CN116103956A - 一种新材料包装盒的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及包装材料技术领域，具体公开了一种新材料包装盒的制造工艺。一种新材料包装盒,包括基层，基层从下至上复合有阻隔层、第一热封层、第二热封层；所述新材料包装盒的制造工艺，包括以下步骤：步骤一，阻隔层的制备，同时进行第一热封层和第二热封层的制备；步骤二，基层上表面从下至上堆叠阻隔层、第一热封层、第二热封层，热压复合得半成品；步骤三，半成品经过热处理得成品包装盒。本申请的新材料包装盒可用于食品、药品包装，具有高阻隔性、强热封性、环保性能。
Description
技术领域
本申请涉及包装材料技术领域，更具体地说，它涉及一种新材料包装盒的制造工艺。
背景技术
传统的包装材料通常以聚乙烯、聚丙烯为主要原料，虽然这些包装材料的价格便宜，制备比较方便，但是聚乙烯的耐热性以及抗老化性能较差，聚乙烯的透水率低，透气性较大，适用于防潮包装。聚丙烯对紫外线的抵抗力不大且抗冲击性能不够好，所制得的包装材料易发生变形。
为克服聚乙烯和聚丙烯做包装材料存在的缺陷，目前包装行业已出现了高阻隔性塑料、强热封性塑料等多种包装材料，但是相关技术的包装材料的高阻隔性、强热封性、环保综合性能相对较差，依旧无法满足市场需求。
发明内容
为了解决上述相关技术中存在的问题，本申请提供一种新材料包装盒的制造工艺。
本申请提供一种新材料包装盒的制造工艺，采用如下的技术方案：
一种新材料包装盒的制造工艺，所述新材料包装盒包括基层，基层从下至上复合有阻隔层、第一热封层、第二热封层；
所述阻隔层主要由以下重量份的原料制备而成：10-20份乙烯-乙烯醇共聚物、5-15份石英粉、10-20份聚酰胺、10-20份聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述第一热封层主要由以下重量份的原料制备而成：60-80份茂金属聚乙烯、20-40份聚丙烯、0-0.5份纳米SiO2、0-0.5份纳米ZnO、0-0.5份纳米TiO2、0.1-2份偶联剂；
所述第二热封层主要由以下重量份的原料制备而成：20-40份聚乙烯、20-40份聚丙烯、50-70份聚乳酸；
所述新材料包装盒的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一，阻隔层的制备，同时进行第一热封层和第二热封层的制备；
步骤二，基层上表面从下至上堆叠阻隔层、第一热封层、第二热封层，热压复合得半成品；
步骤三，半成品经过热处理得成品包装盒。
通过采用上述方案，将经石英粉处理后的乙烯-乙烯醇共聚物与聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯混合共挤，形成的阻隔层对于空气、水分的阻隔效果好且透明度好、具有良好的耐弯曲疲劳度。
茂金属聚乙烯经改性处理并与聚丙烯共混制得的复合薄膜作为第一热封层，并以聚乙烯、聚丙烯和聚乳酸共挤形成第二热封层，相较于传统的聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜，其热封性有较大的提升，且与内容物所接触的为第二热封层，其中含有的聚乳酸成分使得第二热封层的抗菌性以及环保性提升，可以使内容物的保质期延长。在基层上复合阻隔层、第一热封层、第二热封层使得包装盒可满足阻隔性、热封性、稳定性等多项要求。
本申请制备工艺简单，各层之间通过热压进行复合成型，制得的包装盒成形率高、性能优异，可同时具备高阻隔性、强热封性以及环保性能，本申请的制备方法操作简单，具有便于工业化生产的优势。
优选的，所述石英粉采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷进行表面处理：
将计量的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷倒入容器中，并加入少量的乙醇，搅拌均匀制成γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷质量百分比为1-2％的稀释处理剂；
将石英粉进行研磨，并按石英粉投料量的10-12％加入稀释处理剂，温度为40-50℃，混磨0.5-1h。
通过采用上述技术方案，经过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷处理的石英粉在乙烯-乙烯醇共聚物中的填充效果较好，使得阻隔层对空气、水分的阻隔效果较好。
优选的，所述阻隔层的制备：
用石英粉对乙烯-乙烯醇共聚物进行共混改性；
再将改性乙烯-乙烯醇共聚物作为挤出料A，聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯混合后作为挤出料B，挤出料A、挤出料B进行双层共挤，形成阻隔复合片材。
通过采用上述技术方案，制得的阻隔层透明度、热稳定性、耐热性好，与基层热压复合后与基层原本的颜色几乎没有差异，且对于空气、水分等的透过率低，使得包装盒对内容物的保护效果较好。
