一种蒸煮包装膜及其制备方法技术

一种蒸煮包装膜，具有三层结构，分别为：外表层、中间层和热封层；其中所述中间层采用聚合物粘合剂，包括异氰酸酯、12‑羟基硬脂酸、聚乙烯醇、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、纳米填充剂形成的反应物，其中异氰酸酯、12‑羟基硬脂酸、聚乙烯醇的质量比为1:0.1‑0.5:0.1‑1.0，优选是1:0.1‑0.3:0.2‑0.5，所述环氧树脂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01‑0.1倍，甲基丙烯酸酯的用量是异氰酸酯加入量的0.2‑0.6，所述纳米填充剂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01‑0.05，外表层、中间层和热封层的厚度比例为外表层20‑50％，中间层10％‑30％，热封层10％‑40％。本发明专利技术所述包装膜可以耐130℃下蒸煮1h，不发生变形和分层，蒸煮后的剥离强度达到AD‑502/CAT‑10，可以适用于多种有机材料的粘合。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸煮包装膜及其制备方法
本专利技术涉及一种用于包装各种食品的可蒸煮包装膜，属于高分子材料领域。
技术介绍
所谓高温蒸煮是指在121～145℃高温和0.18～0.40MPa蒸汽压力下进行食品杀菌的加工工艺。高温蒸煮袋又称软罐头，由于体积小，重量轻，食用方便且集罐头容器和耐沸水塑料袋两者的优势于一体，是一种非常理想的包装容器，它由美国陆军Natick研究所最先开发成功，1969年成功应用于阿波罗宇航工程，同年日本东洋制罐公司也将其投放市场。蒸煮袋主要应用于肉制品行业，其市场前景十分广阔。通常在85℃的温度下，大部分致病菌都会被杀死，但有些病毒如肉毒杆菌等需要经过巴氏杀菌或100℃煮沸杀菌，甚至更高要求的高温（121℃）蒸煮或超高温（145℃）蒸煮。根据不同的要求，蒸煮袋主要分为四种：低温蒸煮袋：耐100℃（蒸煮40min）；中温蒸煮袋：耐121℃（蒸煮40min）；高温蒸煮袋：耐135℃（蒸煮30min）；超高温蒸煮袋：耐145℃（蒸煮数分钟）。这就要求不但用于制袋的薄膜要耐高温，而且要求胶粘剂也要耐高温，不能出现在高温下熔化或软化而产生离层脱胶的现象，否则蒸煮后容易发生薄膜间粘结强度下降、脱层等现象。CN102380998A公开了一种耐蒸煮聚偏二氯乙烯涂布薄膜及其制造方法，包括基材和基材表面的涂料层，涂料层与基材之间有底胶层，所述涂料层是由通过改性制得的耐蒸煮聚偏二氯乙烯乳胶涂覆在底胶层表面并烘干后形成的改性聚偏二氯乙烯涂层，所述耐蒸煮聚偏二氯乙烯乳胶由含有下述重量含量的原料配制成：聚偏二氯乙烯共混乳液25-95份，软化水0-70份、滑爽剂0-15份、防粘剂0.1-5份；所述聚偏二氯乙烯共混乳液由含有下述重量含量的原料配制成：聚偏二氯乙烯乳液88-98.5份、四乙烯五胺1.5-12份。这种涂布膜具有耐蒸煮、透明、环保、安全、无毒、成本低的优点。CN103802432A公开了一种透明高阻隔耐蒸煮易撕盖膜及其制备方法。耐蒸煮流延聚丙烯薄膜，依次包括电晕层、中间层和热封层，热封层包括96～97wt%的二元共聚聚丙烯、1.5～2.5wt%的无机抗粘剂和1～2wt%的滑爽剂，并通过三层共挤法制备。透明高阻隔耐蒸煮易撕盖膜，依次包括PET镀氧化硅薄膜层、聚酰胺薄膜层和耐蒸煮流延聚丙烯薄膜层，所述膜可耐受121℃、30分钟的水煮加热杀菌处理，且处理后保持外观平整，包装膜边不发生卷曲等现象。具有良好的微波透过性，可直接微波加热。
技术实现思路
