CN110435277A - 一种可全生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可生物降解高阻隔性真空蒸镀薄膜基材及其制备方法，薄膜自上而下依次由高阻隔涂布层及双向拉伸聚乳酸薄膜（BOPLA）薄膜基材层组成。基材层是由上表层、芯层、及下表层组成；其制备步骤分为两步，首先利用平拉法制备满足涂布要求的聚乳酸薄膜（BOPLA）基材，然后通过在线涂布工艺或离线涂布工艺，在薄膜基材表面形成高阻隔涂层。利用本发明制备出的高阻隔性蒸镀薄膜基材所生产的镀铝薄膜和镀氧化铝薄膜，最优的氧气透过率可小于0.02 cc/m2.24h，最优的水蒸气透过率达到0.05 g/m2.24h；该高阻隔性蒸镀薄膜基材不仅具有优秀的阻隔效果，而且是可生物降解的，可以有效解决废弃包装薄膜的带来环境问题，其工业上的利用价值高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高阻隔包装薄膜，具体为一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材及其制备方法。
背景技术
食品、药品以及电子器件在水分和氧气存在的条件下容易发生腐败变质或失效。使用具有高阻隔性的包装材料来保护处理过的产品是解决这一问题的关键所在。高阻隔膜材料以其优异的阻隔性能脱颖而出，成为许多行业包装产品的首选方式。目前市场上高阻隔包装薄膜通常的制备方法是在薄膜基材上涂布高阻隔涂层并与其他功能薄膜进行复合。所用的基材一般是BOPET、BOPP、CPP、BOPA和BOPE 其中的一种或者多种。
由于包装薄膜重量轻、基材种类多，这在一定程度上限制薄膜可回收利用，更多的包装薄膜直接作为固体垃圾处理。但是PET、PP、 PA、PE都是难以降解的塑料，在自然环境中需要上百年才会完全降解。由于目前处理薄膜常用的方法是填埋和焚烧。这些难以降解的塑料材料在填埋处理后，需要上百年才能完降解。未降解的塑料薄膜会导致土壤板结，影响作物生长。部分带有污染物的塑料，填埋后也会污染周围土壤和水体。焚烧处理塑料会产生有毒气体，危害生物安。基于这些认识，国际上一些大的公司已经开展行动，承诺到2015年实现包装用材料达到100％可回收、可重复使用或可降解,来减轻或消除塑料垃圾带来的各种问题。
现在已经有专利报道相关添加型的可降BOPP和CPP薄膜，但是这些薄膜需要在氧化降解后才会发生生物降解，不能称为生物降解薄膜。聚乳酸是一种无毒、无刺激的合成高分子材料，其原料是乳酸，主要来自淀粉(如玉米、大米)等发酵。PLA原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，是真正的绿色高分子材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170-230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。基于以上认识，聚乳酸用作生产制备可生物降解的环保包装材料。相关专利已经对此有详细报道。
目前市场上，常用的高阻隔包装薄膜包括：铝箔、蒸镀薄膜、镀氧化铝薄膜、镀氧化硅薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)五层共挤薄膜、聚偏二氯乙烯(PVDC)涂层薄膜以及PVA涂布薄膜。这其中铝箔的阻水、阻氧效果最好。但是铝箔单价高，弯折易形成微孔，在应用中受到一定限制。EVOH五层共挤薄膜兼有阻水和阻氧的效果，但设备投资较大，废弃后难以降解和重复利用。PVDC涂布薄膜虽然具有较好的阻水和阻氧性，但是燃烧时会产生二噁英等致癌物。
真空蒸镀薄膜，包括镀铝薄膜、镀氧化铝薄膜、镀氧化硅薄膜，同时可以提供高的氧气阻隔性和湿气阻隔性。真空蒸镀工艺对薄膜基材的要求比较高，包括(1)耐热性好，基材必须能耐受蒸发源的辐射热和蒸发物的冷凝潜热。(2)从薄膜基材上产生的挥发性物质要少；对吸湿性大的基材，在镀膜前理。(3)基材应具有一定的强度和表面平滑度。(4)对蒸镀层的粘接性良好。以上几点中，第四点是最重要也是与基材本质最相关的一点。对于非极性和极性比较弱的高分子材料，通过电晕处理和等离子处理可以提高基材的表面极性。这种方法有助于提高镀层与基材的结合牢度，但是仍不能满足一些高要求的应用。目前，仍需要对表层配方的材料进行改性处理。本发明针对高阻隔蒸镀薄膜生产的需要，开发可以用于真空蒸镀工艺的PLA 薄膜基材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材及其制备方法，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：
一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材，包括薄膜基材层和高阻隔涂布层，所述的薄膜基材层为双向拉伸聚乳酸薄膜基材，所述的高阻隔涂布层为功能性涂层；其中，聚乳酸薄膜基材由上表层、芯层和下表层三层材料共挤而成，其上表层为涂布面，涂布面上设置高阻隔涂层；
