CN108582904B - 一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法，属于阻隔膜材料技术领域，所述阻隔膜由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜，E3为包装时与外界接触的外层，且E1、E2、E3共组成抗紫外线层，A1为包装时与包装物接触的内层，且A1、A2、A3均为基材层，C为增韧层，通过添加丝素蛋白‑聚氨酯水凝胶以及改性剂，从而增加阻隔膜整体的拉伸强度。D为阻气层，通过添加端羟基聚丁二烯、异氰酸酯，大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。B1、B2、B3为粘合层，通过添加高能精炼鱼油增加润湿度。总之，本发明的抗紫外线阻隔膜具有耐老化性能高、紫外光吸收率高、拉伸强度高的优点。

Description

一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法
技术领域
本发明属于阻隔膜材料技术领域，具体涉及一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法。
背景技术
紫外线是指波长在10-400纳米之间的电磁波，可以杀死细菌，促进人体合成维生素D，然而过多的紫外光照射会对人体的皮肤产生损伤，有致癌作用，并且直接照射在眼部会导致眼损伤。此外，紫外光照射在高分子材料表面会导致光降解现象的出现，使得材料失去光泽、变色、脆化和龟裂，大大降低材料的强度和使用寿命，尤其是以高聚物为主体的结构材料如不有效进行紫外防护，将会有突然失效的风险。而近年来由于臭氧层空洞的逐渐扩大，辐射到地面的紫外光强度呈逐步上升趋势，因此制备紫外阻隔材料是当下急需解决的重要课题。
高阻隔薄膜是把气体阻隔性很强的材料与热缝合性、水分阻隔性很强的聚烯烃同时进行挤出而成，是多层结构的薄膜。因为对水蒸气和氧气具有优异的阻隔性能，从而多被用于药品、食品、化妆品等包装领域以及用于制备真空绝热板。
早期技术中的阻隔薄膜，其结构从外至内依次是：PET膜（聚对苯二甲酸乙二醇酯膜）、铝箔和PE膜（聚乙烯膜），其中，位于外层的PET膜具有良好的耐磨和耐候性能，位于中间层的铝箔具有较好的阻气性能，位于内层的PE膜熔点较低，适于对其进行熔融热封从而实现对真空绝热板的真空封装。但是，这种阻隔薄膜的缺点在于，由于用作中间层的铝箔具有较大的热导率，因此该阻隔薄膜内部的横向热损较大。
作为应用最多的高阻隔性材料EVOH，这种材料的薄膜类型除了非拉伸型外，还有双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等，双向拉伸型中还有耐热型的用于无菌包装制品。EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量，一般来说当乙烯含量增加时候，气体阻隔性下降，但易于加工。EVOH显著特点是对气体具有极好的阻隔性和极好加工性，另外透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。
而现有技术中的高阻隔膜，在长时间使用后会导致拉伸强度下降，特别是在阳光暴晒后，会导致整体强度大幅度下降。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种抗紫外线阻隔膜，由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜；
所述E3为包装时与外界接触的外层，且所述E1、E2、E3共同组成抗紫外线层，所述抗紫外线层按照重量组份计包括：30-40份聚乙烯、15-23份聚四氟乙烯、10-13份六氟异丙醇、4-6份过氧化二异丙苯、5-8份羟甲基纤维素钠、3-4份纳米二氧化钛、2-3份纳米氧化锌、1-3份自由基淬灭剂、4-6份固化剂Ⅰ、8-10份紫外线吸收微珠溶液、1-2份油酰胺、5-7份羟基乙叉二膦酸、13-25份甲醇溶剂；其中，所述聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和抗老化耐力；所述六氟异丙醇密度高、粘度低、表面张力低。其在紫外光（ <2000A）下呈透明，且折射系数低、消光系数大，即能够进入膜内部的光能越少。所述纳米氧化锌具有散射紫外线的能力；所述纳米二氧化钛的屏蔽紫外线作用强，且有良好的分散性和耐候性。所述自由基淬灭剂能够捕获因光照产生的自由基，并对生成的自由基进行阻聚，可增加抗紫外线层的耐老化性；所述紫外线吸收微珠溶液通过将油性紫外线吸收剂和水性紫外线吸收剂进行超声乳化，得到的微米级紫外线吸收微珠相较于传统的紫外线吸收剂，对于紫外线的吸收率可提高至99.5%以上。
所述A1为包装时与包装物接触的内层，所述A1、A2、A3均为基材层，所述基材层按照重量组份计包括：100-150份聚酰胺树脂；
所述C为增韧层，所述增韧层按照重量组份计包括：15-20份聚丙烯、9-11份聚乙烯、4-6份增韧剂、1-3份改性剂、1-3份抗氧化剂、4-6份固化剂Ⅱ、1-2份芥酸酰胺、5-8份丝素蛋白-聚氨酯水凝胶；其中，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶能够为其它成分提供三维网络框架，提高增韧层的整体韧性，此外，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶还具有良好的保水性，使增韧层在长时间内保持良好的润湿度，降低脆性。所述增韧剂可选择PA6弹性体，所述芥酸酰胺作为爽滑剂，可进一步提高增韧层的延展性。
