CN112522992A - 一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体涉及到一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜及其制备方法。其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为30～50μm。本发明中提供的牛皮纸缓冲气垫薄膜具有优异的可降解性能，完全避免了传统塑料薄膜薄膜带来的环境污染问题。此外，通过对薄膜内外中三层原料组分、配比、理化性能等的针对性调控，有效改善了缓冲气垫薄膜的力学强度、阻隔性能、热封性能和防水性能。此外，还预料不到的改善了缓冲气垫膜的手感和加工性能。

Description

一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料薄膜技术领域，具体涉及到一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜及其制备方法。
背景技术
如今，塑料薄膜制品已经广泛应用于人类社会的各行各业，而薄膜产品主要又是以PE材质为主。PE膜即聚乙烯膜，常用于各种产品的包装材料，因其原材料资源丰富、价格适中、生产工艺稳定可靠、产品综合性能优越等特点，PE膜的应用范围逐渐扩大，特别是在包装领域和保护膜领域，其用量一直占通用包装材料之首。随着电商行业的发展，缓存气垫薄膜用量以日剧增，目前市面上的缓存气垫薄膜多为PE或者PE/PA为材料生产而成，因为其不可降解性，在创作经济效益的同时，对环境的污染也在逐日加剧。
虽然，在现有技术中也有公开通过牛皮纸与上述热塑性塑料成分结合，制备得到具有可降解性能的薄膜。然而，由于这些热塑性成分与牛皮纸之间的性能差异较大，其间粘结等性能有待提高，影响薄膜的力学强度等性能。而且，常规牛皮纸中包含大量的亲水性纸浆纤维素，而且牛皮纸的微观结构致密度较低，其防水、阻隔等性能较差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为30～50μm。
作为本发明一种优选的技术方案，所述醇类改性剂的沸点不低于210℃；优选的，所述醇类改性剂的含量不超过中层原料总质量的1wt％。
作为本发明一种优选的技术方案，所述环氧功能助剂的含量占所述内层制备原料重量的0.2～0.5wt％；优选的，所述环氧功能助剂的相对分子质量不超过1000。
作为本发明一种优选的技术方案，所述环氧功能助剂的沸点不低于250℃。
作为本发明一种优选的技术方案，所述内层的制备原料还包括酰胺类成核剂；所述酰胺类成核剂的含量为0～1.0wt％。
作为本发明一种优选的技术方案，所述内层的制备原料经过醇类改性剂进行改性，所述经过醇类改性剂进行改性的内层制备原料在190℃/2.16kg下的熔融指数为8～10/10min。
作为本发明一种优选的技术方案，所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为30～45％。
本发明的第二个方面提供了如上所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将牛皮纸卷材放置在机台置架上，通过牵引轮牵引至淋膜机的流延模头处，并对牵引辊、流延模头、螺杆进行加热；
(2)将中层的制备原料加入到一号淋膜机中；将内层的制备原料加入到二号淋膜机中；
(3)依次采用一号淋膜机和二号淋膜机对机台置架上的牛皮纸表面进行喷淋，然后经过冷却压轮压合，分切、收卷即得。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤(3)中采用一号淋膜机喷淋前对牛皮纸进行预热，预热温度为60～100℃。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤(3)中采用一号淋膜机和二号淋膜机喷淋时间间隔不超过1.5s。
有益效果：本发明中提供的牛皮纸缓冲气垫薄膜具有优异的可降解性能，完全避免了传统塑料薄膜薄膜带来的环境污染问题。此外，通过对薄膜内外中三层原料组分、配比、理化性能等的针对性调控，有效改善了缓冲气垫薄膜的力学强度、阻隔性能、热封性能和防水性能。此外，还预料不到的改善了缓冲气垫膜的手感和加工性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。
本发明中所述的熔融指数的测定是在190℃，2.16kg条件下进行测试得到。
本发明的第一方面提供了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为30～50μm。
本发明中的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜为三层复合结构，依次为外层、中层和内层，其中每一层的厚度可以根据实际需要进行调节。在一些实施方式中，所述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的厚度为40～100μm。
在一些实施方式中，所述外层的厚度为30～50μm(3C～5C)。
在一些优选的实施方式中，所述中层和外层的厚度相同。
优选的，所述中层和内层的厚度为10μm(1C)。
