CN112172293A - 一种高透明易开口阻隔膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透明易开口阻隔膜，包括第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为10‑15：5：3：1‑3的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：1‑3：1‑3的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。本发明通过在第一PE膜层和第二PE膜层中添加了不同比例的硅铝薄膜开口剂，避免其发生面与面之间发生粘连，从而使其具有较好的透明性和易开口性，并且中间层为阻隔层，具有较好的阻隔效果，使其各方面均满足包装薄膜的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，尤其涉及一种高透明易开口阻隔膜。
背景技术
随着化工技术的进步，塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显，其中，高阻隔塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。高阻隔膜是指保护包装内容物，避免污染物和氧气、水蒸气、液体及气味等小分子物质渗入，同时也能够防止包装内容物渗出的包装薄膜。高阻隔膜的高阻隔性是指在23℃、65％相对湿度的标准状态下，氧气的透过量＜5ml/m2·day以下，水蒸汽的透过量＜2g/m2·d。
在食品包装领域，尤其是对于谷物食品包装、饼干包装或用于芝士保鲜包装袋等独立包装袋、盖膜等包装薄膜而言，不仅需要具有较高的透明性，保持产品外表美观，而且需要具有持久的易开口功能，使薄膜制袋后不会产生粘连现象。但是，塑料薄膜在温度和压力的作用下会发生接触，产生表面粘融而发生粘连；极端光滑的薄膜在加工、使用或贮藏过程中也可能由于完全隔绝空气并紧密接触而产生粘连，而导致其透明性、易开口性达不到要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高透明易开口阻隔膜，其具有良好的阻隔性、透明性和易开口性。
本发明采用如下技术方案实现：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为10-15：5：3：1-3的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：1-3：1-3的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
进一步地，所述第一PE膜层的厚度为15-18μm；所述第一粘合层的厚度为5-7μm；所述PEN膜层的厚度为10-13μm；所述第二粘合层的厚度为5-7μm；所述阻隔层的厚度为13-15μm；所述第三粘合层的厚度为5-7μm；所述PEI膜层的厚度为8-10μm；所述第四粘合层的厚度为5-7μm；所述第二PE膜层的厚度为8-10μm。
进一步地，所述硅铝薄膜开口剂通过以下步骤制得：
S1：配制二氧化硅浓度为10～20wt％、模数为3.35的水玻璃溶液，待用；
S2：在温度为30℃～60℃条件下，将水、铝盐加入到反应釜中，待铝盐完全溶解后，加入浓度为10～30wt％的硫酸，调整PH值为1～3；
S3：同时将以配制好的水玻璃溶液和硫酸一并加入到铝盐溶液中，并流时间为30min～60min，保持体系PH值在1～3；
S4：并流完成后，加入氢氧化钠，调节PH值至8～10，同时升温到80℃～100℃，并在该温度下保持老化2h；
S5：老化完成后，加入稀硫酸，调节PH值为2～4，陈化0.5h-1.5h，然后冷却至60℃～70℃，过滤，得到滤饼；
S6：依次用浓度为1～3wt％的硫酸和水对上述滤饼进行洗涤，将洗涤后的滤饼重新分散在少量的水中，加入1～3％固体含量的有机硅烷分散剂，分散均匀后，得到浆料；
S7：将浆料进行喷雾干燥，再经气流粉碎，即得粒径为3μm～7μm的硅铝薄膜开口剂。
进一步地，所述铝盐溶液为硫酸铝溶液、硝酸铝溶液、氯化铝溶液的一种或多种组合。
进一步地，所述铝盐溶液中铝和所述水玻璃中硅的摩尔比为0.05～0.30：1。
进一步地，所述有机硅烷分散剂为KH-550、KH-104、KH-910的一种或多种组合。
进一步地，所述阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物层或者聚酰胺层。
进一步地，所述第一粘合层为马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP中的一种；所述第二粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP中的一种。
进一步地，所述第三粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP中的一种；所述第四粘合层为马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP中的一种。
进一步地，所述高透明易开口阻隔膜的总厚度为40-100μm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过在内层的第一PE膜层和外层的第二PE膜层中添加了不同比例的硅铝薄膜开口剂，以改变内外层的薄膜表面的摩擦系数和粘结阻力，避免其发生面与面之间发生粘连，从而使其具有较好的透明性和易开口性，并且中间层为阻隔层，具有较好的阻隔效果，使其各方面均满足包装薄膜的使用要求。
本发明所提供的硅铝薄膜开口剂能均匀分散于薄膜树脂中，该硅铝薄膜开口剂通过加入铝物种，一方面可以调控所得开口剂的堆比，同时增加了开口剂粒子表面缺陷，使其与有机硅烷分散剂具有更好的结合，提高了所得开口剂颗粒与薄膜树脂的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，达到较好的开口效果。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为10-15：5：3：1-3的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：1-3：1-3的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
该硅铝薄膜开口剂通过加入铝物种，一方面可以调控所得开口剂的堆比，同时增加了开口剂粒子表面缺陷，使其与有机硅烷分散剂具有更好的结合，提高了所得开口剂颗粒与薄膜树脂的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，达到较好的开口效果。
以下具体实施方式中的阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物层，第一粘合层为马来酸酐接枝POE，第二粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE，第三粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP，第四粘合层为马来酸酐接枝PP，第一PE膜层的厚度为16μm；第一粘合层的厚度为5μm；PEN膜层的厚度为13μm；第二粘合层的厚度为5μm；阻隔层的厚度为15μm；第三粘合层的厚度为5μm；PEI膜层的厚度为10μm；第四粘合层的厚度为5μm；第二PE膜层的厚度为8μm，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和45摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。
并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入3％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表一所示：
表一