所述上表层材料由以下组分和重量配比共混而成：改性聚乳酸 95-99wt％，PLA抗粘连助剂母料1-5wt％；所述下表层材料由以下组分和重量配比共混而成：聚乳酸或改性聚乳酸92-99wt％；PLA抗粘连助剂母料1-5wt％；PLA成核助剂母料：0-3wt％；所述芯层材料由以下组分和重量配比共混而成：聚乳酸或改性聚乳酸：97-100wt％； PLA成核助剂母料：0-3wt％。
另外，所述上表层的厚度为0.5-2.5μm。所述改性聚乳酸为聚乳酸与其他材料的共混物，或乳酸、聚乳酸与其他单体、聚合物的共聚物；通过共混改性聚乳酸和共聚改性聚乳酸可以改变上表层材料的玻璃化转变温度和极性，利于涂布工艺和蒸镀工艺的实施。共混改性中的其他材料具体为聚羟基丁酸酯(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)，聚(ε-己内酯)(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸酯)(PBAT)、聚(羟基丁酸-羟基戊酸)(PHBV)、聚1,2-丙二醇己二酸酯(PPA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、聚乳酸低聚物(OLA)、聚乙二醇低聚物(PEG)、聚丙二醇(PPG)、柠檬酸酯类中的至少一种或组合；共聚改性中的其他单体或聚合物为1，4-丁二醇、二乙醇胺、己内酯、乙醇酸(羟基乙酸)、聚乙二醇低聚物(PEG)、聚乙二醇单甲醚(mPEG)、聚丙二醇(PPG)、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)(PEO-PPO)、淀粉、纤维素、多糖类高分子壳聚糖其中的一种或组合。所述上表层、下表层以及芯层各材料在共混时还加入了增容剂，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性增容剂、马来酸酐接枝接枝改性增容剂、含环氧基团增容剂、异氰酸酯类化合物或不饱和酯类化合物，或过氧化物。所述薄膜基材层中的上表层经过表面电晕处理或等离子体处理，表面能不低于48dyn/cm。
本发明还提供了一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材的制备方法，包括以下步骤：
S1：将包含有双向拉伸聚乳酸薄膜专用料、改性聚乳酸及各种功能母料在内的各组份进行干燥处理，然后通过自动配料系统按所述含量混合均匀；
S2：将混合后的物料通过输料管道分别送至主挤出机和辅助挤出机，通过流延膜装置流延出膜片；
S3：将流延膜片送入纵向拉伸辊，在膜的纵向方向上进行拉伸，拉伸倍率为2.0-4.0倍；
S4：利用在线涂布装置，对完成纵向拉伸后的薄膜进行电晕处理和涂布，制备干涂布量为0.3-1.0g/m2的涂布产品；
S5：将经过纵向拉伸的厚片送入横向拉伸机进行横向拉伸，拉伸倍率2.0-6.0倍；
S6：对薄膜进行冷却、测厚、表面电晕处理通过双向拉伸薄膜装置将片材拉伸成为双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA)薄膜；
S7：利用分切机分切经过时效处理的BOPLA母卷产品，制得宽度和长度一定的BOPLA薄膜产品；
S8：或者薄膜没有进行在线涂布的S4步骤，可以利用网纹辊涂布机或微凹涂布机对分切后双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA进行涂布，制备高阻隔涂层干重在0.3-1.0g/m2的涂布产品；
S9：在烘房中对涂布后的产品进行后处理。
在S4或S8中高阻隔涂层可以同时提供阻隔性和提高镀层结合牢度。根据实际生产情况，S4或S8步骤中的高阻隔涂层可以在真空蒸镀工艺前施加，可以在完成真空蒸镀工艺后施加，可以同时在真空蒸镀工艺前和真空蒸镀工艺后施加。在完成真空蒸镀工艺后施加涂层的目的是增加蒸镀薄膜的阻隔性并保护真空蒸镀涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过真空蒸镀技术制备出的高阻隔型蒸镀薄膜，可以是高阻隔镀铝薄膜、高阻隔镀氧化硅薄膜、高阻隔镀氧化铝薄膜，最优的氧气透过率可小于0.1ml/m2.24h，最优的水蒸气透过率达到1.00.5 g/m2.24h；利用该薄膜基材制备的蒸镀薄膜不仅具有优秀的阻隔效果，而且是可生物降解的，可以有效解决废弃包装薄膜的带来环境问题，其工业上的利用价值高。
附图说明
图1为本发明的涂布薄膜整体结构示意图。