普通的聚氨酯胶粘剂在高温下容易水解，剥离强度低，很容易引起薄膜脱落，为了提高其耐蒸煮性，可以通过改变软段聚酯和硬段部分的分子结构，引入耐湿热高温链段，改变交联剂品种，调整交联剂的密度，甚至采用高聚物的共混和形成互穿聚合物网络途径来解决。本专利技术的目的是解决现有技术中复合膜用粘合剂存在的耐高温性能不足，材料适应性较差的问题。本专利技术所述可蒸煮复合膜用粘合剂可以耐130℃下蒸煮1h，不发生变形和分层，蒸煮后的剥离强度达到AD-502/CAT-10的水平。本聚氨酯粘合剂具有良好的材料适应性，可以适用于聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等多种材料之间的粘合。并且不含溶剂，加热过程中不会分解，保证食品的安全。一种蒸煮包装膜，具有三层结构，分别为：外表层、中间层和热封层；其中所述中间层采用聚合物粘合剂，包括异氰酸酯、12-羟基硬脂酸、聚乙烯醇、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、纳米填充剂形成的反应物，其中异氰酸酯、12-羟基硬脂酸、聚乙烯醇的质量比为1:0.1-0.5:0.1-1.0，优选是1:0.1-0.3:0.2-0.5，所述环氧树脂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01-0.1倍，甲基丙烯酸酯的用量是异氰酸酯加入量的0.2-0.6，所述纳米填充剂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01-0.05，外表层、中间层和热封层的厚度比例为外表层20-50％，中间层10％-30％，热封层10％-40％。所述外表层是聚乙烯醇、脂肪族共聚酯、聚乙内脂和聚烯烃类中的一种或两种以上的组合；所述热封层是聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯中的一种。所述胺类化合物是乙二胺、己二胺、三乙胺、三乙烯四胺，优选是己二胺。所述聚乙烯醇的分子量是50000-150000，优选是100000-120000。所述纳米填充剂是粒径为10-500nm，优选是10-50nm，优选所述纳米填充剂是氧化铝、氧化钛、沸石、无定形硅铝中的一种；优选所述纳米填充剂负载了1-10wt%的胺类化合物。本专利技术的粘合剂，具有3-6N/15mm的剥离强度。所述聚合物粘合剂的制备方法，包括以下步骤：异氰酸酯加热到80-90℃，加入甲基丙烯酸酯，搅拌10-30min，然后加入聚乙烯醇和12-羟基硬脂酸，在100-110℃下反应1-5h，降温至85-95℃，加入环氧树脂和纳米填充剂，充分搅拌10-30min，制得所述聚合物粘合剂。所述蒸煮包装膜采用共挤流延法生产。聚氨酯中存在特殊的微相分离结构，在硬段结晶区和柔性非晶区中，往往会存在很多缺陷。加入少量丙烯酸酯溶胀于聚氨酯组分时，单体会渗透至聚氨酯网络的微晶结构或更大尺寸的微球结构的缺陷处进行弥补，出现“协同效应”而使材料强度增加；此外聚乙烯醇形成的分子长链和12-羟基硬脂酸发生反应，形成聚氨酯外另一网格结构，环氧树脂将这两种网格结构交联在一起，加入的纳米填充物弥补了形成的孔洞，本专利技术所述粘合剂具有较强的拉伸强度，各种分子链段在一定程度上相互缠结，牵制了分子链间的相对滑移，使微相分离程度降低，聚合物的形变能力受到限制，胶膜的断裂伸长率下降，对于各种聚高分子聚合物具有很好的相容性和粘性，经过产品加热挤压，可以很好的与其他材料作用。实施例实施例1聚合物粘合剂的组成，包括以下重量份的原料，10份异氰酸酯、2份12-羟基硬脂酸、3份聚乙烯醇、2份甲基丙烯酸酯、0.5份环氧树脂、0.3份负载5wt%己二胺的纳米氧化铝；聚合物粘合剂的制备，异氰酸酯加热到80℃，加入甲基丙烯酸酯，搅拌10min，然后加入聚乙烯醇和12-羟基硬脂酸，在105℃下反应1h，降温至95℃，加入环氧树脂和纳米氧化铝，充分搅拌30min，制得所述粘合剂。