CN108773140B - 一种纳米改性高阻隔复合膜及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米改性高阻隔复合膜及生产方法，由上至下依次由耐温层、粘结剂层、PP层、PEⅠ层、EVAⅠ层、纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层、PEⅡ层、PEⅢ层组成，纳米改性的PVDC层的厚度为4～20微米，纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物70～98重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量％，改性材料纳米级氧化硅0.1～10重量％，该复合膜其阻隔性能优良，柔韧性好、耐穿刺，容易撕开。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种纳米改性高阻隔复合膜及生产方法。
背景技术
当前，用于高档药品包装的主要是由以铝箔和镀铝膜为基础，经过干法复合制成的复合薄膜。铝箔主要特点是阻隔性高，但是存在不耐揉折，易出现针眼导致阻隔性下降；镀铝膜则存在镀层较薄，性能不稳定以及阻隔性不足问题，同时生产上述产品消耗大量的金属铝材，其生产过程也存在环境污染问题。
目前尝试应用于药品包装的高阻隔材料主要有PVDC乳液涂薄膜，通过在聚酯或双向拉伸聚丙烯薄膜表面涂覆一层PVDC来达到高阻隔的性能要求，而PVDC涂层一般在2微米左右，涂层容易出现不均匀、强度不足以及脆性问题，不能保证持续的稳定性。
PVDC的共挤加工主要存在PVDC材料容易受热分解，在和其他材料共同挤出时很容易产生碳化，影响膜的质量和加工的连续性。中国专利CN201410425827.7,公开了PE/TIE/PA/TIE/PE/EVA/PVDC/EVA/PE，9层共挤深拉伸膜；CN201410427455.1,公开了PP层/EVA/PVDC/EVA/PE，5层共挤拉伸膜；CN201410425519.4,公开了PA/TIE/PE/EVA/PVDC/EVA/PE 7层共挤深拉伸膜主要是利用共挤模具设计来减少PVDC的受热时间，但是由于加工是一个连续的过程，随着运行时间的延长，粘性的树脂仍然会粘附在设备上和滞留在流道中产生分解，使得所生产的产品发黄、有分解物及不能长时间连续生产。
发明内容
本发明提供一种纳米改性高阻隔复合膜及生产方法，将PVDC进行改性，利用纳米改性的PVDC树脂，有效的改善了树脂的加工性能，减少了树脂分解，保证了产品质量和长时间的连续生产。
一种纳米改性高阻隔复合膜，由上至下依次由耐温层、粘结剂层、PP层、PEⅠ层、EVAⅠ层、纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层、PEⅡ层、PEⅢ层组成，其中：纳米改性的PVDC层的厚度为4～20微米，纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物69～98重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量％，纳米材料氧化硅0.1～10重量％。
所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物80～96重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物3～15重量％，纳米材料氧化硅0.1～8重量％。
所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物85～94重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物5～10重量％，纳米材料氧化硅0.1～5重量％。
所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：耐温层为聚对苯二甲酸乙二酯，粘合剂为聚氨酯含量7～15重量％的浆料。
所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：耐温层10～20重量％、粘结剂层1～6重量％、PP层10～20重量％、PEⅠ层10～20重量％、EVAⅠ层1～10重量％、纳米改性的PVDC层5～30重量％、EVAⅡ层1～10重量％、PEⅡ层10～20重量％、PEⅢ层10～20重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：耐温层12～18重量％、粘结剂层2～5重量％、PP层12～18重量％、PEⅠ层12～18重量％、EVAⅠ层2～8重量％、纳米改性的PVDC层5～20重量％、EVAⅡ层2～8重量％、PEⅡ层12～18重量％、PEⅢ层12～18重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其中：用PE层代替PP层。
所述的纳米改性高阻隔复合膜的生产方法，包括以下步骤：
1)将丙烯酸与偏氯乙烯共聚物69～98重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量％，改性材料纳米级氧化硅0.1～10重量％，置于高速混合机中，于45～50℃下混合5～15min，挤出成型得纳米改性的PVDC层；
2)将PP层、PEⅠ层、EVAⅠ层、步骤1)得到的纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层、PEⅡ层、PEⅢ层材料通过多层共挤装置模具叠加挤出，料筒采用五段加热，各段温度分别为第一段100～180℃，第二段120～220℃，第三段120～220℃，第四段120～210℃，第五段110～230℃，再经过吹塑或者流延形成多层薄膜；
