CN110408198A - 一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜及其制备方法，其中，该高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其组分包括：聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂和其它加工助剂；交联剂为含Fe、Cu、Ca或Ti的有机金属化合物。本发明提供的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，通过采用含Fe、Cu、Ca、Ti等有机金属化合物作为交联剂，利用有机化合物与聚酰胺的相容性良好，且金属离子能够与酰胺键形成分子间的多螯合结构，该结构及其稳定从而形成有效的交联点，有效降低聚酰胺非晶区“自由态”的酰胺键，同时该交联点也提供了晶核的作用，进一步提高聚酰胺的结晶度，交联形成网状结构的聚酰胺非晶区也更加致密，可大幅减少水分子透过的可能性，从而减少聚酰胺的透湿性。

Description

一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及软包装材料技术领域，特别涉及一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰胺薄膜是一种非常坚韧的薄膜，透明性好，并具有良好的光泽，抗张强度、拉伸强度较高，还具有较好的耐热性、耐寒性、耐油性和耐有机溶剂性，耐磨性、耐穿刺性优良，且比较柔软，阻氧性优良，因此被广泛地应用于食品及工业包装领域。

但聚酰胺薄膜也存在着一个明显的缺陷，就是阻湿能力差，容易吸湿。吸湿后聚酰胺薄膜的体积膨胀，造成薄膜尺寸变化，这对薄膜的后续加工造成了很大的问题。常见的薄膜印刷错位、复合后袋子变形等不良问题即是由于聚酰胺薄膜的吸潮大、尺寸变化大造成的。另一方面，聚酰胺薄膜的透湿性大，对于湿气敏感的包装内容物也会造成很大的影响。由于这方面的缺陷存在，限制了聚酰胺薄膜在一些领域的应用。在专利号ZL201611107071.7中虽然提出了一种低吸水尼龙薄膜的制造方法，但其并没有提到该膜在高湿度环境下的吸湿情况，另外对薄膜的透湿率也没有涉及。

发明内容

为解决背景技术中的现有聚酰胺薄膜阻湿能力差的问题，本发明提供一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其组分包括：聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂和其它加工助剂；

所述交联剂为含Fe、Cu、Ca或Ti的有机金属化合物。

进一步地，聚酰胺薄膜包括上表层、芯层和下表层；

所述上表层的组分包括：84.50％-98.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.5％成核剂、1％-8％交联剂、0.2％-2％爽滑剂、0.3％-5％开口剂；

所述芯层的组分包括：84.90％-99.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.1％成核剂、0.5％-15％添加助剂；

所述下表层的组分包括：84.50％-98.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.5％成核剂、1％-8％交联剂、0.2％-2％爽滑剂、0.3％-5％开口剂。

进一步地，所述成核剂为PA46、MXD6、PA6T、PA9T、PA10T、PA12T中的至少一种。

进一步地，所述爽滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、硅酮粉、硅油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的至少一种。

进一步地，所述开口剂为气相法二氧化硅或者沉淀法二氧化硅。

进一步地，所述添加助剂为抗氧剂、热稳定剂、增韧剂、抗紫外剂、抗静电剂中的至少一种。

进一步地，所述聚酰胺薄膜为双向拉伸聚酰胺薄膜，其结晶度为35％-55％。

进一步地，所述上表层厚度为1.2-3um；所述芯层厚度为7.6-39um；所述下表层厚度为1.2-3um。

本发明还提供一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜的制备方法，其步骤如下：

第一步：将上表层的组分聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂、爽滑剂和开口剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

将芯层的组分聚酰胺树脂基材成核剂和添加助剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

将下表层的组分聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂、爽滑剂和开口剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

第二步：将上表层、芯层和下表层的原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在冷辊上冷却，形成未拉伸片材；

第三步：将未拉伸片材在50-100℃加热下进行分步或同步拉伸，拉伸倍率为2.6*2.6-3.2*3.2；

第四步：将拉伸后的薄膜进行热定型，其中定型温度为180-210℃，定型时间为5-20s，最后得到所述的聚酰胺薄膜，薄膜厚度为10-45um。

与现有的吸水聚酰胺薄膜相比，本发明具有如下特点：

1、在本发明的聚酰胺薄膜中添加成核剂，采用PA46、MXD6、PA6T、PA9T、PA10T、PA12T这些高分子成核剂，不会影响薄膜的透明度，极大保证薄膜的透光率，同时也没有小分子析出等问题，该成核剂可提高聚酰胺的结晶度，提供更多的致密结晶区；

2、在本发明的聚酰胺薄膜中添加交联剂，采用含Fe、Cu、Ca、T i等有机金属化合物。采用有机化合物与聚酰胺的相容性良好，Fe、Cu、Ca、T i等金属离子能够与酰胺键形成分子间的多螯合结构，该结构及其稳定从而形成有效的交联点，可有效降低聚酰胺非晶区“自由态”的酰胺键，同时该交联点也提供了晶核的作用，进一步提高聚酰胺的结晶度，交联形成网状结构的聚酰胺非晶区也更加致密，可大幅减少水分子透过的可能性，从而减少聚酰胺的透湿性；