所述D为阻气层，所述阻气层按照重量组份计包括：18-25份乙烯-乙烯醇共聚物、2-4份固化剂Ⅲ、3-5份三聚氰胺氰尿酸盐、8-10份端羟基聚丁二烯、8-10份异氰酸酯；其中，所述三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的绝热隔氧性能；所述端羟基聚丁二烯与异氰酸酯能够在室温下平稳进行反应，形成的异氰酸酯化合物大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。
所述B1、B2、B3为粘合层，所述粘合层按照重量组份计包括：30-40份聚氨酯、3-5份流平剂、1-3份表面活性剂、10-14份高能精炼鱼油、4-6份固化剂Ⅳ、12-24份乙醇溶剂；其中，所述表面活性剂采用可降低粘合层表面张力的α-烯基磺酸钠，可提高粘合层的粘合力；所述高能精炼鱼油本身具有一定的粘性，在粘合层中掺杂高能精炼鱼油，还可增加粘合层的润湿度，防止粘合层随时间延长而出现粘合力下降的问题。
进一步地，所述自由基淬灭剂是由二氧化铈、4-三甲基碘化铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、叔丁醇、l，4-萘醌以质量比为1:2:3:1配比而成。
进一步地，所述紫外线吸收微珠溶液按照重量百分比计包括：25%邻羟基苯甲酸苯酯、3%分散剂、7%乳化剂、20%对苯二亚甲基二樟脑磺酸、25%乙酸溶剂、20%去离子水。
更进一步地，所述紫外线吸收微珠溶液的制备方法为：向将所述邻羟基苯甲酸苯酯加入所述乙酸溶剂中，制成油性溶液；再将所述对苯二亚甲基二樟脑磺酸溶解于所述对苯二亚甲基二樟脑磺酸中，制成水性溶液；将所述油性溶液与所述水性溶液进行混合，并依次加入所述分散剂、乳化剂，搅拌3-5min，得到悬混液；再利用超声乳化仪以30-35KHZ频率对所述悬混液进行乳化分散10-30min，即得含有微米级紫外线吸收微珠溶液。
进一步地，所述改性剂是由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷以质量比为1:2:1:1配比而成。改性剂四种成分相互协同，能够提高薄膜整体的拉伸强度，同时在紫外线照射下仍然能够具有较好的拉伸强度。
进一步地，所述E1、E2、E3的厚度比为1:1:2，三层紫外线防护层，能够提高防紫外线的持久性和阻隔性能。
进一步地，所述固化剂Ⅰ、固化剂Ⅱ、固化剂Ⅲ、固化剂Ⅳ分别为间苯二胺、顺丁烯二酸酐、2-甲基咪唑、聚壬二酸酐。
一种抗紫外线阻隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备基体层：将所述聚酰胺树脂以颗粒状加入挤出机中，经过挤出机挤出成型得到基体层，并将所述基体层进行裁剪得到相同规格的所述基体层一、基体层二、基体层三，待用；
（2）制备抗紫外线层：
S1：将所述聚乙烯、聚四氟乙烯、过氧化二异丙苯、六氟异丙醇、羟甲基纤维素钠加入混合机中，以600-700转/分钟搅拌25-30min，得到第一混合物；
S2：将所述纳米二氧化钛、纳米氧化锌、自由基淬灭剂、紫外线吸收微珠、油酰胺分别加入所述甲醇溶剂中，以300-350转/分钟机械搅拌10-20min，得到第二混合物；
S3：再将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌混合均匀，得到第三混合物；
S4：取二分之一的所述第三混合物，并加入二分之一的所述固化剂Ⅰ，搅拌均匀后，固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒a；
S5：再向另外二分之一的第三混合物中加入所述羟基乙叉二膦酸，搅拌混合均匀，得到第四混合物；其中，所述羟基乙叉二膦酸在在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，添加到外层还能起到良好的缓蚀阻垢效果。
S6：将另外二分之一的固化剂Ⅰ加入到所述第四混合物中，搅拌混合均匀后，固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒b；
S7：将所述母粒a经过挤出机挤出成型得到内层膜，将所述内层膜进行剪裁，得到相同规格的抗紫外线层一、抗紫外线层二，即E1、E2；再将所述母粒b经过挤出机挤出成型得到抗紫外线层三，即E3；
S8：将所述抗紫外线层一、抗紫外线层二、抗紫外线层三按照上下顺序叠放入模具中，并利用真空热压成型机进行压制成型，即得到抗紫外线层；
（3）制备增韧层：将所述聚丙烯、聚乙烯、丝素蛋白-聚氨酯水凝胶、改性剂按照上述组份混合均匀，并在50-60℃恒温下，以60-120转/分钟机械搅拌60-90min，之后依次加入所述增韧剂、抗氧化剂、芥酸酰胺，搅拌均匀后加入所述固化剂Ⅱ固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒c；再将所述母粒c利用挤出机挤出成型，得到增韧层，即C；
