一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法。其中，所述高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜包括基材、设置在基材表面的纳米阻隔层、设置在纳米阻隔层表面的表面层；所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜；所述纳米阻隔层为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。本发明专利技术所提供的复合薄膜可用于食品、药品、电子电气、化工产品的密封包装，也可以用于气体、液体和固体的密封保存，这种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的气体、液体、固体的泄漏率相对于其他密封膜大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合薄膜材料领域，尤其涉及一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
塑料包装材料作为食品及药品的主要包装材料，其阻隔性能依然难以满足实际使用要求，因包装不良引起的食品及药品变质或降级达30到40%。另外，氧气和水等会导致食品氧化变质微生物繁殖，危害人类健康，所以提高塑料薄膜的气体阻隔性和水阻隔性受到材料界的广泛关注。目前的阻隔薄膜还存在着很多应用难点，比如EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）存在着吸湿性，可能对加工过程和终端客户的使用造成影响，同时在高压环境中表现欠佳，以及与其他聚合物相比防潮效果不好的缺点。PVDC（聚二氯乙稀）也存在着热敏感性差，较难加工，同时透明度不好，不环保，而且由于加工过程复杂导致价格较高等缺点。铝箔是目前使用最广泛的高阻隔性材料，利乐砖、利乐枕是用量最大的包装形式。复合材料中的铝箔目前国内还不能将其分离出来，导致包装材料无法回收和重复利用，不利于循环经济。因此急需一种可回收、并兼具气体阻隔性和水阻隔性的高阻隔性包装材料。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法，旨在解决现有技术中阻隔材料阻隔性能不佳、成本高等问题。本专利技术的技术方案如下：一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，包括基材、设置在基材表面的纳米阻隔层、设置在纳米阻隔层表面的表面层；所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜；所述纳米阻隔层为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述功能性纳米材料为层状结构的阻隔材料和/或利于树脂分子形成氢键的纳米材料。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述功能性纳米材料选自石墨烯、氧化石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙脱土、纳米蛭石、纳米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛酸钾、碳纳米管、碳纳米颗粒、二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、淀粉纳米晶体、纳米纤维素等的一种或多种。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述基材的厚度为10um~450μm。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述表面层的厚度为10um~450μm。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述表面层通过粘合剂涂覆在纳米阻隔层表面。所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其中，所述纳米阻隔层是采用滚涂的方式涂布在基材表面。一种如上所述的阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的制备方法，其中，包括步骤：A、将功能性纳米材料分散于溶剂中，并和光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料；B、将浆料涂覆在基材表面，形成纳米阻隔层；C、在纳米阻隔层表面涂覆表面层，最终获得高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜。所述的制备方法，其中，所述步骤C中，所述表面层通过粘合剂涂覆在纳米阻隔层表面。所述的制备方法，其中，所述步骤B中，所述纳米阻隔层是采用滚涂的方式涂布在基材表面。有益效果：本专利技术所提供的复合薄膜，其包括基材、纳米阻隔层和表面层的多层结构，其中的所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜，纳米阻隔层则为添加了功能性纳米材料的光固化涂层，通过上述多层结构可提高复合薄膜的阻隔性能，以满足不同的包装要求。本专利技术所提供的复合薄膜可用于食品、药品、电子电气、化工产品的密封包装，也可以用于气体、液体和固体的密封保存，这种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的气体、液体、固体的泄漏率相对于其他密封膜大大降低。附图说明图1为本专利技术一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所提供的一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，如图1所示，其包括基材10、设置在基材10表面的纳米阻隔层20、设置在纳米阻隔层20表面的表面层30；所述基材10和表面层30均为聚烯烃薄膜；其中，所述的基材10为聚烯烃薄膜；例如聚丙烯PP(共聚，均聚，或无规等），或聚乙烯PE（线性低密度LLDPE，低密度LDPE，高密度HDPE）。