本发明的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜外层的材质为牛皮纸，牛皮纸是用针叶树的木材纤维，经过化学方法制浆，再放入打浆机中进行打浆，再加入胶料、染料等，最后在造纸机中抄成纸张而得。由于牛皮纸的材质和结构，容易使三层复合的薄膜具备优异的可降解性能，能够有效避免薄膜对环境的污染。此外，现有牛皮纸中往往加入大量的填料增刚使其具有好的强度，然而这些牛皮纸在制备本申请的三层复合结构薄膜的过程中容易出现发脆、边缘开裂的问题，甚至由于其过高的刚性，在淋膜加热牵引中容易撕裂、断裂现象，将其制成缓冲气垫等产品时，造成充气阻力过大，出现充气不饱和的现象，影响产品的正常使用。
在一些优选的实施方式中，所述牛皮纸中针叶浆含量不低于95wt％。
优选的，所述牛皮纸的米克重不得超过30g；进一步优选的，所述牛皮纸的米克重20～28g。本发明中所述的米克重本领域衡量牛皮纸重量的常规单位，是每一米牛皮纸所具有的重量，根据本领域常规方法计算即可。申请人发现采用上述牛皮纸，能够有效避免牛皮纸在制备三层复合薄膜过程中出现的边缘开裂、撕裂等问题。与此同时，申请人还预料不到的发现，通过与上述牛皮纸与特定组分和配比的中层原料、内层原料之间的相互作用之下，还能有效改善三层复合薄膜及其制品的表面特性，使其更加轻薄、光滑、柔顺，具有更好的手感。
本发明的三层复合结构薄膜的中层制备原料中包含聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)和醇类改性剂。所述聚甲基乙撑碳酸酯是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种可降解的环保型材料。
在一些实施方式中，所述聚甲基乙撑碳酸酯的重均分子质量为15～20万。
优选的，所述聚甲基乙撑碳酸酯在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为2～3g/10min。
申请人发现在制备三层复合结构薄膜的过程中，中层制备原料中的聚甲基乙撑碳酸酯含量低于98wt％之后，复合薄膜及其制品的致密度显著下降，严重影响制品的气体阻隔性能，缓冲气垫膜制品出现严重的漏气等现象。其中，三层复合结构薄膜中中层制备原料中的聚甲基乙撑碳酸酯分别为80％和98％时，薄膜透氧率分别为480[cm3/(m2.d.atm0]和20[cm3/(m2.d.atm0]，而薄膜的透氧率、透气率等对缓冲薄膜制品的缓冲效果，物理性能等有着至关重要的影响。因此，进一步优选的，本发明的三层复合结构薄膜的中层制备原料中，聚甲基乙撑碳酸酯的含量不低于98wt％。
在一些实施方式中，所述醇类改性剂的沸点不低于210℃。
优选的，所述醇类改性剂的沸点不低于220℃；进一步地，所述醇类改性剂的沸点不高于260℃。
进一步优选的，所述醇类改性剂为1,4-丁二醇。
优选的，所述醇类改性剂的含量不超过中层原料总质量的1wt％。
进一步优选的，所述醇类改性剂的含量占中层原料总质量的0.5～1wt％。
进一步优选的，所述醇类改性剂使中层制备原料在190℃/2.16kg条件下的熔融指数升高至8～10g/10min。
此外，申请人发现，在制备三层复合结构薄膜过程中，事先对中层制备原料中的聚甲基乙撑碳酸酯进行醇类改性剂(优选1,4-丁二醇)改性时，能够显著提高聚甲基乙撑碳酸酯的熔融指数，改善材料的高温流动性便于产品淋膜时成膜。然而申请人发现，当醇类改性剂(优选1,4-丁二醇)的含量过多时，虽然能够改善其成膜性能，但是会显著降低其阻隔性，其透氧率会显著升高，影响制品的性能。只有中层原料中的醇类改性剂在合理的范围，尤其是在0.5～1.0wt％范围时，有助于改善薄膜的加工性能。其中，申请人发现，当醇类改性剂的沸点过低时，容易在加工过程中蒸发，不能有效改善PPC的高温流动性，甚至容易在PPC熔体内部形成气泡，影响其正常成膜。而当醇类改性剂的沸点过高时，其本身的黏度、内聚强度等都与PPC熔体之间形成较大的差异，不能够很好的融合扩散，同样也影响PPC的成膜。此外，申请人还预料不到的发现，当采用特定含量的1,4-丁二醇对PPC进行改性后制备复合薄膜时，还能有助于改善薄膜的热封性能、力学性能等。可能是由于经过1,4-丁二醇改性后，当中层原料经过熔融淋膜时，熔体中的1,4-丁二醇能够快速迁移，促使PPC熔体有序排列，有助于提高中层的致密度，避免膜层中出现不必要的应力集中点等缺陷。与此同时，迁移的1,4-丁二醇也能够快速的铺展在牛皮纸表面，甚至渗透进牛皮纸内部，增加中层熔体与外层牛皮纸之间的粘结力，减少两层界面造成的微观结构上的不平衡，从而有效避免应力传递受阻，提高薄膜的力学强度。
在一些优选的实施方式中，本发明的复合薄膜中，所述中层的制备原料还包括0.4～0.8wt％助剂；所述助剂包括但不限于开口爽滑剂。
进一步优选的，所述开口爽滑剂选用酰胺类开口爽滑剂和/或气相二氧化硅；包括但不限于芥酸酰胺、油酸酰胺等；进一步优选的，所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1。申请人发现，通过采用上述复配的成分作为开口爽滑剂时，能够显著改善薄膜的爽滑效果，长久爽滑不析出，还可以在很大程度上提高薄膜的力学强度。
本发明的中层制备原料可以将配方量的PPC、醇类改性剂、助剂等成分在高速混合搅拌后通过双螺杆改性机改性，通过风冷工艺造粒得到，然后备用。