优选的，所述第一热封层的制备：
S1、将纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2使用偶联剂进行表面处理，再将完成表面处理的纳米ZnO、纳米TiO2、纳米SiO2与茂金属聚乙烯混合均匀得到共混物；
S2、将共混物挤出造粒，加料段和均化段的温度为155-200℃，模头温度为190-220℃；
S3、将改性茂金属聚乙烯与聚丙烯共混挤出，加料段和均化段的温度为165-210℃，模头温度为200-220℃；
S4、流延，冷却辊温度为20-40℃。
通过采用上述技术方案，在茂金属聚乙烯的表面沉积纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2，再将茂金属聚乙烯与聚丙烯进行共混，可以提高茂金属聚乙烯的加工性能，且使茂金属聚乙烯的抗紫外线辐射及杀菌功能增强，膜体不易出现鲨鱼皮的现象，制备得到的第一热封层成型效果好，从而包装盒对内容物的保鲜效果好。
优选的，所述偶联剂为异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂、铝钛复合物、钛酸酯偶联剂中的一种或几种的组合。
通过采用上述技术方案，经偶联剂处理的纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2在茂金属聚乙烯中的填充效果好，且上述偶联剂可降低体系粘度、改善加工性能、降低能耗和生产成本。
优选的，所述纳米ZnO的粒径为10-100nm、纳米SiO2的粒径为15-20nm、纳米TiO2的粒径为10-25nm。
通过采用上述技术方案，粒径范围内的纳米ZnO、纳米SiO2、纳米TiO2对茂金属聚乙烯的包覆效果更好。
优选的，所述第二热封层的制备：
S1、将聚乙烯、聚丙烯、改性聚乳酸混合均匀，挤出，得到共混母粒，加料段和均化段的温度控制在160-200℃之间，模头温度控制在200-220℃；
S2、再将共混母粒挤出流延成膜，加料段和均化段的温度控制在165-205℃之间，模头温度控制在210-220℃，冷却辊表面温度控制在20-50℃。
通过采用上述技术方案，将聚丙烯、聚乙烯和聚乳酸制成复合薄膜，使得第二热封层热封性良好的同时抗菌性和环保性能提升。
优选的，所述基层为等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的一种。
通过采用上述技术方案，等规聚丙烯结构规整，具有良好的抗溶剂和抗热性能，间规聚丙烯具有良好的柔性、韧性和透明性，无规聚丙烯具有良好的粘附性和相容性，具有强度高、刚性大、耐热性能好、尺寸稳定性好，易使包装盒形成固定的形状，稳定性好。
优选的，所述步骤二中基层、阻隔层、第一热封层以及第二热封层复合的热压温度为120-180℃，热压压力为0.5-2MPa，热压时间为5-15min。
通过采用上述技术方案，该温度、压力、时间范围内热压效果较好，可保证所制备成品的质量。
优选的，所述步骤三中热处理的具体步骤为，先以0.5-0.8℃/min升温至45-50℃，维持3-5min后，以1.0-1.2℃/面升温至65-70℃，维持5-8min后，以1.5-1.5℃/min升温至85-87℃，维持20-30s后，以2.0-2.5℃/min降温至60℃，维持10-15min，自然冷却至室温，得成品。
通过采用上述技术方案可释放成品的内应力，有效改善包装材料的力学性能以及耐老化、阻隔性、热封性等性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过以纸质材料作为基层，复合以阻隔层、第一热封层以及第二热封层作为包装盒的制备材料，稳定性、阻隔性、热封性以及抗菌效果均有较大的提升；
2.经偶联剂处理的纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2在茂金属聚乙烯中的填充效果好，且上述偶联剂可降低体系粘度、改善加工性能、降低能耗和生产成本；
3.本申请制备工艺简单，各层之间通过热压进行复合成型，制得的包装盒成形率高、性能优异，可同时满足高阻隔性、强热封性以及环保性能要求。
附图说明
图1是本申请实施例1中整体结构示意图。
1、基层；2、阻隔层；3、第一热封层；4、第二热封层。
具体实施方式
以下结合附图、实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
参照图1，为本申请公开的一种新材料包装盒，包括基层1，基层1为等规聚丙烯制成的薄片材。基层1从下至上复合有阻隔层2、第一热封层3、第二热封层4。
阻隔层2是由以下重量份的原料制成：
10份乙烯-乙烯醇共聚物(型号L171B)
1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)
5份石英粉(规格325目)
10份聚酰胺
10份聚对苯二甲酸乙二醇酯(规格80目)。