外表层采用嵌段聚丙烯，厚度占30%，热封层采用茂金属聚丙烯，厚度占40%，其余为聚合物粘合剂组成的中间层。实施例2聚合物粘合剂的组成，包括以下重量份的原料，10份异氰酸酯、3份12-羟基硬脂酸、5份聚乙烯醇、5份甲基丙烯酸酯、1份环氧树脂、0.5份纳米氧化钛；聚合物粘合剂的制备，异氰酸酯加热到90℃，加入甲基丙烯酸酯，搅拌30min，然后加入聚乙烯醇和12-羟基硬脂酸，在100℃下反应2h，降温至90℃，加入环氧树脂和纳米氧化铝，充分搅拌30min，制得所述粘合剂。外表层采用嵌段聚丙烯，厚度占40%，热封层采用茂金属聚丙烯，厚度占40%，其余为聚合物粘合剂组成的中间层。对比例1聚合物粘合剂的组成，包括以下重量份的原料，10份异氰酸酯、2份12-羟基硬脂酸、3份聚乙烯醇、2份甲基丙烯酸酯、0.5份环氧树脂；聚合物粘合剂的制备，异氰酸酯加热到80℃，加入甲基丙烯酸酯，搅拌10min，然后加入聚乙烯醇和12-羟基硬脂酸，在105℃下反应1h，降温至95℃，加入环氧树脂充分搅拌30min，制得所述粘合剂。外表层采用嵌段聚丙烯，厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸煮包装膜，具有三层结构，分别为：外表层、中间层和热封层；其中所述中间层采用聚合物粘合剂，包括异氰酸酯、12‑羟基硬脂酸、聚乙烯醇、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、纳米填充剂形成的反应物，其中异氰酸酯、12‑羟基硬脂酸、聚乙烯醇的质量比为1:0.1‑0.5:0.1‑1.0，优选是1:0.1‑0.3:0.2‑0.5，所述环氧树脂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01‑0.1倍，甲基丙烯酸酯的用量是异氰酸酯加入量的0.2‑0.6，所述纳米填充剂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01‑0.05，外表层、中间层和热封层的厚度比例为外表层20‑50％， 中间层10％‑30％，热封层10％‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种蒸煮包装膜，具有三层结构，分别为：外表层、中间层和热封层；其中所述中间层采用聚合物粘合剂，包括异氰酸酯、12-羟基硬脂酸、聚乙烯醇、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、纳米填充剂形成的反应物，其中异氰酸酯、12-羟基硬脂酸、聚乙烯醇的质量比为1:0.1-0.5:0.1-1.0，优选是1:0.1-0.3:0.2-0.5，所述环氧树脂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01-0.1倍，甲基丙烯酸酯的用量是异氰酸酯加入量的0.2-0.6，所述纳米填充剂的加入量为异氰酸酯加入量的0.01-0.05，外表层、中间层和热封层的厚度比例为外表层20-50％，中间层10％-30％，热封层10％-40％。2.根据权利要求1所述的包装膜，其特征在于所述外表层是聚乙烯醇、脂肪族共聚酯、聚乙内脂和聚烯烃类中的一种或两种以上的组合；所述热封层是聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯中的一种。3.根据权利要求1所述的包装膜，其特征在于所述胺类化合物是乙二胺、己二胺、三乙胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震，尹强，
申请(专利权)人：山东中塑泰富科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37