本发明的三层复合薄膜的内层制备原料中包含PBAT。本发明中所述的PBAT是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。PBAT是一种半结晶型聚合物，通常结晶温度在100℃附近，而熔点在120℃左右，同时具备脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能。为了避免复合薄膜的降解速度过快，同时保持产品的强度性能，本发明中的PBAT结构中对BT(对苯二甲酸丁二醇酯)链段的摩尔含量进行相应的调控，使之不宜过高，避免影响复合薄膜的正常降解，同时也不宜过低，使之降解过快，影响产品的正常使用。
在一些实施方式中，所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为30～45％。
优选的，所述PBAT的重均分子量为10～15万。
进一步优选的，所述PBAT的熔融指数为3～4g/10min。
本发明的三层复合薄膜的内层制备原料中还包含环氧功能助剂。
在一些实施方式中，所述环氧功能助剂的含量占所述内层制备原料重量的0.2～0.5wt％。
由于本发明的三层复合薄膜是熔体加工的方式制备得到，因此如果制备原料组分沸点过低时，内层制备原料从淋膜机熔融挤出过程中容易因为蒸发而失去原先的作用，甚至由于蒸发造成加工不便。因此，在一些实施方式中，所述环氧功能助剂的沸点不低于250℃。
优选的，所述环氧功能助剂的相对分子质量不超过1000；进一步优选的，每摩尔的所述环氧功能助剂结构中含有四摩尔的环氧基团；进一步优选的，所述环氧功能助剂结构中含有苯环结构；进一步优选的，所述环氧功能助剂包括N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。申请人发现在复合薄膜的内层制备原料中加入适量的环氧功能助剂，有助于改善复合薄膜的力学性能，有效改善其力学强度和热封性能。主要是由于，在淋膜制备三层复合结构薄膜的过程中，内层制备原料中的环氧功能助剂结构中的环氧基团能够与PBAT材料表面的羟基反应提高其交联程度，从而有助于改善薄膜内层的强度。此外，申请人发现在内层制备原料中加入一定含量的环氧功能助剂还能显著改善复合薄膜的制备工艺，有效避免了加工过程中出现的各类不稳定，不适合加工等问题。申请人推测其可能是由于在淋膜制备复合薄膜过程中，内层的制备原料熔体直接喷淋在还未固化成型的中层原料熔体时，内层原料中的环氧功能助剂能够迁移至中层中，与中层原料中的PPC结构末端的活性羟基反应，并且在中层和内层制备原料之间形成化学交联结构，在提高复合薄膜内聚强度的同时，有效改善中层和内层之间的相容性、粘结能力，从而进一步有效改善复合薄膜的综合性能。
在一些实施方式中，所述内层的制备原料还包括酰胺类成核剂；所述酰胺类成核剂的含量为0～1.0wt％。
申请人在完成本发明的过程中，为了提高复合薄膜内层的强度，在内层制备原料中加入了一定含量的成核剂，通过加入成核剂促进内层制备原料中的PBAT的结晶，提高内层制备原料的强度。然而申请人发现并非任何成核剂都能达到预期的效果。当申请人采用传统的滑石粉作为成核剂时，虽然其也能促进内层制备原料成核结晶，但是效果并不明显，不能有效提高复合薄膜的力学强度，甚至当加入的量在2％以上后反而显著降低复合薄膜的力学强度，当使用含量达到8wt％时，制得的薄膜拉伸强度变为原来的40％。当申请人采用酰胺类成核剂，尤其采用湘潭波源新材料有限公司酰胺类成核剂PLA02H为成核剂时，在使用量很少的情况下能够显著提高薄膜的强度，甚至能够显著改善三层复合薄膜的手感，提高复合薄膜制品的品质。
本发明的三层复合薄膜内层制备原料中还包括抗水解剂和开口爽滑剂。
在一些实施方式中，所述三层复合薄膜内层制备原料中抗水解剂0.3～0.5％，开口爽滑剂：0.4～0.6％。
本发明中内层制备原料中添加抗水解剂如双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺可延缓材料在海运中的高温高湿环境下的降解的速度，其活性基团和PBAT表面的反应基团羟基以及捕捉水分子发生链接反应，偶合降解的分子链，提高重均分子量恢复材料性能，延缓降解。同时抗水解剂还在淋膜过程中还可以和PPC表面的羟基反应提高中、内层的相容性。
本发明中的三层复合薄膜内层制备原料中加入一定量的酰胺类开口爽滑剂主要是保证材料熔融后在模口可以均匀的出料，在淋膜的时候不出现黏辊现象，在成品使用过程中不会出现收卷时内层互黏缓冲气垫气室而无法打开无法充气问题。实验表面酰胺类开口爽滑剂用量低于0.4％时会出现淋膜不均匀现象，大于1％会出现与中层黏结力差的问题。
在一些实施方式中，所述内层的制备原料经过醇类改性剂进行改性，所述经过醇类改性剂进行改性的内层制备原料在190℃/2.16kg下的熔融指数为8～10/10min。
优选的，所述内层的制备原料改性用的醇类改性剂与中层制备原料中的醇类改性剂相同。
进一步优选的，所述醇类改性剂为1,4-丁二醇。
本发明的三层复合薄膜中层制备原料混合搅拌后通过双螺杆改性机改性，通过风冷工艺造粒得到，然后备用。
本发明的第二个方面提供了如上所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将牛皮纸卷材放置在机台置架上，通过牵引轮牵引至淋膜机的流延模头处，并对牵引辊、流延模头、螺杆进行加热；