第一热封层3是由以下重量份的原料制成：
60份茂金属聚乙烯(型号SP1520)
30份聚丙烯(型号R140M)
0.1份纳米SiO2
0.1份纳米ZnO0.1份纳米TiO2
0.5份异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂偶联剂(HY-999)。
第二热封层4是由以下重量份的原料制成：
20份聚乙烯
20份聚丙烯(型号R140M)
50份聚乳酸(型号THJS-5801)。
一种新材料包装盒的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一，阻隔层2的制备：
取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷于烧瓶中，并加入少量乙醇搅拌均匀,制成浓度为1％的稀释处理剂；
将石英粉加入球磨机，并按石英粉投料量10％比例投入稀释处理剂，研磨温度为45℃，混磨1h得到改性石英粉；
将改性石英粉与乙烯-乙烯醇共聚物在高速混合机中混合均匀，得共混物，共混物投入双螺杆挤出机中，在165-205℃下熔融成流体，第一温度区为165-170℃，第二温度区为175-185℃，第三温度区为195-200℃，第四温度区为200-205℃，第五温度区为200-205℃，模头温度200℃，挤出的熔融物料，注入造粒机造粒后得到改性乙烯-乙烯醇共聚物；
再将改性乙烯-乙烯醇共聚物作为挤出料A，聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯混合后作为挤出料B，挤出料A、挤出料B进行双层共挤，形成阻隔复合片材，加入到双层共挤装置中进行共挤。
挤出料A放入1号挤出机中，挤出料B放入2号挤出机。两台挤出机的转速均设定为25rpm，机筒温度分别设置为80/120/170/210/220℃和160/210/210℃。共挤机头的温度为210℃。利用不锈钢夹具将挤出的熔体压制并置于25℃常温水槽内冷却后，得到阻隔复合片材。
第一热封层3的制备：
将纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2粉体经过高速捏合机混合加热30min，加热温度为80℃，再直接加入计量的异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂偶联剂，高速搅拌30min，后再将茂金属聚乙烯加入高速捏合机中混合均匀，得到混合物；
将混合物利用双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为300r/min，在155-200℃下熔融成流体，第一温度区为155-160℃，第二温度区为165-180℃，第三温度区为185-190℃，第四温度区为190-195℃，第五温度区为195-200℃，模头温度210℃，挤出的熔融物料，注入造粒机造粒后得到改性茂金属聚乙烯；
将改性茂金属聚乙烯与聚丙烯共混挤出，螺杆转速为50r/min，在165-210℃下熔融成流体，第一温度区为165-170℃，第二温度区为175-190℃，第三温度区为190-200℃，第四温度区为205-210℃，模头温度210℃；
流延，冷却辊温度为30℃，制得第一热封薄膜。
第二热封层4的制备：
将聚乙烯、聚丙烯与聚乳酸在高速混合机中混合均匀，再通过双螺杆挤出机制备共混母粒，螺杆转速为300r/min，在160-200℃下熔融成流体，第一温度区为160-165℃，第二温度区为170-180℃，第三温度区为185-190℃，第四温度区为190-195℃，第五温度区为195-200℃，模头温度210℃，挤出的熔融物料，注入造粒机造粒后得到共混母粒；
所得母粒经单螺杆挤出机挤出流延成膜，螺杆转速为40r/min，在165-205℃下熔融成流体，第一温度区为165-170℃，第二温度区为175-180℃，第三温度区为180-190℃，第四温度区为190-205℃，模头温度215℃；
流延成膜，冷却辊温度为40℃。
步骤二，基层1上表面从下至上堆叠阻隔层2、第一热封层3、第二热封层4，热压复合得半成品，热压温度为170℃，热压压力为1.0MPa，热压时间为10min；
步骤三，半成品进行热处理：先以0.5-0.8℃/min升温至45-50℃，维持3-5min后，以1.0-1.2℃/面升温至65-70℃，维持5-8min后，以1.5-1.5℃/min升温至85-87℃，维持20-30s后，以2.0-2.5℃/min降温至60℃，维持10-15min，自然冷却至室温，得成品。
实施例2：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：基层1为间规聚丙烯制得的薄片材。
实施例3：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：基层1为无规聚丙烯制得的薄片材。