（4）制备阻气层：将所述端羟基聚丁二烯与异氰酸酯溶解于质量分数为70-80%的乙醇溶液中，搅拌反应5-20min,生成异氰酸酯化合物；将所述乙烯-乙烯醇共聚物、三聚氰胺氰尿酸盐依次加入所述异氰酸酯化合物中，然后在30-40℃低温干燥箱中挥发掉所述乙醇溶液，再加入所述固化剂Ⅲ，固化成型30-60min，经造粒机进行造粒，得到母粒d；再将所述母粒d利用挤出机挤出成型，得到阻气层，即D；
（5）制备粘合层：将所述高能精炼鱼油加入到所述乙醇溶剂中，以500-700转/分钟搅拌5-10min，得到油乳液；将所述油乳液加入到所述聚氨酯中，以800-1000转/分钟搅拌10-20min，至完全融合，再依次加入所述流平剂、表面活性剂、固化剂Ⅳ搅拌均匀后，固化30-60min，经造粒机进行造粒，得到母粒E；再将所述母粒E利用挤出机挤出成型，得到粘合层；并将所述粘合层进行裁剪得到相同规格的粘合层一、粘合层二、粘合层三，即B1、B2、B3；
（6）共挤成膜：按照A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3这种次序进行叠放，得到复合膜，将所述复合膜通过挤出机挤出成型，即得抗紫外线阻隔膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明采用三层抗紫外线防护层，能够提高防紫外线的持久性和阻隔性能。并且在抗紫外线层内加入了自由基淬灭剂和微米级紫外线吸收微珠溶液，其中，自由基淬灭剂能够捕获因光照产生的自由基，并对生成的自由基进行阻聚，可增加抗紫外线层的耐老化性；紫外线吸收微珠溶液通过将油性紫外线吸收剂和水性紫外线吸收剂进行超声乳化，得到的微米级紫外线吸收微珠相较于传统的紫外线吸收剂，对于紫外线的吸收率可提高至99.5%以上。
（2）本发明的增韧层中的丝素蛋白-聚氨酯水凝胶，能够为增韧层提供三维网络框架，提高增韧层的整体韧性，此外，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶还具有良好的保水性，使增韧层在长时间内保持良好的润湿度，降低脆性。
（3）本发明的增韧层中还添加有由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷四种成分组成的改性剂，能够提高薄膜整体的拉伸强度，同时在紫外线照射下仍然能够具有较好的拉伸强度。
（4）本发明的阻气层中添加有三聚氰胺氰尿酸盐、端羟基聚丁二烯、异氰酸酯，其中，所述三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的绝热隔氧性能；端羟基聚丁二烯与异氰酸酯能够在室温下平稳进行反应，形成的异氰酸酯化合物大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。
总之，本发明的抗紫外线阻隔膜具有耐老化性能高、紫外光吸收率高、拉伸强度高的优点。
具体实施方式
实施例1
一种抗紫外线阻隔膜，由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜；
E3为包装时与外界接触的外层，且E1、E2、E3共同组成抗紫外线层，其中，E1、E2、E3的厚度比为1:1:2，三层紫外线防护层，能够提高防紫外线的持久性和阻隔性能。抗紫外线层按照重量组份计包括：30份聚乙烯、15份聚四氟乙烯、10份六氟异丙醇、4份过氧化二异丙苯、5份羟甲基纤维素钠、3份纳米二氧化钛、2份纳米氧化锌、1份自由基淬灭剂、4份固化剂Ⅰ（间苯二胺）、8份紫外线吸收微珠溶液、1份油酰胺、5份羟基乙叉二膦酸、13份甲醇溶剂；其中，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和抗老化耐力；六氟异丙醇密度高、粘度低、表面张力低。其在紫外光（ <2000A ）下呈透明，且折射系数低、消光系数大，即能够进入膜内部的光能越少。纳米氧化锌具有散射紫外线的能力；纳米二氧化钛的屏蔽紫外线作用强，且有良好的分散性和耐候性。自由基淬灭剂能够捕获因光照产生的自由基，并对生成的自由基进行阻聚，可增加抗紫外线层的耐老化性；紫外线吸收微珠溶液通过将油性紫外线吸收剂和水性紫外线吸收剂进行超声乳化，得到的微米级紫外线吸收微珠相较于传统的紫外线吸收剂，对于紫外线的吸收率可提高至99.5%以上。其中，自由基淬灭剂是由二氧化铈、4-三甲基碘化铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、叔丁醇、l，4-萘醌以质量比为1:2:3:1配比而成。其中，紫外线吸收微珠溶液按照重量百分比计包括：25%邻羟基苯甲酸苯酯、3%分散剂、7%乳化剂、20%对苯二亚甲基二樟脑磺酸、25%乙酸溶剂、20%去离子水。紫外线吸收微珠溶液的制备方法为：向将邻羟基苯甲酸苯酯加入乙酸溶剂中，制成油性溶液；再将对苯二亚甲基二樟脑磺酸溶解于对苯二亚甲基二樟脑磺酸中，制成水性溶液；将油性溶液与水性溶液进行混合，并依次加入分散剂、乳化剂，搅拌3min，得到悬混液；再利用超声乳化仪以30KHZ频率对悬混液进行乳化分散10min，即得含有微米级紫外线吸收微珠溶液。
A1为包装时与包装物接触的内层，A1、A2、A3均为基材层，基材层按照重量组份计包括：100份聚酰胺树脂；