(2)将中层的制备原料加入到一号淋膜机(淋膜机①)中；将内层的制备原料加入到二号淋膜机(淋膜机②)中；
(3)依次采用一号淋膜机和二号淋膜机对机台置架上的牛皮纸表面进行喷淋，然后经过冷却压轮压合，分切、收卷即得。
本发明的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜中，中层主要制备原料的PPC组分的加工温度最少在185℃以上，而内层主要制备原料的PBAT组分的加工温度只有145℃左右，使用双层淋膜机在出模头时因为两种材料温差太大，会出现无法成膜现象，所以使用单独淋膜的方式，使用两台单层淋膜机一同流延的生产方式。
在一些实施方式中，步骤(3)中采用一号淋膜机喷淋前对牛皮纸进行预热，预热温度为60～100℃；优选的，其预热温度为80℃。
在一些实施方式中，步骤(3)中采用一号淋膜机和二号淋膜机喷淋时间间隔不超过1.5s。
在一些优选的实施方式中，所述冷却压轮的温度为5～10℃。
在一些优选的实施方式中，所述冷却压轮的材质为钨钢材质。申请人发现采用其他材质的冷却压轮容易出现黏轮现象，显著影响复合薄膜的正常加工制备。
本发明中对牵引辊、一号淋膜机、二号淋膜机的设定温度参数要求后启动电机，牵引辊带动牛皮纸，并对牛皮纸进行加热，当牛皮纸到达淋膜机①下方时表面温度可达到80℃，此时中层材料PPC淋膜至牛皮纸上，加热牛皮纸可以增加PPC在纸上的熔体时间，增加PPC在牛皮纸表面的渗透性，解决牛皮纸和PPC的粘结力的问题，同时在1s内过淋膜机②的淋膜模头，内层材料覆盖在未冷却的PPC熔体上，最后在通过冷却压轮，使外中内三层压合在一起。
本发明中一号淋膜机的温度设定范围为170～220℃，二号淋膜机的温度设定范围为145～190℃，牵引辊的温度设定范围为60～100℃。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
此外，申请人对其中的实施例和对比例进行了一系列的性能测试，具体的测试内容和具体测试方法如下：
1、力学性能测试：根据国家标准GB/T 1040.3-2006进行测试得到。
2、阻隔性能：根据国家标准GB/T 1038-2000进行薄膜对氧气的透过率。
3、热封性能：成品通过气垫机快速热封测试，观察每百个气枕中热封口漏气率，具体测试条件如下表1所示：
表1
制袋规格 200*100mm
充气机风量 28L/min
热封温度 180℃
速度 15m/min
热封数量 100个
4、防水性能：成品通过气垫机快速热封，然后放入水中静置30min后，对水箱抽真空观察气枕漏气情况，真空度为-30kpa，其具体测试条件如下表2所示：
表2
制袋规格 200*100mm
充气机风量 28L/min
热封温度 180℃
速度 15m/min
热封数量 50个
水中静置 30MIN
真空度 -30kpa
实施例
实施例1：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,4-丁二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法包括如下步骤：
1、首先将1.2m宽幅的牛皮纸卷材放置在机台前部，通过牵引轮牵引至淋膜机流延模头处，启动机台加热装置对牵引辊、流延模头、螺杆进行加热。具体参数如下表3所示：
表3
Figure BDA0002817500470000101
2、将改性好的中层材料加入到淋膜机①的螺杆中，将改性好的内层材料加入到淋膜机②的螺杆中，机台排列顺序为：
牛皮纸放置架—牵引辊—淋膜机①—淋膜机②—冷却压轮—分切收卷器
3、单温度达到参数要求后启动电机，牵引辊带动牛皮纸，并对牛皮纸进行加热，当牛皮纸到达淋膜机①下方时表面温度可达到80℃，此时中层材料PPC淋膜至牛皮纸上，加热牛皮纸可以增加PPC在纸上的熔体时间，增加PPC在牛皮纸表面的渗透性，解决牛皮纸和PPC的粘结力的问题，同时在1s内过淋膜机②的淋膜模头，内层材料覆盖在未冷却的PPC熔体上，最后在通过冷却压轮，使外中内三层压合在一起。冷却压轮使用钨钢材质锻造，其他材料会出现黏轮现象，最后收卷分切。
实施例2：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料为PPC余量，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例3：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,4-丁二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例4：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,4-丁二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例5：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,4-丁二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为2500目滑石粉；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例6：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,4-丁二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