实施例2：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为60℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和15摩尔的硝酸铝，待硝酸铝完全溶解后加入浓度为10wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和10wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为90分钟。并流完成后，温度调至100℃，加氢氧化钠调节pH值至10，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为2，陈化1.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用3wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入1％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表二所示：
表二
实施例3：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为40℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和30摩尔的氯化铝，待氯化铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为10wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为60分钟。并流完成后，温度调至80℃，加氢氧化钠调节pH值至8，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为4，陈化1小时，然后冷却温度至70℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH104。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表三所示：
表三
实施例4：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和15摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH910。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表四所示：
表四
实施例5：
一种高透明易开口阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和30摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表五所示：
表五
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
一种阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3：1的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2：1的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
其中，该硅铝薄膜开口剂不加入铝盐，其他操作与实施例1相同。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表六所示：
表六
对比例2
一种阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为13：5：3的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯组成；所述第二PE膜层由质量比为17：2的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯组成。
对比例3
一种阻隔膜，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层为低密度聚乙烯；所述第二PE膜层为低密度聚乙烯。
性能测试与效果评价
下面，将对实施例1-5的阻隔膜和对比例1-3的阻隔膜的性能进行检测，如表七所示：表七
通过以上对比分析可知，与对比例1-3相比，本发明的阻隔膜的摩擦系数适中，不会产生粘连且不会出现打滑，并且具有较好的拉伸强度、断裂伸长率和热封强度，氧气的透过量、水蒸汽的透过量均符合高阻隔性能的要求。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高透明易开口阻隔膜，其特征在于，包括以共挤方式从内到外依次设置的第一PE膜层、第一粘合层、PEN膜层、第二粘合层、阻隔层、第三粘合层、PEI膜层、第四粘合层及第二PE膜层，所述第一PE膜层由质量比为10-15：5：3：1-3的低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成；所述第二PE膜层由质量比为17：1-3：1-3的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、硅铝薄膜开口剂组成。
2.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述第一PE膜层的厚度为15-18μm；所述第一粘合层的厚度为5-7μm；所述PEN膜层的厚度为10-13μm；所述第二粘合层的厚度为5-7μm；所述阻隔层的厚度为13-15μm；所述第三粘合层的厚度为5-7μm；所述PEI膜层的厚度为8-10μm；所述第四粘合层的厚度为5-7μm；所述第二PE膜层的厚度为8-10μm。
3.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述硅铝薄膜开口剂通过以下步骤制得：
S1：配制二氧化硅浓度为10～20wt％、模数为3.35的水玻璃溶液，待用；
S2：在温度为30℃～60℃条件下，将水、铝盐加入到反应釜中，待铝盐完全溶解后，加入浓度为10～30wt％的硫酸，调整PH值为1～3；
S3：同时将以配制好的水玻璃溶液和硫酸一并加入到铝盐溶液中，并流时间为30min～60min，保持体系PH值在1～3；
S4：并流完成后，加入氢氧化钠，调节PH值至8～10，同时升温到80℃～100℃，并在该温度下保持老化2h；
S5：老化完成后，加入稀硫酸，调节PH值为2～4，陈化0.5h-1.5h，然后冷却至60℃～70℃，过滤，得到滤饼；
S6：依次用浓度为1～3wt％的硫酸和水对上述滤饼进行洗涤，将洗涤后的滤饼重新分散在少量的水中，加入1～3％固体含量的有机硅烷分散剂，分散均匀后，得到浆料；
S7：将浆料进行喷雾干燥，再经气流粉碎，即得粒径为3μm～7μm的硅铝薄膜开口剂。
4.根据权利要求3所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述铝盐溶液为硫酸铝溶液、硝酸铝溶液、氯化铝溶液的一种或多种组合。
5.根据权利要求3所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述铝盐溶液中铝和所述水玻璃中硅的摩尔比为0.05～0.30：1。
6.根据权利要求3所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述有机硅烷分散剂为KH-550、KH-104、KH-910的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物层或者聚酰胺层。
8.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述第一粘合层为马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP中的一种；所述第二粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP中的一种。
9.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述第三粘合层为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP中的一种；所述第四粘合层为马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝PP中的一种。
10.根据权利要求1所述的高透明易开口阻隔膜，其特征在于，所述高透明易开口阻隔膜的总厚度为40-100μm。
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2020
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