CN114801362B - 一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及薄膜技术领域，具体为一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法，包括基材层和表面涂层，所述基材层由上表层、中间层和下表层构成；通过氧化石墨烯具有优异的生物相容、机械性能、电学性能和光学性能，氧化石墨烯具有与石墨烯相以的二维纳米片层结构，这也使氧化石墨烯能成为很好阻隔性材料，将氧化石墨烯沉积到了聚乳酸薄膜的表面以改善聚乳酸薄膜的阻隔性能，同时还能通过控制氧化石墨烯的涂覆厚度来有效控制对聚乳酸薄膜的透氧性能的影响，通过防雾剂在上表层、下表层和表面涂层中均添加能够使聚乳酸薄膜的防雾特性更好。

Description

一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域，具体为一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法。
背景技术
传统塑料包材的使用给人们的生活带来了便利，但该类塑料制品具有不可降解性，给废旧塑料包材的回收处理工作带来极大的困扰。随着塑料包材的使用量急剧增加，实现塑料包材的环境友好和可持续发展俨然是刻不容缓的问题。因此，在“限塑令”的背景下，加快开发和推广使用聚乳酸等可降解包材成为当前最热门的领地之一。
在生鲜、蔬菜、水果和冷冻食品等包装中，会因外界环境变化、温差大或包装内容物新陈代谢产生的水汽而在包装袋内结雾。这层水雾不仅使薄膜的透明性降低，导致消费者无法看到商品的真实情况，影响用户对商品质量状态的直观判断。防雾的聚乳酸薄膜可以明显改善包装产品的外观品质，维持包装内环境湿度的同时抑制包装内容物表面微生物和细菌的生长繁殖，从而保证包装内容物的品质，延长货架存储期。
现有的聚乳酸薄膜的阻隔性和透气防雾性能不佳，并且整体的使用效果不够理想，因此需要一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法对上述问题做出改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法，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：
一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，包括基材层和表面涂层，所述基材层由上表层、中间层和下表层构成；
所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10～20份、钛酸盐5～10份、氢氧化铝5～10份和纳米黏土改性材料30～50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1～2份、相容剂0.5～1份、偶联剂0.5～0.8份、阻隔剂1～2份、防雾剂1～2份、抗静电剂1～2份、开口剂1～2份和固化剂1～2份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80～90份和增韧树脂10～20份，并且内部添加相容剂0.5～1份；
所述表面涂层采用氧化石墨烯涂层。
作为本发明优选的方案，所述防雾剂是由均聚聚丙烯和山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯中的一种或组合构成，组合构成时其中山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯的质量百分比为35～45％。
作为本发明优选的方案，所述相容剂选用LA-g-MAH；所述偶联剂选用铝酸酯偶联剂；所述阻隔剂选用蒙脱土；所述开口剂选用二氧化硅、滑石粉、交联聚苯乙烯颗粒中的一种或几种组成。
作为本发明优选的方案，所述抗静电剂选用阴离子型抗静电剂中高级醇硫酸酯盐、脂肪族磺酸盐、高级醇磷酸酯盐中的一种。
作为本发明优选的方案，所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10份、钛酸盐5份、氢氧化铝5份和纳米黏土改性材料30份共混组成，并且内部添加有增韧剂1份、相容剂0.5份、偶联剂0.5份、阻隔剂1份、防雾剂1份、抗静电剂1份、开口剂1份和固化剂1份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80份和增韧树脂10份，并且内部添加相容剂0.5份。
作为本发明优选的方案，所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐20份、钛酸盐10份、氢氧化铝10份和纳米黏土改性材料50份共混组成，并且内部添加有增韧剂2份、相容剂1份、偶联剂0.8份、阻隔剂2份、防雾剂2份、抗静电剂2份、开口剂2份和固化剂2份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂90份和增韧树脂20份，并且内部添加相容剂1份。
一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其包括以下制备方法步骤：
S1，将基材层原料：上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10～20份、钛酸盐5～10份、氢氧化铝5～10份和纳米黏土改性材料30～50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1～2份、相容剂0.5～1份、偶联剂0.5～0.8份、阻隔剂1～2份、防雾剂1～2份、抗静电剂1～2份、开口剂1～2份和固化剂1～2份，中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80～90份和增韧树脂10～20份，并且内部添加相容剂0.5～1份，进行上表层、下表层和中间层的分别混合，然后通过上表层、下表层和中间层的专用挤出机在200～220℃的温度下熔融塑化挤出，采用高压气到对塑化成型的材料进行切割，然后采用同步拉伸法，将各层切割后的铸片在60～110℃下进行纵向拉伸定型，拉伸倍率为2.8～3.5倍；将铸片在60～110℃条件下进行横向拉伸，横向拉伸倍率为2.8～3.5倍；将拉伸后的薄膜进行热定型处理，然后薄膜进行冷却和电晕处理，得到基材层薄膜；