实施例7：本实施例公开了一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为40μm，中层和内层的厚度分别为10μm。
所述外层的制备原料为牛皮纸；所述牛皮纸的米克重为28g，所述牛皮纸中针叶浆含量为98wt％；
所述中层的制备原料的熔融指数为9.2g/10min，其为PPC余量，1,10-癸二醇1％，开口爽滑剂0.4％的混合物；所述PPC的重均分子质量为18万，其熔融指数为2.5g/10min；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；
所述内层的制备原料的熔融指数为9.0g/10min，其为PBAT余量，抗水解剂0.4％，开口爽滑剂0.4％，成核剂0.4％，环氧功能助剂0.35％，1,4-丁二醇1％组成；所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为40％，所述PBAT的重均分子量为12万，所述PBAT的熔融指数为3.5g/10min；所述抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；所述开口爽滑剂为芥酸酰胺和气相二氧化硅的混合物，重量比例为1：1；所述成核剂为PLA02H；所述环氧功能助剂为N,N,N,N-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷。
上述防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与实施例1相同。
对比例1：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层，外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PPC 40％，PBAT58.6％，1，4-丁二醇1％，芥酸酰胺0.4％；其中所述PPC和PBAT与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法使用一台单层淋膜机一同流延的生产方式，牵引辊、淋膜机①、冷却压轮、生产速度等与实施例1相同。不同的是只有一个淋膜机。
对比例2：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PPC 60％，PBAT 38.6％，1，4-丁二醇1％，芥酸酰胺0.4％；其中所述PPC和PBAT与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与对比例1相同。
对比例3：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PPC 80％，PBAT 28.6％，1，4-丁二醇1％，芥酸酰胺0.4％；其中所述PPC和PBAT与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与对比例1相同。
对比例4：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PPC 90％，PBAT 8.6％，1，4-丁二醇1％，芥酸酰胺0.4％；其中所述PPC和PBAT与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与对比例1相同。
对比例5：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PPC 98.6％，1，4-丁二醇1％，芥酸酰胺0.4％；其中所述PPC与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与对比例1相同。
对比例6：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为50μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料为PPC，所述PPC与实施例1相同。
上述可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法与对比例1相同。
上述对比例的透氧率测试结果如下表4所示：
表4
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
透氧率/[cm<sup>3</sup>/(m<sup>2</sup>.d.atm0] 600 520 480 450 20 15