3、两个表层同时添加成核剂与交联剂，可有效减少表层的吸湿性，减少往芯层渗透的水分子，芯层只添加成核剂可保证聚酰胺薄膜低吸湿性的同时保证整个聚酰胺薄膜仍具有可回收再利用性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。

需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

上表层的组分(以质量百分比计)为：93.47％尼龙6、0.03％成核剂PA46、5％交联剂二环戊二烯合铁、0.5％爽滑剂亚乙基双硬脂酰胺、1％开口剂二氧化硅；

芯层的组分(以质量百分比计)为：99.48％尼龙6、0.02％成核剂PA46、0.5％抗静电剂；

下表层的组分(以质量百分比计)为：93.47％尼龙6、0.03％成核剂PA46、5％交联剂二环戊二烯合铁、0.5％爽滑剂亚乙基双硬脂酰胺、1％开口剂二氧化硅。

实施例2

上表层的组分(以质量百分比计)为：95.1％尼龙6、0.1％成核剂PA9T、2％交联剂二环戊二烯合铁、0.8％爽滑剂硅酮粉、2％开口剂二氧化硅；

芯层的组分(以质量百分比计)为：99.36％尼龙6、0.04％成核剂PA9T、0.6％抗氧剂；

下表层的组分(以质量百分比计)为：95.1％尼龙6、0.1％成核剂PA9T、2％交联剂二环戊二烯合铁、0.8％爽滑剂硅酮粉、2％开口剂二氧化硅。

实施例3

上表层的组分(以质量百分比计)为：91.5％尼龙6、0.3％成核剂PA6T、5％交联剂二环戊二烯合铁、0.2％爽滑剂硅酮粉、3％开口剂二氧化硅；

芯层的组分(以质量百分比计)为：90.95％尼龙6、0.05％成核剂PA6T、9％增韧剂；

下表层的组分(以质量百分比计)为：91.5％尼龙6、0.3％成核剂PA6T、5％交联剂二环戊二烯合铁、0.2％爽滑剂硅酮粉、3％开口剂二氧化硅。

上述实施例1-3的聚酰胺薄膜制备方法如下：

第一步：将上表层、芯层和下表层中各组分按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

第二步：将上表层、芯层和下表层的混合原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在冷辊上冷却，形成未拉伸片材；

第三步：将未拉伸片材在50-100℃加热下进行分步或同步拉伸，拉伸倍率为2.6*2.6-3.2*3.2。

第四步：将拉伸后的薄膜进行热定型，其中定型温度为180-210℃，定型时间为5-20s，最后得到聚酰胺薄膜。

比较例1

市售15umBOPA薄膜。

本发明对实施例1-3获得的聚酰胺薄膜及比较例1市售的BOPA薄膜进行测试，其测试结果如表1所示：

表1

由上表可知，采用本发明所生产的聚酰胺薄膜与普通聚酰胺薄膜相比，本发明所生产的聚酰胺薄膜在高湿环境下具有低吸湿、高尺寸稳定性和低透湿性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：其组分包括：聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂和其它加工助剂；

所述交联剂为含Fe、Cu、Ca或Ti的有机金属化合物。

2.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：包括上表层、芯层和下表层；

所述上表层的组分包括：84.50％-98.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.5％成核剂、1％-8％交联剂、0.2％-2％爽滑剂、0.3％-5％开口剂；

所述芯层的组分包括：84.90％-99.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.1％成核剂、0.5％-15％添加助剂；

所述下表层的组分包括：84.50％-98.49％聚酰胺树脂基材、0.01％-0.5％成核剂、1％-8％交联剂、0.2％-2％爽滑剂、0.3％-5％开口剂。

3.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述成核剂为PA46、MXD6、PA6T、PA9T、PA10T、PA12T中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述爽滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、硅酮粉、硅油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述开口剂为气相法二氧化硅或者沉淀法二氧化硅。

6.根据权利要求2所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述添加助剂为抗氧剂、热稳定剂、增韧剂、抗紫外剂、抗静电剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述聚酰胺薄膜为双向拉伸聚酰胺薄膜，其结晶度为35％-55％。

8.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜，其特征在于：所述上表层厚度为1.2-3um；所述芯层厚度为7.6-39um；所述下表层厚度为1.2-3um。

9.一种高尺寸稳定性低透湿聚酰胺薄膜的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

第一步：将上表层的组分聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂、爽滑剂和开口剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

将芯层的组分聚酰胺树脂基材成核剂和添加助剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

将下表层的组分聚酰胺树脂基材、成核剂、交联剂、爽滑剂和开口剂按比例分别进行混合，并通过高速搅拌机分散均匀；

第二步：将上表层、芯层和下表层的原料分别通过各自的挤出机熔融挤出，经过T型模头流出，并在冷辊上冷却，形成未拉伸片材；

第三步：将未拉伸片材在50-100℃加热下进行分步或同步拉伸，拉伸倍率为2.6*2.6-3.2*3.2；

第四步：将拉伸后的薄膜进行热定型，其中定型温度为180-210℃，定型时间为5-20s，最后得到所述的聚酰胺薄膜，薄膜厚度为10-45um。