实施例4：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：15份乙烯-乙烯醇共聚物。
实施例5：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：12.5份乙烯-乙烯醇共聚物。
实施例6：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
实施例7：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：15份石英粉。
实施例8：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：12.5份石英粉。
实施例9：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：72份茂金属聚乙烯。
实施例10：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0.1份纳米SiO2、0份纳米ZnO、0份纳米TiO2。
实施例11：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0份纳米SiO2、0份纳米ZnO、0.1份纳米TiO2。
实施例12：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0份纳米SiO2、0.1份纳米ZnO、0份纳米TiO2。
实施例13：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0.5份铝钛复合物偶联剂。
实施例14：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0.5份钛酸酯偶联剂。
实施例15：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：0.2份异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂偶联剂、0.2份铝钛复合物偶联剂、0.1份钛酸酯偶联剂。
实施例16：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第一热封层3的制备原料中聚丙烯的重量份为35份。
实施例17：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：30份聚乙烯、25份聚丙烯、55份聚乳酸。
实施例18：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：阻隔层2是由以下重量份的原料制成：12.5份乙烯-乙烯醇共聚物、1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、12.5份石英粉、10份聚酰胺、10份聚对苯二甲酸乙二醇酯；第一热封层3是由以下重量份的原料制成：72份茂金属聚乙烯、35份聚丙烯、0.1份纳米SiO2、0.1份纳米ZnO、0.1份纳米TiO2、0.2份异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂偶联剂、0.2份铝钛复合物偶联剂、0.1份钛酸酯偶联剂；第二热封层4是由以下重量份的原料制成：30份聚乙烯、25份聚丙烯、55份
聚乳酸。
对比例
对比例1：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：基层1为聚乙烯制得的薄片材。
对比例2：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：8份乙烯-乙烯醇共聚物。
对比例3：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：25份乙烯-乙烯醇共聚物。
对比例4：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：阻隔层2是由以下重量份的原料制成：10份乙烯-乙烯醇共聚物、1份钛酸酯偶联剂、5份石英粉、10份聚酰胺、10份聚对苯二甲酸乙二醇酯。
对比例5：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：2份石英粉。
对比例6：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：20份石英粉。
对比例7：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：阻隔层2只采用改性乙烯-乙烯醇共聚物挤出制备。
对比例8：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：50份茂金属聚乙烯。
对比例9：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：85份茂金属聚乙烯。
