一种PLA环保复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种PLA环保复合膜及其制备方法，其中，PLA环保复合膜包括聚乳酸基材和设置在聚乳酸基材上表面和下表面的石墨烯阻隔层。本发明专利技术的PLA环保复合膜包括芯层和外层，芯层为聚乳酸基材，外层为石墨烯阻隔层。该PLA环保复合膜的阻隔性能优异，尤其是对水、氧气的阻隔性能较佳。同时，本发明专利技术的PLA环保复合膜，绿色环保、透明度高、表面光泽度高、表面可印刷、美观度优异，适用于高阻隔要求的食品、药品、电子器件等的包装。

PLA environmental protection composite film and preparation method thereof

The invention discloses a PLA environmental protection composite film and a preparation method thereof, wherein, the PLA environmental protection composite film comprises a polylactic acid base material and a graphene barrier layer arranged on the upper surface and the lower surface of the polylactic acid base material. The PLA environmental protection composite film of the invention comprises a core layer and an outer layer, wherein the core layer is a polylactic acid base material and the outer layer is a graphene barrier layer. The PLA environmental protection composite film has excellent barrier performance, especially for water and oxygen. At the same time, the PLA composite film of the invention, the green environmental protection, high transparency, high surface gloss, surface printing, excellent appearance, suitable for high barrier food, medicine, electronics packaging.