图中：1、薄膜基材层；101、上表层；102、芯层；103、下表层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明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，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。请参阅图1：
实施例1：
一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材，该薄膜自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层 101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为蒸镀面，按重量百分比，上表层101所用材料是 98％改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。本实施例中共聚物包括 购自东洋纺有限责任公司。
芯层102为基材提供强度，由100％结晶型聚乳酸(NatureWorks 4060D)组成。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层103是由98％结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)，2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第五步：牵引收卷：出横拉单元的双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第六步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
实施例2-3：
一种可生物降解气体阻隔性蒸镀薄膜基材，该薄膜自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层 101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为涂布面，按重量百分比，上表层101是由98％的改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为 1-2μm。
芯层102为基材提供强度，所用材料为100％结晶型聚乳酸 (NatureWorks Ingeo4060D)，厚度为12-100μm。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层103是由98％结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)，2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：(实施例2的在线涂布工艺，不包含在实施例3中)在线涂布工艺，对经过纵向拉伸的薄膜进行电晕处理，并使用网纹辊在线涂布PVA涂布液，涂胶量为6-8g/m2，干重为0.5-0.7g/m2，速度为80-500m/mim；
第五步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第六步：牵引收卷：出横拉单元的双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第七步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
第八步：(实施例3的离线涂布工艺，不包含在实施例2中)将分切后产品进行涂布PVA涂布液，使用200目的网纹辊，涂胶量为 3-6g/m2，烘箱分为六节，从放卷至收卷，烘道温度依次为75℃-95℃ -100℃-110℃-90℃-75℃，放卷张力7.7kg，收卷张力为13.0kg，速度为60-500m/mim；将涂布产品放入烘房进行后处理，烘房温度为 40-60℃，处理时间为12-48h，制得涂布量干重为0.5-0.7g/m2的产品。
实施例4-5：
一种可生物降解气体阻隔性蒸镀薄膜基材，自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为涂布面，按重量百分比，上表层101是由68％的改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料组成，余量为 30％甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸(PLA-g-GMA)(实施例4 配方)或马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH))(实施列5配方)，厚度为1-2μm。