S2，根据相应的质量份数将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150～300rpm的转速下搅拌10～15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面,得到抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过氧化石墨烯具有优异的生物相容、机械性能、电学性能和光学性能，氧化石墨烯具有与石墨烯相以的二维纳米片层结构，这也使氧化石墨烯能成为很好阻隔性材料，将氧化石墨烯沉积到了聚乳酸薄膜的表面以改善聚乳酸薄膜的阻隔性能，同时还能通过控制氧化石墨烯的涂覆厚度来有效控制对聚乳酸薄膜的透氧性能的影响，通过防雾剂在上表层、下表层和表面涂层中均添加能够使聚乳酸薄膜的防雾特性更好。
附图说明
图1为本发明的聚乳酸薄膜示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
本发明提供一种技术方案：
请参阅图1所示的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，包括基材层和表面涂层，基材层由上表层、中间层和下表层构成；
上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10～20份、钛酸盐5～10份、氢氧化铝5～10份和纳米黏土改性材料30～50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1～2份、相容剂0.5～1份、偶联剂0.5～0.8份、阻隔剂1～2份、防雾剂1～2份、抗静电剂1～2份、开口剂1～2份和固化剂1～2份；
中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80～90份和增韧树脂10～20份，并且内部添加相容剂0.5～1份；
表面涂层采用氧化石墨烯涂层。
防雾剂是由均聚聚丙烯和山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯中的一种或组合构成，组合构成时其中山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯的质量百分比为35～45％。
相容剂选用LA-g-MAH；偶联剂选用铝酸酯偶联剂；阻隔剂选用蒙脱土；开口剂选用二氧化硅、滑石粉、交联聚苯乙烯颗粒中的一种或几种组成。
抗静电剂选用阴离子型抗静电剂中高级醇硫酸酯盐、脂肪族磺酸盐、高级醇磷酸酯盐中的一种。
上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10份、钛酸盐5份、氢氧化铝5份和纳米黏土改性材料30份共混组成，并且内部添加有增韧剂1份、相容剂0.5份、偶联剂0.5份、阻隔剂1份、防雾剂1份、抗静电剂1份、开口剂1份和固化剂1份；
中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80份和增韧树脂10份，并且内部添加相容剂0.5份。
上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐20份、钛酸盐10份、氢氧化铝10份和纳米黏土改性材料50份共混组成，并且内部添加有增韧剂2份、相容剂1份、偶联剂0.8份、阻隔剂2份、防雾剂2份、抗静电剂2份、开口剂2份和固化剂2份；
中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂90份和增韧树脂20份，并且内部添加相容剂1份。
一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其包括以下制备方法步骤：
S1，将基材层原料：上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10～20份、钛酸盐5～10份、氢氧化铝5～10份和纳米黏土改性材料30～50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1～2份、相容剂0.5～1份、偶联剂0.5～0.8份、阻隔剂1～2份、防雾剂1～2份、抗静电剂1～2份、开口剂1～2份和固化剂1～2份，中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80～90份和增韧树脂10～20份，并且内部添加相容剂0.5～1份，进行上表层、下表层和中间层的分别混合，然后通过上表层、下表层和中间层的专用挤出机在200～220℃的温度下熔融塑化挤出，采用高压气到对塑化成型的材料进行切割，然后采用同步拉伸法，将各层切割后的铸片在60～110℃下进行纵向拉伸定型，拉伸倍率为2.8～3.5倍；将铸片在60～110℃条件下进行横向拉伸，横向拉伸倍率为2.8～3.5倍；将拉伸后的薄膜进行热定型处理，然后薄膜进行冷却和电晕处理，得到基材层薄膜；
S2，根据相应的质量份数将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150～300rpm的转速下搅拌10～15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面,得到抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜。
实施例1：将基材层原料：上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10份、钛酸盐5份、氢氧化铝5份和纳米黏土改性材料30份共混组成，并且内部添加有增韧剂1份、相容剂0.5份、偶联剂0.5份、阻隔剂1份、防雾剂1份、抗静电剂1份、开口剂1份和固化剂1份，中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80份和增韧树脂10份，并且内部添加相容剂0.5份，进行上表层、下表层和中间层的分别混合，然后通过上表层、下表层和中间层的专用挤出机在200～220℃的温度下熔融塑化挤出，采用高压气到对塑化成型的材料进行切割，然后采用同步拉伸法，将各层切割后的铸片在60～110℃下进行纵向拉伸定型，拉伸倍率为2.8～3.5倍；将铸片在60～110℃条件下进行横向拉伸，横向拉伸倍率为2.8～3.5倍；将拉伸后的薄膜进行热定型处理，然后薄膜进行冷却和电晕处理，得到基材层薄膜；
根据相应的质量份数将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150～300rpm的转速下搅拌10～15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面,得到抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜。