C为增韧层，增韧层按照重量组份计包括：15份聚丙烯、9份聚乙烯、4份增韧剂、1份改性剂、1份抗氧化剂、4份固化剂Ⅱ（顺丁烯二酸酐）、1份芥酸酰胺、5份丝素蛋白-聚氨酯水凝胶；其中，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶能够为其它成分提供三维网络框架，提高增韧层的整体韧性，此外，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶还具有良好的保水性，使增韧层在长时间内保持良好的润湿度，降低脆性。增韧剂可选择PA6弹性体，芥酸酰胺作为爽滑剂，可进一步提高增韧层的延展性。其中，改性剂是由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷以质量比为1:2:1:1配比而成。改性剂四种成分相互协同，能够提高薄膜整体的拉伸强度，同时在紫外线照射下仍然能够具有较好的拉伸强度。
D为阻气层，阻气层按照重量组份计包括：18份乙烯-乙烯醇共聚物、2份固化剂Ⅲ（2-甲基咪唑）、3份三聚氰胺氰尿酸盐、8份端羟基聚丁二烯、8份异氰酸酯；其中，三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的绝热隔氧性能；端羟基聚丁二烯与异氰酸酯能够在室温下平稳进行反应，形成的异氰酸酯化合物大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。
B1、B2、B3为粘合层，粘合层按照重量组份计包括：30份聚氨酯、3份流平剂、1份表面活性剂、10份高能精炼鱼油、4份固化剂Ⅳ（聚壬二酸酐）、12份乙醇溶剂；其中，表面活性剂采用可降低粘合层表面张力的α-烯基磺酸钠，可提高粘合层的粘合力；高能精炼鱼油本身具有一定的粘性，在粘合层中掺杂高能精炼鱼油，还可增加粘合层的润湿度，防止粘合层随时间延长而出现粘合力下降的问题。
一种抗紫外线阻隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备基体层：将聚酰胺树脂以颗粒状加入挤出机中，经过挤出机挤出成型得到基体层，并将基体层进行裁剪得到相同规格的基体层一、基体层二、基体层三，待用；
（2）制备抗紫外线层：
S1：将聚乙烯、聚四氟乙烯、过氧化二异丙苯、六氟异丙醇、羟甲基纤维素钠加入混合机中，以600转/分钟搅拌25min，得到第一混合物；
S2：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、自由基淬灭剂、紫外线吸收微珠、油酰胺分别加入甲醇溶剂中，以300转/分钟机械搅拌10min，得到第二混合物；
S3：再将第二混合物加入到第一混合物中，搅拌混合均匀，得到第三混合物；
S4：取二分之一的第三混合物，并加入二分之一的固化剂Ⅰ，搅拌均匀后，固化成型30min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒a；
S5：再向另外二分之一的第三混合物中加入羟基乙叉二膦酸，搅拌混合均匀，得到第四混合物；其中，羟基乙叉二膦酸在在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，添加到外层还能起到良好的缓蚀阻垢效果。
S6：将另外二分之一的固化剂Ⅰ加入到第四混合物中，搅拌混合均匀后，固化成型30min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒b；
S7：将母粒a经过挤出机挤出成型得到内层膜，将内层膜进行剪裁，得到相同规格的抗紫外线层一、抗紫外线层二，即E1、E2；再将母粒b经过挤出机挤出成型得到抗紫外线层三，即E3；
S8：将抗紫外线层一、抗紫外线层二、抗紫外线层三按照上下顺序叠放入模具中，并利用真空热压成型机进行压制成型，即得到抗紫外线层；
（3）制备增韧层：将聚丙烯、聚乙烯、丝素蛋白-聚氨酯水凝胶、改性剂按照上述组份混合均匀，并在50℃恒温下，以60转/分钟机械搅拌60min，之后依次加入增韧剂、抗氧化剂、芥酸酰胺，搅拌均匀后加入固化剂Ⅱ固化成型30min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒c；再将母粒c利用挤出机挤出成型，得到增韧层，即C；
（4）制备阻气层：将端羟基聚丁二烯与异氰酸酯溶解于质量分数为70%的乙醇溶液中，搅拌反应5min,生成异氰酸酯化合物；将乙烯-乙烯醇共聚物、三聚氰胺氰尿酸盐依次加入异氰酸酯化合物中，然后在30℃低温干燥箱中挥发掉乙醇溶液，再加入固化剂Ⅲ，固化成型30min，经造粒机进行造粒，得到母粒d；再将母粒d利用挤出机挤出成型，得到阻气层，即D；
（5）制备粘合层：将高能精炼鱼油加入到乙醇溶剂中，以500转/分钟搅拌5min，得到油乳液；将油乳液加入到聚氨酯中，以800转/分钟搅拌10min，至完全融合，再依次加入流平剂、表面活性剂、固化剂Ⅳ搅拌均匀后，固化30min，经造粒机进行造粒，得到母粒E；再将母粒E利用挤出机挤出成型，得到粘合层；并将粘合层进行裁剪得到相同规格的粘合层一、粘合层二、粘合层三，即B1、B2、B3；