对比例10：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第一热封层3是由以下重量份的原料制成：60份茂金属聚乙烯、30份聚丙烯。
对比例11：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第一热封层3的制备原料中聚丙烯的重量份为10份。
对比例12：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第一热封层3的制备原料中聚丙烯的重量份为50份。
对比例13：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：10份聚乙烯、20份聚丙烯、50份聚乳酸。
对比例14：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：45份聚乙烯、20份聚丙烯、50份聚乳酸。
对比例15：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：10份聚乙烯、15份聚丙烯、50份聚乳酸。
对比例16：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：10份聚乙烯、50份聚丙烯、50份聚乳酸。
对比例17：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：10份聚乙烯、20份聚丙烯、40份聚乳酸。
对比例18：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：第二热封层4是由以下重量份的原料制成：10份聚乙烯、20份聚丙烯、80份聚乳酸。
对比例19：一种新材料包装盒的制造工艺，与实施例1的区别在于：该包装盒在制备完成后未经过热处理。
性能检测试验
检测方法实验一：利用拉伸测试机依据ASTM D638标准对实施例1-18样品以及对比例1-19样品的拉伸性能进行测试。
实验二：按照GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法标准》测试实施例1-18样品和对比例1-19样品的水蒸气透过系数。
实验二：将实施例1-18与对比例1-19的样品分别制备5个试件，使用压差法气体渗透仪对试件进行氧气透过量的测试，且数据处理时剔除5个数据中的最大数值和最小数值，取剩下三个数的平均值。
实验三：将实施例1-18与对比例1-19的样品分别制备5个试件，宽度为15±0.1mm，展开长度为100±1mm，利用热封试验仪和智能型电子拉力试验机对实施例1-18与对比例1-19试样进行热封强度试验。试验结果以5个试件的平均值作为该部位的热封强度。
检测结果
实施例1-18以及对比例1-19所得样品的性能测试实验结果如表1所示。
表1实施例和对比例的样品性能测试数据
由表1的实验数据可知，实施例1-18的氧气透过量为2.351-3.256cm3/(m2*d*104Pa)，对比例1-19的氧气透过量为3.012-3.315cm3/(m2*d*104Pa)，实施例1-18的水蒸气透过系数为7.12-9.35xlO13(g*m-1*s-1*Pa-1)，对比例1-19的水蒸气透过系数为8.51-9.98xlO13(g*m-1*s-1*Pa-1)，说明实施例1-18的样品相比于对比例1-19的阻隔性较好；实施例1-18的拉伸强度为72-89Mpa，对比例1-19的拉伸强度为65-74Mpa，说明实施例1-18所得样品的拉伸性能较好；实施例1-18的热封强度在7.5-7.8N/15mm，对比例1-19的热封强度在6.2-7.5N/15mm，说明实施例1-18的热封强度较为稳定，热封性能较好。
对比实施例1与对比例1可知，当使用聚丙烯作为基层时，实施例1的拉伸强度以及断裂伸长率较大，说明利用聚丙烯良好的拉伸性能以及柔韧性可以提高包装盒材料的力学稳定性能；对比实施例1与对比例2-3可知，实施例1中乙烯-乙烯醇共聚物的重量份在10-15份范围内，其样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小，说明该重量份范围内，经过表面处理的石英粉对乙烯-乙烯醇共聚物的包覆效果较好，可使得乙烯-乙烯醇共聚物的亲水性和吸湿性减弱，控制阻隔层中的湿含量，从而提高包装盒材料的阻隔性能；对比实施例1与对比例4可知，实施例1所得样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小且拉伸强度较大，说明采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷做偶联剂对石英粉进行表面处理后，可提高改性石英粉与乙烯-乙烯醇共聚物之间的粘合力，从而使得两者混合效果较好，减弱乙烯-乙烯醇共聚物所带羟基导致的吸湿性，从而使得包装盒材料的阻