3)将步骤2)得到的多层薄膜的表层材料进行电晕处理，得表面张力不低于38达因的多层薄膜；
4)将步骤3)得到的多层薄膜的PP层端通过干式复合一层上胶量为1.0～3.5g/cm2的聚对苯二甲酸乙二酯，作为耐温层，耐温层与PP层之间有一层聚氨酯含量7～15重量％的浆料，作为粘结剂层，在35～55℃条件下熟化24～72小时，制成PVDC高阻隔复合膜。
所述的生产方法，其中：步骤2)中各段温度分别为第一段120～160℃，第二段140～200℃，第三段140～200℃，第四段140～190℃，第五段130～190℃。
所述的生产方法，其中：用PE层代替PP层。
本发明纳米改性后的PVDC处于多层复合材料的之中，通过丙烯酸类及氯乙烯类树脂的共混，降低材料的熔融温度和稳定性，同时通过氧化硅类物资的添加，增强了熔体的流动性和耐温性，使得熔体剪切热减少，从而使得树脂能够高质量的挤出成型,膜面大于20微米的晶点减少50％～80％，薄膜已无大于1mm的晶点，晶点的平均尺寸由原来的18.9微米减小到11.4微米，薄膜的拉伸性能也由原来的47.1MPa提高到现在的77.8Mpa。本发明提出的纳米改性高阻隔复合膜具有良好的柔韧性，不会因揉搓发生断裂及针眼，还具有高度的阻湿性能，其阻隔性能不受外界湿度及化学腐蚀的影响，能够充分保证对产品的保护。
本发明采用纳米改性的PVDC通过共挤制成高阻隔复合膜，其阻隔性能优良，柔韧性好、耐穿刺，容易撕开，减少了树脂受热分解和碳化产生，保证了产品质量和长时间的连续生产，同时可以选择透明或者非透明的包装形式，适应范围更广。
上述发明内容仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是一种纳米改性高阻隔复合膜的结构示意图。
【主要元件符号说明】
1-耐温层，
2-粘结剂层，
3-PP层，
4-PEⅠ层，
5-EVAⅠ层，
6-纳米改性的PVDC层，
7-EVAⅡ层，
8-PEⅡ层，
9-PEⅢ层。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
一种纳米改性高阻隔复合膜，聚对苯二甲酸乙二酯10重量％、聚氨酯含量7重量％的浆料2重量％、PP层15重量％、PEⅠ层10重量％、EVAⅠ层8重量％、纳米改性的PVDC层的厚度为4微米，丙烯酸与偏氯乙烯共聚物3.5重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物0.8重量％，纳米材料氧化硅0.7重量％、EVAⅡ层10重量％、PEⅡ层20重量％、PEⅢ层20重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
实施例2
一种纳米改性高阻隔复合膜，同实施例1，所不同之处为用PE层代替PP层。
实施例3
一种纳米改性高阻隔复合膜，聚对苯二甲酸乙二酯20重量％、聚氨酯含量10重量％的浆料6重量％、PP层10重量％、PEⅠ层15重量％、EVAⅠ层5重量％、纳米改性的PVDC层的厚度为20微米，丙烯酸与偏氯乙烯共聚物4.0重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物0.7重量％，纳米材料氧化硅0.3重量％、EVAⅡ层8重量％、PEⅡ层16重量％、PEⅢ层15重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
实施例4
一种纳米改性高阻隔复合膜，同实施例3，所不同之处为用PE代替PP层。
实施例5
一种纳米改性高阻隔复合膜，聚对苯二甲酸乙二酯15重量％、聚氨酯含量15重量％的浆料4重量％、PP层20重量％、PEⅠ层20重量％、EVAⅠ层2重量％、纳米改性的PVDC层的厚度为10微米，丙烯酸与偏氯乙烯共聚物4.5重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物0.025重量％，纳米材料氧化硅0.025重量％、EVAⅡ层5重量％、PEⅡ层18重量％、PEⅢ层11重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
实施例6
一种纳米改性高阻隔复合膜，同实施例5，所不同之处为用PE代替PP层。
实施例7
一种纳米改性高阻隔复合膜，聚对苯二甲酸乙二酯18重量％、聚氨酯含量12重量％的浆料5重量％、PP层12重量％、PEⅠ层14重量％、EVAⅠ层10重量％、纳米改性的PVDC层的厚度为15微米，丙烯酸与偏氯乙烯共聚物4.0重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物0.7重量％，纳米材料氧化硅0.3重量％、EVAⅡ层7重量％、PEⅡ层14重量％、PEⅢ层15重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
实施例8
一种纳米改性高阻隔复合膜，同实施例7，所不同之处为用PE代替PP层。
实施例9
一种纳米改性高阻隔复合膜，聚对苯二甲酸乙二酯18重量％、聚氨酯含量12重量％的浆料5重量％、PP层15重量％、PEⅠ层14重量％、EVAⅠ层10重量％、纳米改性的PVDC层的厚度为15微米，丙烯酸与偏氯乙烯共聚物4.8重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物0.07重量％，纳米材料氧化硅化0.03重量％、EVAⅡ层7重量％、PEⅡ层14重量％、PEⅢ层15重量％，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
实施例10
一种纳米改性高阻隔复合膜，同实施例9，所不同之处为用PE代替PP层。
实施例11