（6）共挤成膜：按照A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3这种次序进行叠放，得到复合膜，将复合膜通过挤出机挤出成型，即得抗紫外线阻隔膜。
实施例2
一种抗紫外线阻隔膜，由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜；
E3为包装时与外界接触的外层，且E1、E2、E3共同组成抗紫外线层，其中，E1、E2、E3的厚度比为1:1:2，三层紫外线防护层，能够提高防紫外线的持久性和阻隔性能。抗紫外线层按照重量组份计包括：35份聚乙烯、19份聚四氟乙烯、11.5份六氟异丙醇、5份过氧化二异丙苯、6.5份羟甲基纤维素钠、3.5份纳米二氧化钛、2.5份纳米氧化锌、2份自由基淬灭剂、5份固化剂Ⅰ（间苯二胺）、9份紫外线吸收微珠溶液、1.5份油酰胺、6份羟基乙叉二膦酸、19份甲醇溶剂；其中，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和抗老化耐力；六氟异丙醇密度高、粘度低、表面张力低。其在紫外光（ <2000A ）下呈透明，且折射系数低、消光系数大，即能够进入膜内部的光能越少。纳米氧化锌具有散射紫外线的能力；纳米二氧化钛的屏蔽紫外线作用强，且有良好的分散性和耐候性。自由基淬灭剂能够捕获因光照产生的自由基，并对生成的自由基进行阻聚，可增加抗紫外线层的耐老化性；紫外线吸收微珠溶液通过将油性紫外线吸收剂和水性紫外线吸收剂进行超声乳化，得到的微米级紫外线吸收微珠相较于传统的紫外线吸收剂，对于紫外线的吸收率可提高至99.5%以上。其中，自由基淬灭剂是由二氧化铈、4-三甲基碘化铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、叔丁醇、l，4-萘醌以质量比为1:2:3:1配比而成。其中，紫外线吸收微珠溶液按照重量百分比计包括：25%邻羟基苯甲酸苯酯、3%分散剂、7%乳化剂、20%对苯二亚甲基二樟脑磺酸、25%乙酸溶剂、20%去离子水。紫外线吸收微珠溶液的制备方法为：向将邻羟基苯甲酸苯酯加入乙酸溶剂中，制成油性溶液；再将对苯二亚甲基二樟脑磺酸溶解于对苯二亚甲基二樟脑磺酸中，制成水性溶液；将油性溶液与水性溶液进行混合，并依次加入分散剂、乳化剂，搅拌4min，得到悬混液；再利用超声乳化仪以32.5KHZ频率对悬混液进行乳化分散20min，即得含有微米级紫外线吸收微珠溶液。
A1为包装时与包装物接触的内层，A1、A2、A3均为基材层，基材层按照重量组份计包括：125份聚酰胺树脂；
C为增韧层，增韧层按照重量组份计包括：17.5份聚丙烯、10份聚乙烯、5份增韧剂、2份改性剂、2份抗氧化剂、5份固化剂Ⅱ（顺丁烯二酸酐）、1.5份芥酸酰胺、6.5份丝素蛋白-聚氨酯水凝胶；其中，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶能够为其它成分提供三维网络框架，提高增韧层的整体韧性，此外，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶还具有良好的保水性，使增韧层在长时间内保持良好的润湿度，降低脆性。增韧剂可选择PA6弹性体，芥酸酰胺作为爽滑剂，可进一步提高增韧层的延展性。其中，改性剂是由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷以质量比为1:2:1:1配比而成。改性剂四种成分相互协同，能够提高薄膜整体的拉伸强度，同时在紫外线照射下仍然能够具有较好的拉伸强度。
D为阻气层，阻气层按照重量组份计包括：21.5份乙烯-乙烯醇共聚物、3份固化剂Ⅲ（2-甲基咪唑）、4份三聚氰胺氰尿酸盐、9份端羟基聚丁二烯、9份异氰酸酯；其中，三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的绝热隔氧性能；端羟基聚丁二烯与异氰酸酯能够在室温下平稳进行反应，形成的异氰酸酯化合物大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。
B1、B2、B3为粘合层，粘合层按照重量组份计包括：35份聚氨酯、4份流平剂、2份表面活性剂、12份高能精炼鱼油、5份固化剂Ⅳ（聚壬二酸酐）、18份乙醇溶剂；其中，表面活性剂采用可降低粘合层表面张力的α-烯基磺酸钠，可提高粘合层的粘合力；高能精炼鱼油本身具有一定的粘性，在粘合层中掺杂高能精炼鱼油，还可增加粘合层的润湿度，防止粘合层随时间延长而出现粘合力下降的问题。
一种抗紫外线阻隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备基体层：将聚酰胺树脂以颗粒状加入挤出机中，经过挤出机挤出成型得到基体层，并将基体层进行裁剪得到相同规格的基体层一、基体层二、基体层三，待用；
（2）制备抗紫外线层：
S1：将聚乙烯、聚四氟乙烯、过氧化二异丙苯、六氟异丙醇、羟甲基纤维素钠加入混合机中，以650转/分钟搅拌27.5min，得到第一混合物；
S2：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、自由基淬灭剂、紫外线吸收微珠、油酰胺分别加入甲醇溶剂中，以325转/分钟机械搅拌15min，得到第二混合物；
S3：再将第二混合物加入到第一混合物中，搅拌混合均匀，得到第三混合物；