芯层102为基材提供强度，所用材料为98％结晶型聚乳酸 (NatureWorks Ingeo4060D)，2％的聚乳酸基酰胺型成核剂母料，厚度为12-60μm。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层103是由68％的结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)和30％的改性聚乳酸材料，2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
其方案4-5中，GMA接枝改性聚乳酸和MAH接枝改性聚乳酸中接枝率大于0.8％。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机。在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：(实施例4在线涂布工艺，不包含在实施例5中)在线涂布工艺，使用网纹辊在线涂布阻隔型聚氨酯涂布液，涂胶量为 3-8g/m2，干重在0.5-0.7g/m2左右，速度为80-500m/mim；
第五步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第六步：牵引收卷：出横拉单元的双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第七步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
第八步：(实施例5离线涂布工艺，不包含在实施例4中)将分切后产品进行涂布阻隔型聚氨酯涂布液，使用200目的网纹辊，涂胶量为3-6g/m2，烘箱分为六节，从放卷至收卷，烘道温度依次为75℃ -95℃-100℃-110℃-90℃-75℃，放卷张力7.7kg，收卷张力为13.0kg，速度为60-500m/mim；将涂布产品放入烘房进行后处理，烘房温度为40-60℃，处理时间为12-48h。制得涂布量干重为0.3-0.7g/m2的产品。
实施例6-7：
一种可生物降解气体阻隔性蒸镀薄膜基材，自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为涂布面，按重量百分比，上表层101所用材料是 78％的改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料，余量为18％聚乙二醇(PEG)+2％的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物(实施列6配方)，或18％己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)+2％的聚己内酯(PCL)(配方7)，厚度为1-2μm。
芯层102为基材提供强度，所用材料是100％结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo4060D)，厚度为12-60μm。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层103是由68％的结晶型聚乳酸切片，30％改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：(实施例6在线涂布工艺，不包含在实施例7中)在线涂布工艺，使用网纹辊在线涂布丙烯酸酯型涂布液，湿胶量为 3-8g/m2，速度为80-500m/mim；
第五步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第六步：牵引收卷：出横拉单元的双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第七步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
第八步：(实施例7的离线涂布工艺，不包含在实施例6中)将分切后产品进行涂布丙烯酸酯型涂布液，使用240目的网纹辊，涂胶量为3-6g/m2，烘箱分为六节，从放卷至收卷，烘道温度依次为75℃ -95℃-100℃-110℃-90℃-75℃，放卷张力7.7kg，收卷张力为13.0kg，速度为60-500m/mim；将涂布产品放入烘房进行后处理，烘房温度为40-60℃，处理时间为12-48h。制得涂布量干重为0.3-0.5g/m2的产品。
实施例8
一种可生物降解气体阻隔性蒸镀薄膜基材，自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为涂布面，按重量百分比，上表层101所用材料是 46％的结晶聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)，40％聚(丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯)(PBSA)，2％含环氧基团增容剂，2％的抗粘连助剂母料，厚度为1-2μm。
