甲基乙撑碳酸酯使基体材料既具有高阻隔性，又具有力学性能，二氧化硅微球具有比面积大，网状结构，通过乙烯-醋酸乙烯共聚物乳化，形成乳化液，具有紧密的空间交差网状结构，阻止氧气、水分进入，同时二氧化硅微球具有优异的力学性能，在提升拉伸强度、弹性膜量有很大帮助，随后阻隔剂、偶联剂加入，进一步提高涂布液的阻隔性，中国专利文献“(申请号：201410410911.1)”公开了一种生物降解高阻隔塑料薄膜材料的制备方法、中国专利文献“(申请号：201510049743.2)”公开了一种高阻隔性降解塑料的制备方法中，薄膜薄膜透氧率、薄膜透湿率改善，而拉伸强度、断裂伸长率也相应降低，本发明通过松香改性聚甲基乙撑碳酸酯作为基体材料，使材料拉伸强度、断裂伸长率得到提高，再通过涂布技术，使薄膜阻隔性得到改善。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯38份、纳米二氧化硅22份、乙烯-醋酸乙烯共聚物12份、乳化剂3份、加工助剂2份、水14份。
本实施例的改性聚甲基乙撑碳酸酯的制备方法为将松香、1，4一丁二醇加入到反应釜中，反应温度为75℃，反应时间35min，随后向其中加入聚甲基乙撑碳酸酯，升温至85-95℃，继续反应45min，于1450r/min转速搅拌20min，随后再向其中加入羧基丁氰胶乳、硬脂酸钙硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌45min，最后在40℃下干燥18h，即得改性聚甲基乙撑碳酸酯。
本实施例的乳化剂为吐温80、司盘80按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比5:2:1组成的混合物。
本实施例的阻隔剂为聚(癸二酸-甘油)酯；所述偶联剂为KH-570。
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将纳米二氧化硅分散到去离子水中，得到预备液A，随后将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳化剂、水加入到高速搅拌机中，搅拌转速105r/min，搅拌时间35min，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液加入到预备液A中，继续搅拌45min，得到共混物B；
步骤三，将步骤二得到共混物B、阻隔剂、偶联剂、水加入高速混合机中混合，搅拌速度1250r/min，搅拌时间45min，随后向其中加入交联剂，继续搅拌15min，得到涂布液C；
步骤四，将步骤三制备的涂布液C涂布在改性聚甲基乙撑碳酸酯表面上，随后进行烘干，烘干温度为55℃，烘干时间45min，即得本发明的高性能的高阻隔性食物包装膜。
实施例2：
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯44份、纳米二氧化硅24份、乙烯-醋酸乙烯共聚物16份、乳化剂5份、加工助剂4份、水20份。
本实施例的改性聚甲基乙撑碳酸酯的制备方法为将松香、1，4一丁二醇加入到反应釜中，反应温度为85℃，反应时间45min，随后向其中加入聚甲基乙撑碳酸酯，升温至85-95℃，继续反应55min，于1550r/min转速搅拌40min，随后再向其中加入羧基丁氰胶乳、硬脂酸钙硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌55min，最后在50℃下干燥22h，即得改性聚甲基乙撑碳酸酯。
本实施例的乳化剂为吐温80、司盘80按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比9:4:1组成的混合物。
本实施例的阻隔剂为聚(癸二酸-甘油)酯；所述偶联剂为KH-570。
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将纳米二氧化硅分散到去离子水中，得到预备液A，随后将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳化剂、水加入到高速搅拌机中，搅拌转速115r/min，搅拌时间45min，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液加入到预备液A中，继续搅拌55min，得到共混物B；
步骤三，将步骤二得到共混物B、阻隔剂、偶联剂、水加入高速混合机中混合，搅拌速度1350r/min，搅拌时间55min，随后向其中加入交联剂，继续搅拌25min，得到涂布液C；
步骤四，将步骤三制备的涂布液C涂布在改性聚甲基乙撑碳酸酯表面上，随后进行烘干，烘干温度为65℃，烘干时间55min，即得本发明的高性能的高阻隔性食物包装膜。
实施例3：
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯41份、纳米二氧化硅23份、乙烯-醋酸乙烯共聚物14份、乳化剂4份、加工助剂3份、水16份。
本实施例的改性聚甲基乙撑碳酸酯的制备方法为将松香、1，4一丁二醇加入到反应釜中，反应温度为80℃，反应时间40min，随后向其中加入聚甲基乙撑碳酸酯，升温至90℃，继续反应50min，于1500r/min转速搅拌30min，随后再向其中加入羧基丁氰胶乳、硬脂酸钙硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌50min，最后在50℃下干燥20h，即得改性聚甲基乙撑碳酸酯。
本实施例的乳化剂为吐温80、司盘80按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比7:3:1组成的混合物。
本实施例的阻隔剂为聚(癸二酸-甘油)酯；所述偶联剂为KH-570。
本实施例的一种高性能的高阻隔性食物包装膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将纳米二氧化硅分散到去离子水中，得到预备液A，随后将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳化剂、水加入到高速搅拌机中，搅拌转速110r/min，搅拌时间40min，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液加入到预备液A中，继续搅拌50min，得到共混物B；
步骤三，将步骤二得到共混物B、阻隔剂、偶联剂、水加入高速混合机中混合，搅拌速度1300r/min，搅拌时间50min，随后向其中加入交联剂，继续搅拌20min，得到涂布液C；