S4：取二分之一的第三混合物，并加入二分之一的固化剂Ⅰ，搅拌均匀后，固化成型45min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒a；
S5：再向另外二分之一的第三混合物中加入羟基乙叉二膦酸，搅拌混合均匀，得到第四混合物；其中，羟基乙叉二膦酸在在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，添加到外层还能起到良好的缓蚀阻垢效果。
S6：将另外二分之一的固化剂Ⅰ加入到第四混合物中，搅拌混合均匀后，固化成型45min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒b；
S7：将母粒a经过挤出机挤出成型得到内层膜，将内层膜进行剪裁，得到相同规格的抗紫外线层一、抗紫外线层二，即E1、E2；再将母粒b经过挤出机挤出成型得到抗紫外线层三，即E3；
S8：将抗紫外线层一、抗紫外线层二、抗紫外线层三按照上下顺序叠放入模具中，并利用真空热压成型机进行压制成型，即得到抗紫外线层；
（3）制备增韧层：将聚丙烯、聚乙烯、丝素蛋白-聚氨酯水凝胶、改性剂按照上述组份混合均匀，并在55℃恒温下，以90转/分钟机械搅拌75min，之后依次加入增韧剂、抗氧化剂、芥酸酰胺，搅拌均匀后加入固化剂Ⅱ固化成型45min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒c；再将母粒c利用挤出机挤出成型，得到增韧层，即C；
（4）制备阻气层：将端羟基聚丁二烯与异氰酸酯溶解于质量分数为75%的乙醇溶液中，搅拌反应12.5min,生成异氰酸酯化合物；将乙烯-乙烯醇共聚物、三聚氰胺氰尿酸盐依次加入异氰酸酯化合物中，然后在35℃低温干燥箱中挥发掉乙醇溶液，再加入固化剂Ⅲ，固化成型45min，经造粒机进行造粒，得到母粒d；再将母粒d利用挤出机挤出成型，得到阻气层，即D；
（5）制备粘合层：将高能精炼鱼油加入到乙醇溶剂中，以600转/分钟搅拌7.5min，得到油乳液；将油乳液加入到聚氨酯中，以900转/分钟搅拌15min，至完全融合，再依次加入流平剂、表面活性剂、固化剂Ⅳ搅拌均匀后，固化45min，经造粒机进行造粒，得到母粒E；再将母粒E利用挤出机挤出成型，得到粘合层；并将粘合层进行裁剪得到相同规格的粘合层一、粘合层二、粘合层三，即B1、B2、B3；
（6）共挤成膜：按照A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3这种次序进行叠放，得到复合膜，将复合膜通过挤出机挤出成型，即得抗紫外线阻隔膜。
实施例3
一种抗紫外线阻隔膜，由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜；
E3为包装时与外界接触的外层，且E1、E2、E3共同组成抗紫外线层，其中，E1、E2、E3的厚度比为1:1:2，三层紫外线防护层，能够提高防紫外线的持久性和阻隔性能。抗紫外线层按照重量组份计包括：40份聚乙烯、23份聚四氟乙烯、13份六氟异丙醇、6份过氧化二异丙苯、8份羟甲基纤维素钠、4份纳米二氧化钛、3份纳米氧化锌、3份自由基淬灭剂、6份固化剂Ⅰ（间苯二胺）、10份紫外线吸收微珠溶液、2份油酰胺、7份羟基乙叉二膦酸、25份甲醇溶剂；其中，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和抗老化耐力；六氟异丙醇密度高、粘度低、表面张力低。其在紫外光（ <2000A ）下呈透明，且折射系数低、消光系数大，即能够进入膜内部的光能越少。纳米氧化锌具有散射紫外线的能力；纳米二氧化钛的屏蔽紫外线作用强，且有良好的分散性和耐候性。自由基淬灭剂能够捕获因光照产生的自由基，并对生成的自由基进行阻聚，可增加抗紫外线层的耐老化性；紫外线吸收微珠溶液通过将油性紫外线吸收剂和水性紫外线吸收剂进行超声乳化，得到的微米级紫外线吸收微珠相较于传统的紫外线吸收剂，对于紫外线的吸收率可提高至99.5%以上。其中，自由基淬灭剂是由二氧化铈、4-三甲基碘化铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、叔丁醇、l，4-萘醌以质量比为1:2:3:1配比而成。其中，紫外线吸收微珠溶液按照重量百分比计包括：25%邻羟基苯甲酸苯酯、3%分散剂、7%乳化剂、20%对苯二亚甲基二樟脑磺酸、25%乙酸溶剂、20%去离子水。紫外线吸收微珠溶液的制备方法为：向将邻羟基苯甲酸苯酯加入乙酸溶剂中，制成油性溶液；再将对苯二亚甲基二樟脑磺酸溶解于对苯二亚甲基二樟脑磺酸中，制成水性溶液；将油性溶液与水性溶液进行混合，并依次加入分散剂、乳化剂，搅拌5min，得到悬混液；再利用超声乳化仪以35KHZ频率对悬混液进行乳化分散30min，即得含有微米级紫外线吸收微珠溶液。
A1为包装时与包装物接触的内层，A1、A2、A3均为基材层，基材层按照重量组份计包括：150份聚酰胺树脂；
