具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法，涉及包装膜材料技术领域。本发明专利技术提供的一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法，采用聚合物组分与聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯、防水防油剂共同溶于溶剂后进行静电纺丝，将得到的静电纺纤维膜再进行热诱导，使纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯发生交联反应，进而改变纤维膜的内部结构，从而使得制备得到高强韧包装膜材料的力学性能获得增强的同时，材料还可兼具防水、防油、透气的特点。本发明专利技术可解决食品包装膜力学性能较差，透气性能低的技术问题，达到在提高食品包装膜材料强度和韧性的同时，改善透气性的技术效果。

Packaging film material with waterproof, oil-proof and air permeability and its preparation method

The invention discloses a packaging film material with waterproof, oil-proof and air permeability and a preparation method thereof, which relates to the technical field of packaging film material. The present invention provides a packaging film material with water-proof, oil-proof and air permeability and its preparation method. Polymer components, polyvinyl butyral, blocked isocyanate and water-proof and oil-proof agent are dissolved in solvents and electrospun. The electrospun fiber film is then thermally induced to produce polyvinyl butyral and blocked isocyanate in the fiber film. The cross-linking reaction can change the internal structure of the fiber film, so that the mechanical properties of the prepared high strength and toughness packaging film material can be enhanced. At the same time, the material can also have the characteristics of waterproof, oil-proof and air permeability. The invention can solve the technical problems of poor mechanical properties and low air permeability of food packaging film, and achieve the technical effect of improving air permeability while improving the strength and toughness of food packaging film material.