【技术实现步骤摘要】
一种PLA环保复合膜及其制备方法
本专利技术涉及环保材料领域，尤其涉及一种PLA环保复合膜及其制备方法。
技术介绍
塑料因其质轻、密封性好、韧性佳、价廉、易得等优势在包装领域广泛应用。目前塑料包装材料在各类包装材料总量中占比已经超过30%，我国食品包装材料中，塑料应用量已超过包装材料总量的50%，居各种包装材料之首。然而，传统包装塑料由石化产品通过化学反应制得，在其产品生命周期的最后将作为不可降解垃圾处理。因此，目前的包装塑料原料过度依赖有限的石油资源，同时带来了诸如“白色污染”等严重的环境污染。随着人们环保意识的增强以及对食品安全问题的强烈关注，人们迫切需求可降解的绿色包装塑料。目前PLA（聚乳酸）是公认的最具竞争力的可降解环保聚合物，有望成为石化塑料的替代者应用于在包装领域。在食品包装领域，包装的阻隔性是必要的。每年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，因此，在食品包装领域包装薄膜的氧气阻隔性和水阻隔性受到包装行业的重要关注。PLA由于较低的结晶速率，其阻湿性和气体阻隔性较差，极大限制了其在食品包装领域的实际应用。中国专利CN103319865A公开了一种聚乳酸合金薄膜及应用，熔融挤出、吹塑成膜、流延成膜的方法。中国专利CN203844356公开了一种泡罩结构的环保药物包装复合物，由聚乳酸层、EVOH层、BOPP层、超疏水涂层构成包装复合材料，其所用的EVOH层就是起到阻氧作用，BOPP层和疏水层起到阻水作用。聚乳酸基体下覆有PE膜，PE膜下通过真空溅射覆盖铝膜。该专利的阻隔性优异，然而制备工艺较为复杂，另外镀铝层不透明且带来回收不便。中国专利CN1198715C公开了一种聚乙烯醇包装用复合材料，所用的聚乙烯醇层就是为了起到阻水和阻气的作用。聚乙烯醇薄膜的氧气阻隔性能优秀，其制备方法主要是湿法和干法两种。湿法加工涉及后续供需除水，如干燥，这样会导致产品生产成本较高。干法加工是在较高温度（一般150℃以上）下，通过热加工成型。由于聚乙烯醇对热敏感，干法加工时，容易氧化变黄，力学性能下降。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PLA环保复合膜及其制备方法，旨在解决现有PLA复合薄膜制备工艺复杂、性能难以兼顾的问题。本专利技术的技术方案如下：一种PLA环保复合膜，其中，包括聚乳酸基材和设置在聚乳酸基材上表面和下表面的石墨烯阻隔层。所述的PLA环保复合膜，其中，所述聚乳酸基材为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸中的一种或多种合成的聚乳酸薄膜。所述的PLA环保复合膜，其中，所述聚乳酸基材的厚度为10μm~1000μm。所述的PLA环保复合膜，其中，所述石墨烯阻隔层为添加有石墨烯或其衍生物的光固化涂层。所述的PLA环保复合膜，其中，所述石墨烯或其衍生物选自石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、功能化石墨烯、功能化氧化石墨烯、功能化还原氧化石墨烯中的一种或多种。所述的PLA环保复合膜，其中，所述光固化涂层中的光固化树脂选自聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。所述的PLA环保复合膜，其中，所述石墨烯阻隔层的厚度为0.1μm~300μm。一种PLA环保复合膜的制备方法，其中，包括步骤：A、将石墨烯或其衍生物分散于稀释剂中，并与光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料；B、将浆料涂布到聚乳酸基材的上表面和下表面，经过光固化后获得PLA环保复合膜。所述的PLA环保复合膜的制备方法，其中，所述步骤B中，将浆料采用滚涂、喷涂或者线棒涂覆的方式涂布在聚乳酸基材表面。所述的PLA环保复合膜的制备方法，其中，所述步骤B中，光固化的方式为紫外光固化或LED光固化。有益效果：本专利技术的PLA环保复合膜包括芯层和外层，芯层为聚乳酸基材，外层为石墨烯阻隔层。该PLA环保复合膜的阻隔性能优异，尤其是对水、氧气的阻隔性能较佳。同时，本专利技术的PLA环保复合膜，绿色环保、透明度高、表面光泽度高、表面可印刷、美观度优异，适用于高阻隔要求的食品、药品、电子器件等的包装。附图说明图1为本专利技术一种PLA环保复合膜较佳实施例的结构框图。图2为本专利技术一种PLA环保复合膜的制备方法较佳实施例的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种PLA环保复合膜及其制备方法，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。请参阅图1，图1为本专利技术一种PLA环保复合膜较佳实施例的结构示意图，如图1所示，其包括聚乳酸基材1和设置在聚乳酸基材1上表面和下表面的石墨烯阻隔层2。也就是受，本专利技术的PLA环保复合膜其包括芯层和外层，其中外层设置在芯层的上表面和下表面，芯层为聚乳酸基材1，外层为石墨烯阻隔层2。具体来说，所述的聚乳酸基材1为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸中的一种或多种合成的聚乳酸薄膜。在制备聚乳酸基材1时，以聚乳酸为主要原料，可加入增强剂等添加剂，再加入少量防潮剂、相容剂，通过流延法制备得到。所述聚乳酸基材1的厚度优选为10μm~1000μm，例如所述聚乳酸基材1的厚度为300μm。所述的石墨烯阻隔层2为添加有石墨烯或其衍生物的光固化涂层。即所述石墨烯阻隔层2是由光固化技术制备得到的涂层。所述石墨烯阻隔层2的厚度为0.1μm~300μm，例如为30μm。进一步，所述石墨烯或其衍生物选自石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、功能化石墨烯、功能化氧化石墨烯、功能化还原氧化石墨烯中的一种或多种。例如，所述石墨烯为十八烷基胺改性的还原氧化石墨烯。进一步，所述光固化涂层中的光固化树脂选自聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。本专利技术还提供一种PLA环保复合膜的制备方法较佳实施例，如图2所示，其包括步骤：S1、将石墨烯或其衍生物分散于稀释剂中，并与光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料；S2、将浆料涂布到聚乳酸基材的上表面和下表面，经过光固化后获得PLA环保复合膜。本专利技术的制备方法中，将石墨烯或其衍生物分散于稀释剂中，并和光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料；继而将浆料涂覆在聚乳酸基材的一面，经过光固化处理形成石墨烯阻隔层，然后将浆料再涂覆在聚乳酸基材的另一面，经过光固化处理形成石墨烯阻隔层，最终获得聚乳酸基材为芯层，石墨烯阻隔层分别在聚乳酸基材两面的复合膜。本专利技术的制备方法中，所述石墨烯阻隔层可采用滚涂、喷涂或者线棒涂覆的方式涂布在聚乳酸基材表面。即可采用喷涂或辊压方式将浆料涂覆在聚乳酸基材表面。另外，光固化的方式为紫外光固化或LED光固化。在一个较佳实施例中，所述石墨烯阻隔层的浆料是按照如下方式制得：首先氧化石墨烯功能化，然后还原功能化氧化石墨烯，随后功能化还原氧化石墨烯分散于稀释剂中，并和光固化树脂和光引发剂混合，制得浆料。实施例1一种PLA环保复合膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一：准备40μm厚的聚乳酸基材，氧化石墨烯，水性UV光固化树脂，光引发剂，助剂；称取0.3g氧化石墨烯（改进过的Hummer’S法制备），加入到盛有50mLNaOH溶液(0.05mol·L-1)的烧杯中，在磁力搅拌器上搅拌均匀，得到GO悬浮液。称取2.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PLA环保复合膜，其特征在于，包括聚乳酸基材和设置在聚乳酸基材上表面和下表面的石墨烯阻隔层。

【技术特征摘要】
1.一种PLA环保复合膜，其特征在于，包括聚乳酸基材和设置在聚乳酸基材上表面和下表面的石墨烯阻隔层。2.根据权利要求1所述的PLA环保复合膜，其特征在于，所述聚乳酸基材为L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸中的一种或多种合成的聚乳酸薄膜。3.根据权利要求1所述的PLA环保复合膜，其特征在于，所述聚乳酸基材的厚度为10μm~1000μm。4.根据权利要求1所述的PLA环保复合膜，其特征在于，所述石墨烯阻隔层为添加有石墨烯或其衍生物的光固化涂层。5.根据权利要求4所述的PLA环保复合膜，其特征在于，所述石墨烯或其衍生物选自石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、功能化石墨烯、功能化氧化石墨烯、功能化还原氧化石墨烯中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的PLA环保复合膜，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，江洪，陈寿，孙耀明，李明雨，
申请(专利权)人：深圳八六三计划材料表面技术研发中心，哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44