C为增韧层，增韧层按照重量组份计包括：20份聚丙烯、11份聚乙烯、6份增韧剂、3份改性剂、3份抗氧化剂、6份固化剂Ⅱ（顺丁烯二酸酐）、2份芥酸酰胺、8份丝素蛋白-聚氨酯水凝胶；其中，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶能够为其它成分提供三维网络框架，提高增韧层的整体韧性，此外，丝素蛋白-聚氨酯水凝胶还具有良好的保水性，使增韧层在长时间内保持良好的润湿度，降低脆性。增韧剂可选择PA6弹性体，芥酸酰胺作为爽滑剂，可进一步提高增韧层的延展性。其中，改性剂是由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷以质量比为1:2:1:1配比而成。改性剂四种成分相互协同，能够提高薄膜整体的拉伸强度，同时在紫外线照射下仍然能够具有较好的拉伸强度。
D为阻气层，阻气层按照重量组份计包括：25份乙烯-乙烯醇共聚物、4份固化剂Ⅲ（2-甲基咪唑）、5份三聚氰胺氰尿酸盐、10份端羟基聚丁二烯、10份异氰酸酯；其中，三聚氰胺氰尿酸盐具有良好的绝热隔氧性能；端羟基聚丁二烯与异氰酸酯能够在室温下平稳进行反应，形成的异氰酸酯化合物大大改善阻气层在高湿条件下阻气性降低的问题。
B1、B2、B3为粘合层，粘合层按照重量组份计包括：40份聚氨酯、5份流平剂、3份表面活性剂、14份高能精炼鱼油、6份固化剂Ⅳ（聚壬二酸酐）、24份乙醇溶剂；其中，表面活性剂采用可降低粘合层表面张力的α-烯基磺酸钠，可提高粘合层的粘合力；高能精炼鱼油本身具有一定的粘性，在粘合层中掺杂高能精炼鱼油，还可增加粘合层的润湿度，防止粘合层随时间延长而出现粘合力下降的问题。
一种抗紫外线阻隔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备基体层：将聚酰胺树脂以颗粒状加入挤出机中，经过挤出机挤出成型得到基体层，并将基体层进行裁剪得到相同规格的基体层一、基体层二、基体层三，待用；
（2）制备抗紫外线层：
S1：将聚乙烯、聚四氟乙烯、过氧化二异丙苯、六氟异丙醇、羟甲基纤维素钠加入混合机中，以700转/分钟搅拌30min，得到第一混合物；
S2：将纳米二氧化钛、纳米氧化锌、自由基淬灭剂、紫外线吸收微珠、油酰胺分别加入甲醇溶剂中，以350转/分钟机械搅拌20min，得到第二混合物；
S3：再将第二混合物加入到第一混合物中，搅拌混合均匀，得到第三混合物；
S4：取二分之一的第三混合物，并加入二分之一的固化剂Ⅰ，搅拌均匀后，固化成型60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒a；
S5：再向另外二分之一的第三混合物中加入羟基乙叉二膦酸，搅拌混合均匀，得到第四混合物；其中，羟基乙叉二膦酸在在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，添加到外层还能起到良好的缓蚀阻垢效果。
S6：将另外二分之一的固化剂Ⅰ加入到第四混合物中，搅拌混合均匀后，固化成型60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒b；
S7：将母粒a经过挤出机挤出成型得到内层膜，将内层膜进行剪裁，得到相同规格的抗紫外线层一、抗紫外线层二，即E1、E2；再将母粒b经过挤出机挤出成型得到抗紫外线层三，即E3；
S8：将抗紫外线层一、抗紫外线层二、抗紫外线层三按照上下顺序叠放入模具中，并利用真空热压成型机进行压制成型，即得到抗紫外线层；
（3）制备增韧层：将聚丙烯、聚乙烯、丝素蛋白-聚氨酯水凝胶、改性剂按照上述组份混合均匀，并在60℃恒温下，以120转/分钟机械搅拌90min，之后依次加入增韧剂、抗氧化剂、芥酸酰胺，搅拌均匀后加入固化剂Ⅱ固化成型60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒c；再将母粒c利用挤出机挤出成型，得到增韧层，即C；
（4）制备阻气层：将端羟基聚丁二烯与异氰酸酯溶解于质量分数为80%的乙醇溶液中，搅拌反应20min,生成异氰酸酯化合物；将乙烯-乙烯醇共聚物、三聚氰胺氰尿酸盐依次加入异氰酸酯化合物中，然后在40℃低温干燥箱中挥发掉乙醇溶液，再加入固化剂Ⅲ，固化成型60min，经造粒机进行造粒，得到母粒d；再将母粒d利用挤出机挤出成型，得到阻气层，即D；
（5）制备粘合层：将高能精炼鱼油加入到乙醇溶剂中，以700转/分钟搅拌10min，得到油乳液；将油乳液加入到聚氨酯中，以1000转/分钟搅拌20min，至完全融合，再依次加入流平剂、表面活性剂、固化剂Ⅳ搅拌均匀后，固化60min，经造粒机进行造粒，得到母粒E；再将母粒E利用挤出机挤出成型，得到粘合层；并将粘合层进行裁剪得到相同规格的粘合层一、粘合层二、粘合层三，即B1、B2、B3；
（6）共挤成膜：按照A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3这种次序进行叠放，得到复合膜，将复合膜通过挤出机挤出成型，即得抗紫外线阻隔膜。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种抗紫外线阻隔膜，由A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3结构共挤得到的复合薄膜；其特征在于：
所述E3为包装时与外界接触的外层，且所述E1、E2、E3共同组成抗紫外线层，所述抗紫外线层按照重量组份计包括：30-40份聚乙烯、15-23份聚四氟乙烯、10-13份六氟异丙醇、4-6份过氧化二异丙苯、5-8份羟甲基纤维素钠、3-4份纳米二氧化钛、2-3份纳米氧化锌、1-3份自由基淬灭剂、4-6份固化剂Ⅰ、8-10份紫外线吸收微珠溶液、1-2份油酰胺、5-7份羟基乙叉二膦酸、13-25份甲醇溶剂；