【技术实现步骤摘要】
具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法
本专利技术涉及包装膜材料
，特别涉及一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法。
技术介绍
食品的包装膜材料在食品的运输和贮藏中尤为重要，它可以最大程度阻隔外界环境，抵抗微生物的入侵，从而保证食品的品质。目前，市场上普遍使用的包装膜主要是聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜，这些塑料膜的降解困难带来的“白色污染”问题已经严重威胁到自然环境，日益成为世界公害。人们希望使用的包装膜材料在保证安全性的基础上具有优良的环保性，同时还能具备较高的使用性能。现有技术采用聚乳酸、聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯等高分子材料作为聚合物原料，通过静电纺丝技术制备生物可降解的纤维膜包装材料，用其来替代传统聚乙烯薄膜能够有效缓解“白色污染”问题，在可降解食品包装材质中具有广泛的发展前景。如Vega-Lugo等（Vega-LugoAC,LimLT;FoodResearchInternational,2009,42(8):933-940.）利用大豆分离蛋白或聚乳酸制备的纤维乳液，与天然活性物质人造芥子油混合，在β-环糊精的复合作用下形成的纳米纤维，在聚乳酸铸型薄膜上沉积，可得到双层膜的新型食品包装材料，但其制备过程较为复杂；王雪芳等（王雪芳,王鸿博,傅佳佳;食品工业科技,2014,35(20):366-368+387）制备了聚乳酸/TiO2静电纺纳米纤维膜，能够在一定程度上降低草莓的重量损失和腐烂指数，从而延长草莓的贮藏期限。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：现有技术提供的聚乳酸、聚己内酯等可降解聚合物作为食品包装膜材料虽然能够有效缓解传统聚乙烯薄膜的环境污染问题，但其本身结构上的缺陷导致其静电纺纤维膜材料强度低、韧性差、疏水性差，从而使得食品包装膜材料的力学性能较差，易被外力损坏；此外，食品包装膜的透气性也较低，使得其在包装加热食物时，食品包装膜内部沾染大量水蒸汽，容易影响食品口感并加剧微生物滋长。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法，本专利技术通过采用聚乳酸、聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯、聚3-羟基烷酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种与聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯、防水防油剂共同溶于溶剂后进行静电纺丝，将得到的静电纺纤维膜再进行热诱导使纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯发生交联反应，从而使得防水防油的静电纺纤维膜的力学性能获得增强，透气性能得到改善，实现对食品包装膜材料的改良。本专利技术的技术方案如下：根据本专利技术实施例的第一个方面，提供一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括：将聚合物组分和交联剂组分加至溶剂中机械搅拌5-12h，得到聚合物/交联剂溶液，再将防水防油剂加至所述聚合物/交联剂溶液中机械搅拌5-12h后，超声处理2-12h，得到均相的静电纺丝溶液，所述聚合物组分为聚乳酸、聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯、聚3-羟基烷酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种，所述交联剂组分为聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯；将所述静电纺丝溶液送入静电纺丝装置进行静电纺丝，制备得到静电纺纤维膜，静电纺丝工序采用的工作参数包括：纺丝电压为10~50kV，接收距离为5~50cm，环境温度为10~40℃，相对湿度为10~60%；将所述静电纺纤维膜送入热诱导交联装置进行热诱导1-2h，使得所述静电纺纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛受热熔融并与封闭型异氰酸酯产生交联反应，制备得到具有防水、防油、透气性能的高强韧包装膜材料。在一个优选的实施例中，所述热诱导交联装置的热诱导方式为微波加热、远红外加热与蒸汽加热中的一种。在一个优选的实施例中，所述防水防油剂为低碳含氟聚合物、超支化树状大分子聚合物中的至少一种。在一个优选的实施例中，所述防水防油剂的含量为所述静电纺丝溶液的1~15wt%。在一个优选的实施例中，所述聚合物组分的含量为所述静电纺丝溶液的5~40wt%。在一个优选的实施例中，所述交联剂组分的含量为所述静电纺丝溶液的0.1~20wt%。在一个优选的实施例中，所述溶剂为丙酮、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环己酮中的至少一种。根据本专利技术实施例的第二个方面，提供一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料，其特征在于，所述包装膜材料由上述示出的任意一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料的制备方法制备得到，所述包装膜材料由聚合物组分、交联剂组分和防水防油剂溶于溶剂后形成的静电纺丝溶液经过静电纺丝形成静电纺纤维膜后，经热诱导工序将静电纺纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛受热熔融并与封闭型异氰酸酯产生交联反应制备得到。与现有技术相比，本专利技术提供的一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法具有以下优点：本专利技术提供的一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料及其制备方法，针对可降解聚合物直接进行静电纺丝制备得到的食品包装膜力学性能较差，透气性能低的技术问题，采用聚合物组分与聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯、防水防油剂共同溶于溶剂后进行静电纺丝，将得到的静电纺纤维膜再进行热诱导，使纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯发生交联反应，进而改变纤维膜的内部结构，从而使得制备得到高强韧包装膜材料的力学性能获得增强的同时，透气性能得到改善。本专利技术可解决食品包装膜力学性能较差，透气性能极低的技术问题，达到提高食品包装膜材料强度和韧性的同时，改善透气性的技术效果。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料的制备方法的方法流程图。图2是根据一示例性实施例示出的一种聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯的交联反应方程式示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本专利技术通过将聚合物组分与聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯、防水防油剂共同溶于溶剂后进行静电纺丝，将得到的静电纺纤维膜再进行热诱导，使纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯发生交联反应制备得到具有防水、防油、透气性能的包装膜材料，该包装膜材料在具备优秀防水、防油、透气性能的同时，还兼具力学性能优秀等优点，本专利技术通过以下技术方案实现：图1是根据一示例性实施例示出的一种食品包装膜材料的制备方法的方法流程图，如图1所示，该方法包括：步骤101：将聚合物组分和交联剂组分加至溶剂中机械搅拌5-12h，得到聚合物/交联剂溶液，再将防水防油剂加至所述聚合物/交联剂溶液中机械搅拌5-12h后，超声处理2-12h，得到均相的静电纺丝溶液，所述聚合物组分为聚乳酸、聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯、聚3-羟基烷酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种，所述交联剂组分为聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯。步骤102：将所述静电纺丝溶液送入静电纺丝装置进行静电纺丝，制备得到静电纺纤维膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将聚合物组分和交联剂组分加至溶剂中机械搅拌5‑12h，得到聚合物/交联剂溶液，再将防水防油剂加至所述聚合物/交联剂溶液中机械搅拌5‑12h后，超声处理2‑12h，得到均相的静电纺丝溶液，所述聚合物组分为聚乳酸、聚乳酸‑聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯、聚3‑羟基烷酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种，所述交联剂组分为聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯；将所述静电纺丝溶液送入静电纺丝装置进行静电纺丝，制备得到静电纺纤维膜，静电纺丝工序采用的工作参数包括：纺丝电压为10~50kV，接收距离为5~50cm，环境温度为10~40℃，相对湿度为10~60%；将所述静电纺纤维膜送入热诱导交联装置进行热诱导1‑2h，使得所述静电纺纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛受热熔融并与封闭型异氰酸酯产生交联反应，制备得到具有防水、防油、透气性能的高强韧包装膜材料。

【技术特征摘要】
1.一种具有防水、防油、透气性能的包装膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将聚合物组分和交联剂组分加至溶剂中机械搅拌5-12h，得到聚合物/交联剂溶液，再将防水防油剂加至所述聚合物/交联剂溶液中机械搅拌5-12h后，超声处理2-12h，得到均相的静电纺丝溶液，所述聚合物组分为聚乳酸、聚乳酸-聚己内酯嵌段共聚物、聚己内酯、聚3-羟基烷酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种，所述交联剂组分为聚乙烯醇缩丁醛和封闭型异氰酸酯；将所述静电纺丝溶液送入静电纺丝装置进行静电纺丝，制备得到静电纺纤维膜，静电纺丝工序采用的工作参数包括：纺丝电压为10~50kV，接收距离为5~50cm，环境温度为10~40℃，相对湿度为10~60%；将所述静电纺纤维膜送入热诱导交联装置进行热诱导1-2h，使得所述静电纺纤维膜中的聚乙烯醇缩丁醛受热熔融并与封闭型异氰酸酯产生交联反应，制备得到具有防水、防油、透气性能的高强韧包装膜材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热诱导交联装置的热诱导方式为微波加热、远红外加热与蒸汽加热中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：生俊露，翟云云，颜志勇，姚勇波，李喆，许志，李海东，易洪雷，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33