CN113005816B - 一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20‑30份、纳米Ti02粉5‑8份、稳定剂8‑10份、石蜡3‑5份、超微沸石粉2‑3份、超微SiO2粉1‑3份、特丁基甲基苯酚2‑5份、食用香精5‑10份、变性淀粉10‑20份、甘油13‑15份、二甘醇3‑5份、单甘脂2.2‑2.6份、偶联剂2‑4份、海藻酸钠6‑8份、膨润土12‑14份、二甲基硅油4‑6份、PBAT 80‑100份、PLA 10‑20份、防水助剂3‑5份，综上所述，本发明所生产的包装膜袋具有良好的生物降解性，减少了废弃后对环境造成的污染，对人类的持续发展产生具有有利的影响。

Description

一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋
技术领域
本发明涉及包装膜袋技术领域，尤其涉及一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋。
背景技术
包装袋是指用于包装各种用品的袋子，使货物在生产流通过程中方便运输，容易存储。广泛用于日常生活和工业生产中。实际数字显示，有80%使用后的塑料袋，最终与一般垃圾一样被运至垃圾堆田区处理，仅有百分之七的塑料被回收循环使用。
目前市场上糖果、茶叶、糕点等轻包装产品包装高阻隔膜袋普遍采用PET、尼龙、聚乙烯、聚丙烯等石油基材料作为印刷膜和热封膜，此种材料最大弊端是不可降解，并且石油储量有限，属于非再生能源。废弃后形成白色污染，需要上百年才能崩解为微塑料，微塑料污染地下水、海洋、土壤，最终对人类持续发展产生不利影响。
因此，我们提出了一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋。
一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20-30份、纳米Ti02粉5-8份、稳定剂8-10份、石蜡3-5份、超微沸石粉2-3份、超微SiO2粉1-3份、特丁基甲基苯酚2-5份、食用香精5-10份、变性淀粉10-20份、甘油13-15份、二甘醇3-5份、单甘脂2.2-2.6份、偶联剂2-4份、海藻酸钠6-8份、膨润土12-14份、二甲基硅油4-6份、PBAT 80-100份、PLA 10-20份、防水助剂3-5份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃～140℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入PBAT、PLA、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
优选的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种。
优选的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
优选的，所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
优选的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
优选的，所述硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合质量比为2:1。
优选的，所述S3中的反应温度为130℃～150℃、压力为2～3MPa，且其反应时间为20～30分钟。
优选的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3-5次，并且熟化温度为40℃-50℃，熟化时间为48小时。
本发明的有益效果是：
1、本发明在配方中加入变性淀粉，可使包装膜袋具有良好的生物降解性，在使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。
2、本发明在配方中加入1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺，能够提高包装膜袋的防水性能，避免水分进入包装膜袋的内部。
综上所述，本发明所生产的包装膜袋具有良好的生物降解性，减少了废弃后对环境造成的污染，对人类的持续发展产生具有有利的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20份、纳米Ti02粉5份、稳定剂8份、石蜡3份、超微沸石粉2份、超微SiO2粉1份、特丁基甲基苯酚2份、食用香精5份、甘油13份、二甘醇3份、单甘脂2.2份、偶联剂2份、海藻酸钠6份、膨润土12份、二甲基硅油4份、PBAT 80份、PLA 10份、防水助剂10份、变性淀粉10份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
进一步的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
进一步的，所述硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合质量比为2:1。
进一步的，所述S3中的反应温度为130℃、压力为2MPa，且其反应时间为20分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3次，并且熟化温度为40℃，熟化时间为48小时。
实施例二：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯25份、纳米Ti02粉6.5份、稳定剂9份、石蜡4份、超微沸石粉2.5份、超微SiO2粉2份、特丁基甲基苯酚3.5份、食用香精7.5份、甘油14份、二甘醇4份、单甘脂2.4份、偶联剂3份、海藻酸钠7份、膨润土13份、二甲基硅油5份、PBAT 90份、PLA 15份、防水助剂15份、变性淀粉15份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至137℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
进一步的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
进一步的，所述硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合质量比为2:1。
进一步的，所述S3中的反应温度为140℃、压力为2.5MPa，且其反应时间为25分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为4次，并且熟化温度为45℃，熟化时间为48小时。
实施例三：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯30份、纳米Ti02粉8份、稳定剂10份、石蜡5份、超微沸石粉3份、超微SiO2粉3份、特丁基甲基苯酚5份、食用香精10份、甘油15份、二甘醇5份、单甘脂2.6份、偶联剂4份、海藻酸钠8份、膨润土14份、二甲基硅油6份、PBAT 100份、PLA 20份、防水助剂20份、变性淀粉20份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至140℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
进一步的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
进一步的，所述硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合质量比为2:1。
进一步的，所述S3中的反应温度为150℃、压力为3MPa，且其反应时间为30分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为5次，并且熟化温度为50℃，熟化时间为48小时。
实验一：对包装膜袋的防水性能进行测定；
对比例一（防水助剂中只含有硬脂酸钙）：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20份、纳米Ti02粉5份、稳定剂8份、石蜡3份、超微沸石粉2份、超微SiO2粉1份、特丁基甲基苯酚2份、食用香精5份、甘油13份、二甘醇3份、单甘脂2.2份、偶联剂2份、海藻酸钠6份、膨润土12份、二甲基硅油4份、PBAT 80份、PLA 10份、防水助剂10份、变性淀粉10份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，使物料混合均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为硬脂酸钙。
进一步的，所述S3中的反应温度为130℃、压力为2MPa，且其反应时间为20分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3次，并且熟化温度为40℃，熟化时间为48小时。
对比例二（防水助剂中只含有离子液体）：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20份、纳米Ti02粉5份、稳定剂8份、石蜡3份、超微沸石粉2份、超微SiO2粉1份、特丁基甲基苯酚2份、食用香精5份、甘油13份、二甘醇3份、单甘脂2.2份、偶联剂2份、海藻酸钠6份、膨润土12份、二甲基硅油4份、PBAT 80份、PLA 10份、防水助剂10份、变性淀粉10份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
进一步的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
进一步的，所述S3中的反应温度为130℃、压力为2MPa，且其反应时间为20分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3次，并且熟化温度为40℃，熟化时间为48小时。
参照例一（不加防水助剂）：
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20份、纳米Ti02粉5份、稳定剂8份、石蜡3份、超微沸石粉2份、超微SiO2粉1份、特丁基甲基苯酚2份、食用香精5份、甘油13份、二甘醇3份、单甘脂2.2份、偶联剂2份、海藻酸钠6份、膨润土12份、二甲基硅油4份、PBAT 80份、PLA 10份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再加入变性淀粉，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述S3中的反应温度为130℃、压力为2MPa，且其反应时间为20分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3次，并且熟化温度为40℃，熟化时间为48小时。
取实施例一、对比例一、对比例二和参照例一中的包装膜，按国标 GB18242-2008方法对其防水性能进行测定，并将其含水率记录于下表格：
防水助剂 含水率
实施例一 √ 5.3%
对比例一 只含有硬脂酸钙 16.7%
对比例二 只含有离子液体 15.5%
参照例一 × 25%
由上表数据可知，上述包装膜袋的测定后的含水率从高到底依次为参照例＞对比例＞实施例，从而可知添加硬脂酸钙或离子液体都能对其防水率进行改变，且同时添加硬脂酸钙和离子液体可对其防水率进行大幅度提升。
实验二：对包装膜袋的降解速率进行测定；
对比例三：（不加变性淀粉）
包括镀铝纸和阻隔涂料，所述阻隔涂料包括由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20份、纳米Ti02粉5份、稳定剂8份、石蜡3份、超微沸石粉2份、超微SiO2粉1份、特丁基甲基苯酚2份、食用香精5份、甘油13份、二甘醇3份、单甘脂2.2份、偶联剂2份、海藻酸钠6份、膨润土12份、二甲基硅油4份、PBAT 80份、PLA 10份、防水助剂10份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，加入防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋。
进一步的，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种，优选液体钙锌稳定剂。
进一步的，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
进一步的，所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物。
进一步的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
进一步的，所述硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合质量比为2:1。
进一步的，所述S3中的反应温度为130℃、压力为2MPa，且其反应时间为20分钟。
进一步的，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3次，并且熟化温度为40℃，熟化时间为48小时。
取实施例一、和对比例三中的包装膜，按国标GB/T 38082-2019 方法在不同光照强度下对其降解性能进行测定，并将其生物分解率记录于下表格：
变性淀粉 20瓦白炽灯 40瓦白炽灯 60瓦白炽灯
实施例一 加入 60% 63% 59%
对比例三 未加入 18% 16% 21%
由上述实验数据可知，上述包装膜袋的测定后的生物分解率从高到底依次为实施例＞对比例，从而可知添加变性淀粉可对其防水率进行大幅度提升。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其实用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 (6)