隔性得到较大提升；对比实施例1与对比例5-6可知，实施例1所得样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小，说明石英粉的重量份在5-15份范围内时，对乙烯-乙烯醇共聚物的包覆效果较好，可以有效改善乙烯-乙烯醇共聚物的吸湿性对阻隔性能造成的影响；对比实施例1与对比例7可知，实施例1样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小且拉伸强度、热封强度较大，说明在制备包装盒复合材料中的阻隔层时，采用乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺以及聚对苯二甲酸乙二醇酯共挤，交替叠合，呈现规整的连续结构，从而使得阻隔层的力学性能以及阻隔性能得到提升；对比实施例1与对比例8-9可知，实施例所得样品的拉伸强度较大且热封强度较大，说明茂金属聚乙烯在60-80重量份范围内时，其改性效果较好，与聚丙烯混合后加工性、稳定性以及力学性能有较大提升；对比实施例1与对比例10可知，实施例1样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小且拉伸强度、热封强度较大，说明利用经过表面处理的纳米SiO2、纳米ZnO与纳米TiO2同时对茂金属聚乙烯进行改性，提升了茂金属聚乙烯的热封性、加工性能以及包装材料对内容物的保鲜效果，且在纳米ZnO与纳米TiO2优越的抗紫外线效果下，茂金属聚乙烯的耐老化性能有所提升；对比实施例1与对比例11-12可知，实施例1的拉伸强度和热封强度较大，说明在制备第一热封层时聚丙烯的重量份在20-40份范围内与茂金属聚乙烯的共混效果较好，从而使得茂金属聚乙烯作为热封层的加工性能有较大提升；对比实施例1与对比例13-18可知，实施例1的样品热封强度较大，说明当聚乙烯在20-40重量份范围内、聚丙烯在20-40重量份范围内且聚乳酸在50-70重量份范围内时，三者共混挤出得到的第二热封层热封效果较好，且兼顾了聚乳酸良好的环保性；对比实施例1与对比例19可知，实施例1样品的氧气透过量和水蒸气透过系数较小，拉伸强度及断裂伸长率较大，且热封强度较大，说明经过热处理的成品力学性能更好且阻隔性更好。
对比实施例1与实施例2-3，实施例1所得样品的拉伸强度及断裂伸长率较大，优选以等规聚丙烯作为夹层的制备材料，可以增强样品的力学性能。对比实施例1与实施例4-5，优选乙烯-乙烯醇共聚物的重量份为12.5份，通过控制其添加量，经过表面处理的石英粉可以更好地在乙烯-乙烯醇共聚物表面进行包覆改性，且可以使乙烯-乙烯醇共聚物与聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯更好的混合，从而使得样品的阻隔性能更佳。对比实施例1与实施例6，优选以1份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对石英粉进行表面处理，能够改善石英粉与乙烯-乙烯醇共聚物的粘合效果，使得乙烯-乙烯醇共聚物的阻隔性能更好。对比实施例1与实施例7-8，优选石英粉的重量份为12.5份，能与乙烯-乙烯醇共聚物更大范围的粘合在一起，增强其阻隔性。对比实施例1与实施例9，优选茂金属聚乙烯的重量份为72份，可最大程度发挥茂金属聚乙烯的韧性、热粘性、热封性，且该重量份的茂金属聚乙烯与聚丙烯共混能更好的改善其加工性能，成膜率更高。对比实施例1与实施例10-12，优选以0.1份纳米SiO2、0.1份纳米ZnO、0.1份纳米TiO2同时对茂金属聚乙烯进行改性，利用纳米TiO2和纳米SiO2具有较高的光催化活性、抗菌性和自洁功能的特点以及纳米ZnO优越的防紫外线效果，赋予茂金属聚乙烯更好的力学性能以及光学性能，提高茂金属聚乙烯的加工性能。对比实施例1与实施例13-15，优选以0.2份异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂偶联剂、0.2份铝钛复合物偶联剂、0.1份钛酸酯偶联剂对纳米SiO2、纳米ZnO、纳米TiO2进行表面处理，可以使纳米材料在茂金属聚乙烯中的分散效果更好，以有效改善茂金属聚乙烯在加工过程中的缺陷。对比实施例1与实施例16，优选第一热封层中聚丙烯的重量份为35份，聚丙烯的柔韧性好，力学性能优越，将茂金属聚乙烯与聚丙烯进行共混，可改善其加工性能，成膜效果好。对比实施例1与实施例17，优选以30份聚乙烯、25份聚丙烯、55份聚乳酸的组合共混制备第二热封层，既可以发挥聚乳酸的环保性，同时也兼顾了聚乙烯与聚丙烯的稳定性、柔韧性，使得形成的复合膜热封效果较好。对比实施例1与实施例18，将上述实施例1-17的优选组合下所得实施例18的成品氧气透过量和水蒸气透过系数最小，且成品的拉伸强度、断裂伸长率以及热封强度大幅提高，说明成品的阻隔性以及力学性能较好，且成型稳定。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述新材料包装盒包括基层（1），基层（1）从下至上复合有阻隔层（2）、第一热封层（3）、第二热封层（4）；