芯层102为基材提供强度，所用材料是100％结晶型聚乳酸 (NatureWorks Ingeo4060D)，厚度为12-100μm。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层是由98％的结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)，2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：在线涂布工艺，使用网纹辊在线涂布改性双组分型PVA 涂布液，涂胶量为3-8g/m2，速度为80-500m/mim；
第四步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第五步：牵引收卷：出横拉单元的BOPLA进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第六步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
实施列9-10：
一种可生物降解气体阻隔性蒸镀薄膜基材，自上而下依次由高阻隔涂布层2及薄膜基材层1组成，薄膜基材层1是由上表层101、芯层102、及下表层103组成。
上表层101为涂布面，按重量百分比，上表层101所用材料是 78％的改性聚乳酸2％的抗粘连助剂母料，余量为18％聚(环氧乙烷-环氧丙烷)(PEO-PPO)+2％的增容剂(配方9)，或18％聚乙二醇单甲醚(mPEG)+2％的增容剂(配方10)，厚度为1-2μm。
芯层102为基材提供强度，所用材料是100％结晶型聚乳酸 ((NatureWorks Ingeo4060D))，厚度为12-100μm。
下表层103为其他功能面，按重量百分比，下表层是由98％的结晶型聚乳酸(NatureWorks Ingeo 4060D)，2％的抗粘连助剂母料组成，厚度为1-2μm。
具体制备步骤如下：
第一步：配料和塑化：在双向拉伸制膜生产线的控制系统中设定原料使用比例，然后配料系统会自动将经干燥处理的原料按照输入比例输送至挤出机，在挤出机内熔融塑化后，熔体经流道和分配器进入模头；
第二步：铸片：经模头挤出后，熔体马上接触30-50℃的冷却辊，形成厚片；
第三步：纵向拉伸：PLA厚片通过多组预热辊加热至40-80℃，开始进行纵拉，然后进行定型，纵拉倍率为2-4倍；
第四步：(实施例9在线涂布工艺，不包含在实施例10中)在线涂布工艺，使用网纹辊在线涂布改性双组分型PVA涂布液，涂胶量为3-8g/m2，速度为80-500m/mim；
第四步：横向拉伸：将经过纵拉的厚片预热至40-80℃后，开始横拉，横拉后进行定型和冷却处理，横拉倍率为2-6倍；
第五步：牵引收卷：出横拉单元的双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 进入牵引单元，经过测厚和电晕处理后进入收卷单元，得到母卷；
第六步：分切：将经过时效处理的母卷进行分切处理，得到规定宽度和长度的膜卷；
第七步：(实施例10的离线涂布工艺，不包含在实施例8和实施例9中)使用120目网纹辊对分切后双向拉伸聚乳酸薄膜(BOPLA) 产品涂布改性双组分型PVA(同实施例8和实施例中涂布液)，涂胶量为3-6g/m2，烘箱分为六节，从放卷位置至收卷位置，烘道温度依次为75℃-95℃-110℃-110℃-110℃-75℃，放卷张力7.7kg，收卷张力为13.0kg，速度为60-500m/mim；将涂布产品放入烘房进行后处理，烘房温度为40-60℃，处理时间为12-48h，制得涂布量干重为 0.6-0.8g/m2的产品。
为进一步验证配方的可行性，也对以上方案生产的薄膜完成了真空蒸镀工艺。采用博斯特(BOBST)最新型号镀铝机K5 Expert，真空度为10-4mpa，速度为400-600m/min，分别完成了镀铝工艺和镀氧化铝工艺，并对真空蒸镀薄膜完成了常规全分析，其中阻隔性测试和结合牢度测试结果如下表：
为了保护镀氧化铝薄膜表面的镀层，一般会在镀氧化铝薄膜的表面涂布一层具有高阻隔性的保护涂层，这也会进一步提高薄膜的阻隔性。在完成蒸镀工艺后，我们在以实施例1、实施例2和实施例3基材制备的蒸镀氧化铝薄膜表面涂布了一层高阻隔的聚氨酯涂层作为保护涂层，并测试涂布保护涂层蒸镀氧化铝薄膜的阻隔性。
综上所述：本发明提供的一种可生物降解高氧气阻隔性涂布薄膜及其制备方法，其制备出的高阻隔薄膜，最优的氧气透过率可小于 0.1cc/m2.24h，最优的水蒸气透过率达到0.5g/m2.24h；该高阻隔薄膜不仅具有优秀的阻隔效果，而且是可生物降解的，可以有效解决废弃包装薄膜的带来环境问题，其工业上的利用价值高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可生物降解高阻隔性真空蒸镀薄膜基材，其特征在于，包括薄膜基材层（1）和高阻隔涂布层（2），所述的薄膜基材层（1）为双向拉伸聚乳酸薄膜基材，所述的高阻隔涂布层（2）为功能性涂层；其中，聚乳酸薄膜基材由上表层（101）、芯层（102）和下表层（103）三层材料共挤而成，其上表层（101）为涂布面，涂布面上设置高阻隔涂层；