1.一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，包括镀铝纸和阻隔涂料，其特征在于，所述阻隔涂料由重量份计的下列成分组成：丁基邻苯二甲酰基甘醇丁酯20-30份、纳米Ti02粉5-8份、稳定剂8-10份、石蜡3-5份、超微沸石粉2-3份、超微SiO2粉1-3份、特丁基甲基苯酚2-5份、食用香精5-10份、变性淀粉10-20份、甘油13-15份、二甘醇3-5份、单甘脂2.2-2.6份、偶联剂2-4份、海藻酸钠6-8份、膨润土12-14份、二甲基硅油4-6份、PBAT 80-100份、PLA 10-20份、防水助剂3-5份，包括以下步骤：
S1、按量称取原料，备用；
S2、将上述原料投入反应釜中，升温至135℃～140℃后开始由磁力棒将其搅拌均匀；
S3、在S2搅拌的过程中，再同时加入变性淀粉、防水助剂，然后继续搅拌均匀，搅拌结束后待其冷却至室温，得阻隔涂料；
S4、在镀铝纸表面涂覆S3中的阻隔涂料多次，并进行熟化，经冷却至室温后得半成品；
S5、将上述半成品置于分切机内进行分切，并制成包装膜袋，
所述防水助剂为硬脂酸钙和1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的混合物，混合质量比为2:1。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，其特征在于，所述稳定剂为液体钙锌稳定剂和HH972-2稳定剂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，其特征在于，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，其型号为KH560。
4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，其特征在于，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
5.根据权利要求1所述的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，其特征在于，所述S3中的反应温度为130℃～150℃、压力为2～3MPa，且其反应时间为20～30分钟。
6.根据权利要求1所述的一种可生物降解的轻包装高阻隔避光包装膜袋，其特征在于，所述S4中阻隔涂料涂覆次数为3-5次，并且熟化温度为40℃-50℃，熟化时间为48小时。
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