所述阻隔层（2）主要由以下重量份的原料制备而成：10-20份乙烯-乙烯醇共聚物、5-15份石英粉、10-20份聚酰胺、10-20份聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述第一热封层（3）主要由以下重量份的原料制备而成：60-80份茂金属聚乙烯、20-40份聚丙烯、0-0.5份纳米SiO2、0-0.5份纳米ZnO、0-0.5份纳米TiO2、0.1-2份偶联剂；
所述第二热封层（4）主要由以下重量份的原料制备而成：20-40份聚乙烯、20-40份聚丙烯、50-70份聚乳酸；
所述新材料包装盒的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一，阻隔层（2）的制备，同时进行第一热封层（3）和第二热封层（4）的制备；
步骤二，基层（1）上表面从下至上堆叠阻隔层（2）、第一热封层（3）、第二热封层（4），热压复合得半成品；
步骤三，半成品经过热处理得成品包装盒。
2.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述石英粉采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷进行表面处理：
将计量的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷倒入容器中，并加入少量的乙醇，搅拌均匀制成γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷质量百分比为1-2%的稀释处理剂；
将石英粉进行研磨，并按石英粉投料质量的10-12%加入稀释处理剂，温度为40-50℃，混磨0.5-1h。
3.根据权利要求1或2所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述阻隔层（2）的制备：
用石英粉对乙烯-乙烯醇共聚物进行共混改性；
再将改性乙烯-乙烯醇共聚物作为挤出料A，聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯混合后作为挤出料B，挤出料A、挤出料B进行双层共挤，形成阻隔复合片材。
4.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述第一热封层（3）的制备：
S1、将纳米ZnO、纳米TiO2以及纳米SiO2使用偶联剂进行表面处理，再将完成表面处理的纳米ZnO、纳米TiO2、纳米SiO2与茂金属聚乙烯混合均匀得到共混物；
S2、将共混物挤出造粒，加料段和均化段的温度为155-200℃，模头温度为190-220℃；
S3、将改性茂金属聚乙烯与聚丙烯共混挤出，加料段和均化段的温度为165-210℃，模头温度为200-220℃；
S4、流延，冷却辊温度为20-40℃。
5.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述偶联剂为异丙基二硬酯酰氧基铝酸脂、铝钛复合物、钛酸酯偶联剂中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述纳米ZnO的粒径为10-100nm、纳米SiO2 的粒径为15-20nm、纳米TiO2的粒径为10-25nm。
7.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述第二热封层（4）的制备：
S1、将聚乙烯、聚丙烯、改性聚乳酸混合均匀，挤出，得到共混母粒，加料段和均化段的温度控制在160-200℃之间，模头温度控制在200-220℃；
S2、再将共混母粒挤出流延成膜，加料段和均化段的温度控制在165-205℃之间，模头温度控制在210-220℃，冷却辊表面温度控制在20-50℃。
8.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述基层（1）为等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述基层（1）、阻隔层（2）、第一热封层（3）以及第二热封层（4）复合的热压温度为120-180℃，热压压力为0.5-2.0MPa，热压时间为5-15min。
10.根据权利要求1所述的一种新材料包装盒的制造工艺，其特征在于，所述步骤三中热处理的具体步骤为，先以0.5-0.8℃/min升温至45-50℃，维持3-5min后，以1.0-1.2℃/面升温至65-70℃，维持5-8min后，以1.5-1.5℃/min升温至85-87℃，维持20-30s后，以2.0-2.5℃/min降温至60℃，维持10-15min，自然冷却至室温，得成品。
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