所述基材的厚度优选为10um~450μm，例如厚度为80μm。其中，所述的表面层30为聚烯烃薄膜；例如聚丙烯PP(共聚，均聚，无规等），或聚乙烯PE（线性低密度LLDPE，低密度LDPE，高密度HDPE）。所述表面层的厚度优选为10um~450μm，例如厚度为120μm。其中，所述纳米阻隔层20为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。所述功能性纳米材料为层状结构的阻隔材料和/或利于树脂分子形成氢键的纳米材料，从而使得阻隔层兼具气体高阻隔性和水高阻隔性的超高阻隔效果。。所述功能性纳米材料选自石墨烯、氧化石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙脱土、纳米蛭石、纳米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛酸钾、碳纳米管、碳纳米颗粒、二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、淀粉纳米晶体、纳米纤维素等的一种或多种。在本专利技术中，所述表面层30通过粘合剂涂覆在纳米阻隔层20表面。所述纳米阻隔层20是采用滚涂的方式涂布在基材表面。在制备过程中，可以将纳米阻隔层20的浆料采用滚涂的方式涂布在基材10表面，然后固化即可。本专利技术还提供一种如上所述的阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的制备方法，其包括步骤：S1、将功能性纳米材料分散于溶剂中，并和光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料；S2、将浆料涂覆在基材表面，形成纳米阻隔层；S3、在纳米阻隔层表面涂覆表面层，最终获得高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜。具体来说，在本专利技术的制备方法中，先制备纳米阻隔层的浆料：将纳米阻隔材料分散于溶剂中，然后和光固化树脂、光引发剂混合，制得浆料。然后是涂覆：将制备好的浆料采用合适的涂覆方式，在基材表面涂覆成膜，并重复该步骤（即涂覆步骤），直到获得需要层数的纳米阻隔层。例如，本专利技术中，所述纳米阻隔层是采用滚涂的方式涂布在基材表面。最后是表面层的复合：表面层是通过粘合剂涂覆在纳米阻隔层表面，所以先纳米阻隔层表面涂覆粘合剂，然后再与表面层复合，最后获得高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜。本专利技术制备得到的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的透氧气系数下降约57%，透二氧化碳系数下降约48%，可满足多种食品、药品、化妆品、电子电气、化工产品等的包装要求。同时制备工艺环保、效率高，可规模化生产，具有广阔的应用前景。实施例1一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一：准备基材：氧化石墨烯，碳纳米颗粒，UV光固化树脂，光引发剂，表面层及粘合剂；所述基材为双向拉伸的聚丙烯PP（厚度为40μm）；所述表面层为双向拉伸聚丙烯PP，厚度为15μm；粘合剂为聚氨酯丙烯酸树脂。按质量份数计，称取0.3份氧化石墨烯（改进过的Hummer’S法制备）和0.2份碳纳米颗粒（水热法制备）溶于15份水中，超声处理60min得到GO的均匀分散液，然后加入20份（水溶性）聚氨酯丙烯酸酯（即UV光固化树脂），超声搅拌一段时间（例如30分钟，下同），再依次加入TEGO Glide 100流平剂 0.2份、TEGO Foamex 810 水性消泡剂1.0份、TEGO Dispers 760W润湿分散剂0.2份、TEGO Wet 270基材润湿剂0.2份、E-808水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其特征在于，包括基材、设置在基材表面的纳米阻隔层、设置在纳米阻隔层表面的表面层；所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜；所述纳米阻隔层为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。

【技术特征摘要】
1.一种高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其特征在于，包括基材、设置在基材表面的纳米阻隔层、设置在纳米阻隔层表面的表面层；所述基材和表面层均为聚烯烃薄膜；所述纳米阻隔层为添加了功能性纳米材料的光固化涂层。2.根据权利要求1所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其特征在于，所述功能性纳米材料为层状结构的阻隔材料和/或利于树脂分子形成氢键的纳米材料。3.根据权利要求1所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其特征在于，所述功能性纳米材料选自石墨烯、氧化石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙脱土、纳米蛭石、纳米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛酸钾、碳纳米管、碳纳米颗粒、二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、淀粉纳米晶体、纳米纤维素等的一种或多种。4.根据权利要求1所述的高阻隔性聚烯烃纳米复合薄膜，其特征在于，所述基材的厚度为10um~450μm。5.根据权利要求1所述的高阻隔性聚烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，陈寿，江洪，彭晓华，李明雨，涂建国，孙耀明，
申请(专利权)人：深圳八六三计划材料表面技术研发中心，深圳市通产丽星股份有限公司，哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44