上述实施例1～10的一种纳米改性高阻隔复合膜的生产方法，包括以下步骤：
1)将丙烯酸与偏氯乙烯共聚物69～98重量％，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量％，改性材料纳米级氧化硅0.1～10重量％，置于高速混合机中，于45～50℃下混合5～15min，挤出成型得纳米改性的PVDC层；
2)将PP层或者PE层、PE PEⅠ层、EVAⅠ层、步骤1)得到的纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层A、PEⅡ层、PEⅢ层材料通过利用多层共挤装置模具叠加挤出，料筒采用五段加热，各段温度分别为第一段120～160℃，第二段140～200℃，第三段140～200℃，第四段140～190℃，第五段130～190℃，再经过吹塑或者流延形成多层薄膜；
3)将步骤2)得到的多层薄膜的外层材料进行电晕处理，得表面张力不低于38达因的多层薄膜；
4)将步骤3)得到的多层薄膜的PP层端通过干式复合一层耐温层，上胶量为1.0～3.5g/cm2，耐温层与PP层之间有一层聚氨酯含量7～15重量％的浆料，在35～55℃条件下熟化24～72小时，制成PVDC高阻隔复合膜。
表1和表2为本发明一种高阻隔复合膜性能，与其他塑料材料阻隔性比较数据。
表1高阻隔PVDC共挤膜性能指标及本发明复合膜性能
由表1可以看出本发明一种纳米改性高阻隔复合膜的各种性能满足共挤膜性能指标要求。
表2本发明纳米改性高阻隔复合膜与和其它塑料材料阻隔性对比
表2说明本发明一种纳米改性高阻隔复合膜阻隔性能优于现有技术的塑料材料。
以上所述，仅是本发明专利的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术方案范围内，依据本专利的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：由上至下依次由耐温层、粘结剂层、PP层、PEⅠ层、EVAⅠ层、纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层、PEⅡ层、PEⅢ层组成；耐温层10～20重量%、粘结剂层1～6重量%、PP层 10～20重量%、PEⅠ层10～20重量%、EVAⅠ层1～10重量%、纳米改性的PVDC层5～30重量%、EVAⅡ层1～10重量%、PEⅡ层10～20重量%、PEⅢ层10～20重量%，以PVDC高阻隔复合膜总重量计；
其中：纳米改性的PVDC层的厚度为4～20微米，纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物69～98重量%，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量%，纳米材料氧化硅0.1～10重量%；
其中，耐温层为聚对苯二甲酸乙二酯，粘合剂为聚氨酯含量7～15重量%的浆料；
所述纳米改性高阻隔复合膜的生产方法，包括以下步骤：
1）将丙烯酸与偏氯乙烯共聚物69～98重量%，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物1～30重量%，改性材料纳米级氧化硅0.1～10重量%，置于高速混合机中，于45～50℃下混合5～15min，挤出成型得纳米改性的PVDC层；
2）将PP层、PEⅠ层、EVAⅠ层、步骤1）得到的纳米改性的PVDC层、EVAⅡ层、PEⅡ层、PEⅢ层材料通过多层共挤装置模具叠加挤出，料筒采用五段加热，各段温度分别为第一段100～180℃，第二段120～220℃，第三段120～220℃，第四段120～210℃，第五段110～230℃，再经过吹塑或者流延形成多层薄膜；
3）将步骤2)得到的多层薄膜的表层材料进行电晕处理，得表面张力不低于38达因的多层薄膜；
4）将步骤3)得到的多层薄膜的PP层端通过干式复合一层上胶量为1.0～3.5g/cm2的聚对苯二甲酸乙二酯，作为耐温层，耐温层与PP层之间有一层聚氨酯含量7～15重量%的浆料，作为粘结剂层，在35～55℃条件下熟化24～72小时，制成PVDC高阻隔复合膜。
2.依照权利要求1所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物 80～96重量%，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物3～15重量%，纳米材料氧化硅0.1～8重量%。
3.依照权利要求1所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：纳米改性的PVDC层包括丙烯酸与偏氯乙烯共聚物 85～94重量%，氯乙烯与偏氯乙烯共聚物5～10重量%，纳米材料氧化硅0.1～5重量%。
4.依照权利要求1所述的一种纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：耐温层12～18重量%、粘结剂层2～5重量%、PP层 12～18重量%、PEⅠ层12～18重量%、EVAⅠ层2～8重量%、纳米改性的PVDC层 5～20重量%、EVAⅡ层2～8重量%、PEⅡ层12～18重量%、PEⅢ层12～18重量%，以PVDC高阻隔复合膜总重量计。
5.依照权利要求1至4中任一项所述的纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：用PE层代替PP层。
6.依照权利要求1所述的纳米改性高阻隔复合膜，其特征在于：步骤2）中各段温度分别为第一段120～160℃，第二段140～200℃，第三段140～200℃，第四段140～190℃，第五段130～190℃。
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