所述上表层（101）材料由以下组分和重量配比共混而成：非晶型聚乳酸或改性聚乳酸95-99wt％，PLA抗粘连助剂母料1-5wt％；
所述下表层（103）材料由以下组分和重量配比共混而成：聚乳酸或改性聚乳酸92-99wt％；PLA抗粘连助剂母料1-5wt％；PLA成核助剂母料：0-3wt%；
所述芯层（102）材料由以下组分和重量配比共混而成：聚乳酸或改性聚乳酸：97-100wt％；PLA成核助剂母料：0-3wt%。
2.如权利要求1所述的一种可生物降解高阻隔性真空薄膜基材，其特征在于：所述上表层（101）的厚度为0.5-2.5 μm。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解高阻隔性真空薄膜基材，其特征在于：聚乳酸为双向拉伸聚乳酸薄膜专用切片，包括非晶型聚乳酸切片和/或结晶型聚乳酸切片。
4.如权利要求1所述的一种可生物降解高阻隔性真空薄膜基材，其特征在于：改性聚乳酸为聚乳酸与其他材料的共混物，或乳酸、聚乳酸与其他单体、聚合物的共聚物，通过添加改性聚乳酸可以改变薄膜的物理性能，共混改性中的其他材料具体为聚羟基丁酸酯PHB、聚（ε-己内酯）PCL、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸酯）PBAT、聚（羟基丁酸-羟基戊酸）PHBV、聚1,2-丙二醇己二酸酯PPA、聚碳酸亚丙酯PPC、聚乳酸低聚物OLA、聚乙二醇低聚物PEG、聚丙二醇PPG、柠檬酸酯类中的至少一种或组合；共聚改性中的其他单体或聚合物为1，4-丁二醇、二乙醇胺、己内酯、乙醇酸、羟基乙酸、聚乙二醇低聚物PEG、聚乙二醇单甲醚mPEG、聚丙二醇PPG、聚（环氧乙烷-环氧丙烷）PEO-PPO、淀粉、纤维素、多糖类高分子壳聚糖其中的一种或组合。
5.如权利要求1所述的一种可生物降解高阻隔性真空薄膜基材，其特征在于：所述上表层（101）、下表层（103）以及芯层（102）各材料在共混时还加入了增容剂，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性增容剂、马来酸酐接枝接枝改性增容剂、含环氧基团增容剂、异氰酸酯类化合物或不饱和酯类化合物，或过氧化物。
6.如权利要求1所述的一种可生物降解高阻隔性真空薄膜基材，其特征在于：所述薄膜基材层（1）中的上表层（101）经过表面电晕处理或等离子体处理，表面能不低于48 dyn/cm。
7.一种如权利要求1所述的可生物降解高阻隔性真空薄膜基材的制备方法，其特征在于，所述的涂布层的生产过程在双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA在线完成。
8.一种如权利要求1所述的可生物降解高阻隔性真空薄膜基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将包含有双向拉伸聚乳酸薄膜专用料、改性聚乳酸及各种功能母料在内的各组份进行干燥处理，然后通过自动配料系统按所述含量混合均匀；
S2：将混合后的物料通过输料管道分别送至主挤出机和辅助挤出机，通过流延膜装置流延出膜片；
S3：将流延膜片送入纵向拉伸辊，在膜的纵向方向上进行拉伸，拉伸倍率为2.0-4.0倍；
S4：利用在线涂布装置，对完成纵向拉伸后的薄膜进行电晕处理和涂布，制备干涂布量为0.3-1.0 g/m2的涂布产品；
S5：将经过纵向拉伸的厚片送入横向拉伸机进行横向拉伸，拉伸倍率2.0-6.0倍；
S6：对薄膜进行冷却、测厚、表面电晕处理通过双向拉伸薄膜装置将片材拉伸成为双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA；
S7：利用分切机分切经过时效处理的双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA母卷产品，制得宽度和长度一定的双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA产品；
S8：或薄膜没有进行在线涂布S4步骤，则利用网纹辊涂布机或微凹涂布机对分切后双向拉伸聚乳酸薄膜BOPLA进行离线涂布，制备高阻隔涂层干重在0.3-1.0g/m2的涂布产品；
S9：在烘房中对涂布后的产品进行后处理。
9.如权利要求7所述的一种可生物降解高阻隔性蒸镀薄膜基材的制备方法，其特征在于，S4或S8中高阻隔涂层可以同时提供阻隔性和提高镀层结合牢度。
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