所述A1为包装时与包装物接触的内层，所述A1、A2、A3均为基材层，所述基材层按照重量组份计包括：100-150份聚酰胺树脂；
所述C为增韧层，所述增韧层按照重量组份计包括：15-20份聚丙烯、9-11份聚乙烯、4-6份增韧剂、1-3份改性剂、1-3份抗氧化剂、4-6份固化剂Ⅱ、1-2份芥酸酰胺、5-8份丝素蛋白-聚氨酯水凝胶；
所述D为阻气层，所述阻气层按照重量组份计包括：18-25份乙烯-乙烯醇共聚物、2-4份固化剂Ⅲ、3-5份三聚氰胺氰尿酸盐、8-10份端羟基聚丁二烯、8-10份异氰酸酯；
所述B1、B2、B3为粘合层，所述粘合层按照重量组份计包括：30-40份聚氨酯、3-5份流平剂、1-3份表面活性剂、10-14份高能精炼鱼油、4-6份固化剂Ⅳ、12-24份乙醇溶剂；
所述自由基淬灭剂是由二氧化铈、4-三甲基碘化铵-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、叔丁醇、l，4-萘醌以质量比为1:2:3:1配比而成；
所述紫外线吸收微珠溶液按照重量百分比计包括：25%邻羟基苯甲酸苯酯、3%分散剂、7%乳化剂、20%对苯二亚甲基二樟脑磺酸、25%乙酸溶剂、20%去离子水；所述改性剂是由磷酸丁氧基乙基酯、2-丙烯酸-2-羧乙酯、叔丁基二甲基硅烷基三氟甲烷磺酸酯、四(乙烯基二甲基硅氧基)硅烷以质量比为1:2:1:1配比而成；
所述E1、E2、E3的厚度比为1:1:2；
所述固化剂Ⅰ、固化剂Ⅱ、固化剂Ⅲ、固化剂Ⅳ分别为间苯二胺、顺丁烯二酸酐、2-甲基咪唑、聚壬二酸酐。
2.一种如权利要求1所述的抗紫外线阻隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备基材层：将所述聚酰胺树脂以颗粒状加入挤出机中，经过挤出机挤出成型得到基材层，并将所述基材层进行裁剪得到相同规格的所述基材层一、基材层二、基材层三，待用；
（2）制备抗紫外线层：
S1：将所述聚乙烯、聚四氟乙烯、过氧化二异丙苯、六氟异丙醇、羟甲基纤维素钠加入混合机中，以600-700转/分钟搅拌25-30min，得到第一混合物；
S2：将所述纳米二氧化钛、纳米氧化锌、自由基淬灭剂、紫外线吸收微珠溶液、油酰胺分别加入所述甲醇溶剂中，以300-350转/分钟机械搅拌10-20min，得到第二混合物；
S3：再将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌混合均匀，得到第三混合物；
S4：取二分之一的所述第三混合物，并加入二分之一的所述固化剂Ⅰ，搅拌均匀后，固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒a；
S5：再向另外二分之一的第三混合物中加入所述羟基乙叉二膦酸，搅拌混合均匀，得到第四混合物；
S6：将另外二分之一的固化剂Ⅰ加入到所述第四混合物中，搅拌混合均匀后，固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒b；
S7：将所述母粒a经过挤出机挤出成型得到内层膜，将所述内层膜进行剪裁，得到相同规格的抗紫外线层一、抗紫外线层二，即E1、E2；再将所述母粒b经过挤出机挤出成型得到抗紫外线层三，即E3；
S8：将所述抗紫外线层一、抗紫外线层二、抗紫外线层三按照上下顺序叠放入模具中，并利用真空热压成型机进行压制成型，即得到抗紫外线层；
（3）制备增韧层：将所述聚丙烯、聚乙烯、丝素蛋白-聚氨酯水凝胶、改性剂按照上述组份混合均匀，并在50-60℃恒温下，以60-120转/分钟机械搅拌60-90min，之后依次加入所述增韧剂、抗氧化剂、芥酸酰胺，搅拌均匀后加入所述固化剂Ⅱ固化成型30-60min，再利用造粒机进行造粒，得到母粒c；再将所述母粒c利用挤出机挤出成型，得到增韧层，即C；
（4）制备阻气层：将所述端羟基聚丁二烯与异氰酸酯溶解于质量分数为70-80%的乙醇溶液中，搅拌反应5-20min,生成异氰酸酯化合物；将所述乙烯-乙烯醇共聚物、三聚氰胺氰尿酸盐依次加入所述异氰酸酯化合物中，然后在30-40℃低温干燥箱中挥发掉所述乙醇溶液，再加入所述固化剂Ⅲ，固化成型30-60min，经造粒机进行造粒，得到母粒d；再将所述母粒d利用挤出机挤出成型，得到阻气层，即D；
（5）制备粘合层：将所述高能精炼鱼油加入到所述乙醇溶剂中，以500-700转/分钟搅拌5-10min，得到油乳液；将所述油乳液加入到所述聚氨酯中，以800-1000转/分钟搅拌10-20min，至完全融合，再依次加入所述流平剂、表面活性剂、固化剂Ⅳ搅拌均匀后，固化30-60min，经造粒机进行造粒，得到母粒E；再将所述母粒E利用挤出机挤出成型，得到粘合层；并将所述粘合层进行裁剪得到相同规格的粘合层一、粘合层二、粘合层三，即B1、B2、B3；
（6）共挤成膜：按照A1/B1/C/B2/A2/D/A3/B3/E1/E2/E3这种次序进行叠放，得到复合膜，将所述复合膜通过挤出机挤出成型，即得抗紫外线阻隔膜。
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