步骤四，将步骤三制备的涂布液C涂布在改性聚甲基乙撑碳酸酯表面上，随后进行烘干，烘干温度为60℃，烘干时间50min，即得本发明的高性能的高阻隔性食物包装膜。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性聚甲基乙撑碳酸酯37份、纳米二氧化硅21份、乙烯-醋酸乙烯共聚物11份、乳化剂2份、加工助剂1.5份、水13份。
对比例2：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性聚甲基乙撑碳酸酯36份、纳米二氧化硅20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、乳化剂1.5份、加工助剂1份、水12份。
对比例3：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性聚甲基乙撑碳酸酯46份、纳米二氧化硅26份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、乳化剂7份、加工助剂5份、水21份。
对比例4：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是改性聚甲基乙撑碳酸酯46份、纳米二氧化硅26份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、乳化剂7份、加工助剂6份、水22份。
对比例5：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比4:1:1组成的混合物。
对比例6：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是所述加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比10:5:1组成的混合物。
对比例7：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，采用中国专利文献“(申请号：201410410911.1)”公开了一种生物降解高阻隔塑料薄膜材料的制备方法中具体实施例2所述方法制备的高阻隔性包装膜。
对比例8：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，采用中国专利文献“(申请号：201510049743.2)”公开了一种高阻隔性降解塑料的制备方法中具体实施例2所述方法制备的高阻隔性包装膜。
实施例1至3及对比例1-8，薄膜透氧率、薄膜透湿率、拉伸强度、断裂伸长率分别采用ASTM D-3985、ASTMF-1249、GB/T 13022、GB/T 13022的测试方法进行测试得到性能测试结果如下
Figure BDA0001604468000000071
本发明实施例1-3及对比例1-8，薄膜透氧率、薄膜透湿率得到了提高，相应的拉伸强度、断裂伸长率也得到一定提高，而现有技术中，中国专利文献“(申请号：201410410911.1)”公开了一种生物降解高阻隔塑料薄膜材料的制备方法、中国专利文献“(申请号：201510049743.2)”公开了一种高阻隔性降解塑料的制备方法中，薄膜薄膜透氧率、薄膜透湿率改善，而拉伸强度、断裂伸长率也相应降低，本发明通过松香改性聚甲基乙撑碳酸酯作为基体材料，使材料拉伸强度、断裂伸长率得到提高，再通过涂布技术，使薄膜阻隔性得到改善。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种高性能的高阻隔性食物包装膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯38-44份、纳米二氧化硅22-24份、乙烯-醋酸乙烯共聚物12-16份、乳化剂3-5份、加工助剂2-4份、水14-20份；所述改性聚甲基乙撑碳酸酯的制备方法为将松香、1，4一丁二醇加入到反应釜中，反应温度为75-85℃，反应时间35-45min，随后向其中加入聚甲基乙撑碳酸酯，升温至85-95℃，继续反应45-55min，于1450-1550r/min转速搅拌20-40min，随后再向其中加入羧基丁氰胶乳、硬脂酸钙、硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌45-55min，最后在40-50℃下干燥18-22h，即得改性聚甲基乙撑碳酸酯；
所述乳化剂为吐温80、司盘80按照重量比3:1组成的混合物；
所述加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比（5-9）:（2-4）:1组成的混合物；
所述的高性能的高阻隔性食物包装膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将纳米二氧化硅分散到去离子水中，得到预备液A，随后将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳化剂、水加入到高速搅拌机中，搅拌转速105-115r/min，搅拌时间35-45min，得到乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，将乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液加入到预备液A中，继续搅拌45-55min，得到共混物B；
步骤三，将步骤二得到共混物B、阻隔剂、偶联剂、水加入高速混合机中混合，搅拌速度1250-1350r/min，搅拌时间45-55min，随后向其中加入交联剂，继续搅拌15-25min，得到涂布液C；
步骤四，将步骤三制备的涂布液C涂布在改性聚甲基乙撑碳酸酯表面上，随后进行烘干，烘干温度为55-65℃，烘干时间45-55min，即得高性能的高阻隔性食物包装膜。
2.根据权利要求1所述的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，其特征在于，所述高性能的高阻隔性食物包装膜包括以下重量份的原料：
改性聚甲基乙撑碳酸酯41份、纳米二氧化硅23份、乙烯-醋酸乙烯共聚物14份、乳化剂4份、加工助剂3份、水16份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，其特征在于，所述加工助剂为阻隔剂、偶联剂、交联剂按照重量比7:3:1组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高性能的高阻隔性食物包装膜，其特征在于，所述阻隔剂为聚（癸二酸-甘油）酯；所述偶联剂为KH-570。
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