对比例7：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT97.6％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)2％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例8：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 95.6％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)4％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例9：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 91.6％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)8％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例10：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 99.6％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例11：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 99.2％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，酰胺类成核剂PLA02H 0.4％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例12：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 99％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，酰胺类成核剂PLA02H 0.6％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例13：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层外层的厚度为40μm，内层的厚度为20μm；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 98.8％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，酰胺类成核剂PLA02H 0.8％；其中所述PBAT与实施例1相同。
上述对比例的拉伸强度测试结果如下表5所示：
表5
Figure BDA0002817500470000161
对比例14：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 64.6％，PLA(聚乳酸)20％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)15％；其中所述PBAT与实施例1相同。
对比例15：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 74.6％，PLA(聚乳酸)10％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)15％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例16：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 79.6％，PLA(聚乳酸)5％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)15％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例17：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 84.6％，PLA(聚乳酸)0％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)15％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例18：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 89.6％，PLA(聚乳酸)0％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)10％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例19：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT94.6％，PLA(聚乳酸)0％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)5％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例20：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 99.6％，PLA(聚乳酸)0％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)0％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
对比例21：本例公开了一种可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其包括外层和内层；所述外层的制备原料与实施例1相同；所述内层的制备原料包括PBAT 99％，PLA(聚乳酸)0％，芥酸酰胺(爽滑剂)0.4％，2500目滑石粉(成核剂)0％，抗水解剂为双(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺0.6％；其中所述PBAT和PLA与对比例14相同。
上述对比例的热封性能测试结果如下表6所示：
表6
Figure BDA0002817500470000181
上述实施例和对比例的上述性能测试结果如下表7所示：
表7
拉伸强度 热封漏气率 透氧率/[cm3/(m2.d.atm0]
实施例1 48 0％ 13
实施例2 41 8％ 40
实施例3 34 3％ /
实施例4 35 11％ 60
实施例5 33 9％ 78
实施例6 34 13％ 73
实施例7 42 5％ 52
上述实施例中的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜与28g牛皮纸(与实施例外层中的相同)作为对照组的防水性能测试结果如下表8所示：
表8
真空漏气率/％
实施例1 0％
实施例2 0％
实施例3 6％
实施例4 17％
实施例5 11％
实施例6 13％
实施例7 2％
对照组 牛皮纸直接泡烂
此外，申请人对上述实施例中牛皮纸缓冲气垫薄膜进行了感官测试，主要根据缓冲气垫膜轻薄、表面光滑、柔顺等程度进行分1～3级，其中1级手感最佳，3级最差，其结果如下表9所示：
表9
Figure BDA0002817500470000182
Figure BDA0002817500470000191
本发明中提供的牛皮纸缓冲气垫薄膜具有优异的可降解性能，完全避免了传统塑料薄膜薄膜带来的环境污染问题。此外，通过对薄膜内外中三层原料组分、配比、理化性能等的针对性调控，有效改善了缓冲气垫薄膜的力学强度、阻隔性能、热封性能和防水性能。此外，还预料不到的改善了缓冲气垫膜的手感和加工性能。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，其包括外层、中层和内层；所述内层的制备原料中包含环氧功能助剂和PBAT；所述中层的材质包括聚甲基乙撑碳酸酯和醇类改性剂；所述外层的材质为牛皮纸，所述外层的厚度为30～50μm。
2.根据权利要求1所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述醇类改性剂的沸点不低于210℃；优选的，所述醇类改性剂的含量不超过中层原料总质量的1wt％。
3.根据权利要求1所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述环氧功能助剂的含量占所述内层制备原料重量的0.2～0.5wt％；优选的，所述环氧功能助剂的相对分子质量不超过1000。
4.根据权利要求3所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述环氧功能助剂的沸点不低于250℃。
5.根据权利要求1所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述内层的制备原料还包括酰胺类成核剂；所述酰胺类成核剂的含量为0～1.0wt％。
6.根据权利要求1所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述内层的制备原料经过醇类改性剂进行改性，所述经过醇类改性剂进行改性的内层制备原料在190℃/2.16kg下的熔融指数为8～10/10min。
7.根据权利要求1～6任一项所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜，其特征在于，所述PBAT结构中对苯二甲酸链段摩尔含量为30～45％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将牛皮纸卷材放置在机台置架上，通过牵引轮牵引至淋膜机的流延模头处，并对牵引辊、流延模头、螺杆进行加热；
(2)将中层的制备原料加入到一号淋膜机中；将内层的制备原料加入到二号淋膜机中；
(3)依次采用一号淋膜机和二号淋膜机对机台置架上的牛皮纸表面进行喷淋，然后经过冷却压轮压合，分切、收卷即得。
9.根据权利要求8所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用一号淋膜机喷淋前对牛皮纸进行预热，预热温度为60～100℃。
10.根据权利要求8所述的防水性好的可降解牛皮纸缓冲气垫薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用一号淋膜机和二号淋膜机喷淋时间间隔不超过1.5s。
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