实施例2：将基材层原料：上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐20份、钛酸盐10份、氢氧化铝10份和纳米黏土改性材料50份共混组成，并且内部添加有增韧剂2份、相容剂1份、偶联剂0.8份、阻隔剂2份、防雾剂2份、抗静电剂2份、开口剂2份和固化剂2份，中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂90份和增韧树脂20份，并且内部添加相容剂1份，进行上表层、下表层和中间层的分别混合，然后通过上表层、下表层和中间层的专用挤出机在200～220℃的温度下熔融塑化挤出，采用高压气到对塑化成型的材料进行切割，然后采用同步拉伸法，将各层切割后的铸片在60～110℃下进行纵向拉伸定型，拉伸倍率为2.8～3.5倍；将铸片在60～110℃条件下进行横向拉伸，横向拉伸倍率为2.8～3.5倍；将拉伸后的薄膜进行热定型处理，然后薄膜进行冷却和电晕处理，得到基材层薄膜；
根据相应的质量份数将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150～300rpm的转速下搅拌10～15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面,得到抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜。
综上实施例检测时使用后，实施例2中各组分量制造的抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜的特性和使用效果更佳。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，包括基材层和表面涂层，其特征在于：所述基材层由上表层、中间层和下表层构成；
所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10~20份、钛酸盐5~10份、氢氧化铝5~10份和纳米黏土改性材料30~50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1~2份、相容剂0.5~1份、偶联剂0.5~0.8份、阻隔剂1~2份、防雾剂1~2份、抗静电剂1~2份、开口剂1~2份和固化剂1~2份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80~90份和增韧树脂10~20份组成，并且内部添加相容剂0.5~1份；
所述表面涂层采用氧化石墨烯涂层，具体为：将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150~300rpm的转速下搅拌10~15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面，形成涂层。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：所述防雾剂是由均聚聚丙烯和山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯中的一种或组合构成，组合构成时其中山梨糖醇酐单硬脂肪酸酯的质量百分比为35~45%。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：所述偶联剂选用铝酸酯偶联剂；所述阻隔剂选用蒙脱土；所述开口剂选用二氧化硅、滑石粉、交联聚苯乙烯颗粒中的一种或几种组成。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：所述抗静电剂选用阴离子型抗静电剂中高级醇硫酸酯盐、脂肪族磺酸盐、高级醇磷酸酯盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10份、钛酸盐5份、氢氧化铝5份和纳米黏土改性材料30份共混组成，并且内部添加有增韧剂1份、相容剂0.5份、偶联剂0.5份、阻隔剂1份、防雾剂1份、抗静电剂1份、开口剂1份和固化剂1份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80份和增韧树脂10份组成，并且内部添加相容剂0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：所述上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐20份、钛酸盐10份、氢氧化铝10份和纳米黏土改性材料50份共混组成，并且内部添加有增韧剂2份、相容剂1份、偶联剂0.8份、阻隔剂2份、防雾剂2份、抗静电剂2份、开口剂2份和固化剂2份；
所述中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂90份和增韧树脂20份组成，并且内部添加相容剂1份。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜，其特征在于：包括以下制备方法步骤：
S1，选择基材层原料：上表层和下表层由按质量份数计的纳米层状硅酸盐10~20份、钛酸盐5~10份、氢氧化铝5~10份和纳米黏土改性材料30~50份共混组成，并且内部添加有增韧剂1~2份、相容剂0.5~1份、偶联剂0.5~0.8份、阻隔剂1~2份、防雾剂1~2份、抗静电剂1~2份、开口剂1~2份和固化剂1~2份，中间层由按质量份数计的聚乳酸树脂80~90份和增韧树脂10~20份组成，并且内部添加相容剂0.5~1份，进行上表层、下表层和中间层的分别混合，然后通过上表层、下表层和中间层的专用挤出机在200~220°C的温度下熔融塑化挤出，采用高压气刀对塑化成型的材料进行切割，然后采用同步拉伸法，将各层切割后的铸片在60~110℃下进行纵向拉伸定型，拉伸倍率为2.8~3.5倍；将铸片在60~110℃条件下进行横向拉伸，横向拉伸倍率为2.8~3.5倍；将拉伸后的薄膜进行热定型处理，然后薄膜进行冷却和电晕处理，得到基材层薄膜；
S2，根据相应的质量份数将氧化石墨烯和防雾剂加入至反应釜中在150~300rpm的转速下搅拌10~15min，得到涂层液；将涂层液涂敷在基材层薄膜的表面,得到抗菌防雾高阻隔双向拉伸聚乳酸薄膜。
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