一种透明的超高阻隔复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明的超高阻隔复合薄膜及其制备方法。本发明专利技术多层共挤挤出工艺结合电晕处理制备基材层，再进行蒸镀增强涂布、无机氧化物蒸镀和保护层的表涂，制备得到超高阻隔复合薄膜。该超高阻隔复合薄膜依次设置有涂布保护层、无机氧化物蒸镀阻隔层、蒸镀增强层和基材层；所述基材层为多层共挤双向拉伸聚酰胺薄膜，依次设置有上表层、第一次表层、中间层、第二次表层和下表层；所述上表层为经过电晕处理的双向拉伸聚酰胺膜层，与蒸镀增强层复合；所述中间层为EVOH层；所述下表层为抗粘连爽滑层。该超高阻隔复合薄膜透明、可水煮蒸煮和微波加热，且对氧气、水蒸汽具有极佳的阻隔性和优良的气味阻隔性，特别适合各种高档包装领域。

【技术实现步骤摘要】
一种透明的超高阻隔复合薄膜及其制备方法
本专利技术属于软包装薄膜
，具体涉及一种透明的超高阻隔复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
食品、药品和电子元器件等在氧气和水分的条件下容易发生变质腐败或者失效。使用具有高阻隔性的包装材料进行包装不仅美观，而且可以有效保护产品，是解决这一问题的关键所在。目前市场上常用的高阻隔包装材料有铝箔、真空镀铝膜、EVOH、PVA和PVDC等。这些材料的阻隔性能都不错，但都有自己明显的缺陷。如铝箔的延展性差，容易形成针孔导致阻隔性能下降；真空镀铝膜的附着力不好，不耐蒸煮；且铝箔和真空镀铝膜不透明，无法看见包装内容物，同时都不能微波加热，限制了其使用。EVOH和PVA的阻隔性能受外界湿度环境的影响很大，在高温高湿环境下其阻隔性能严重下降。PVDC涂布薄膜外观颜色偏黄，且其在后续焚烧处理过程中会产生致癌物质二噁英，受到环保人员的反对，欧美等国已经开始限制其使用。近年来，也出现一些蒸镀氧化物的薄膜，即把基材薄膜经过一些简单处理，如电晕处理、火焰理处、等离子处理等，就直接进行无机氧化物的蒸镀，这样，导致基材层与无机氧化物蒸镀层之间的结合力不够，容易在后续使用中脱落，从而降低薄膜的阻隔性能。如公开号为CN108570644A的《一种镀氧化铝的高阻隔薄膜及其制备方法》，直接把基材薄膜放卷，抽真空后进行蒸镀，得到蒸镀氧化物薄膜。在后续的使用中，由于蒸镀层与基材薄膜之间的结合力不足且没有保护涂层，蒸镀层在后续使用中受到牵伸或摩擦，容易使蒸镀层出现裂缝或脱落，导致包装材料阻隔性能下降。r>为了降低蒸镀层的脱落，下游客户提出在使用时，把含有蒸镀无机氧化物的薄膜与其它材料进行复合，然后再使用。该方式在一定程度上降低了蒸镀层的脱落，但却严重的限制了其使用范围，也无法从根源上消除蒸镀层与基材薄膜之间结合力不足的问题。因此，如何获得一种与基材层具有良好结合力的高阻隔无机氧化物蒸镀薄膜包装材料，使其阻隔性能不因结合力不足导致蒸镀层脱落，成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种透明的超高阻隔复合薄膜及其制备方法，解决了上述
技术介绍
中的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种透明的超高阻隔复合薄膜，依次设置有涂布保护层、无机氧化物蒸镀阻隔层、蒸镀增强层和基材层；所述基材层为五层共挤双向拉伸聚酰胺薄膜，依次设置为上表层、第一次表层、中间层、第二次表层和下表层；所述上表层为经过电晕处理的双向拉伸聚酰胺膜层，与蒸镀增强层复合；所述中间层为EVOH层；所述下表层为抗粘连爽滑层。其中，涂布保护层具备一定的氧气阻隔性，同时更重要的是还可以很好的保护无机氧化物蒸镀阻隔层，避免其破坏而导致阻隔性下降。无机氧化物蒸镀阻隔层可以提供极其优异的阻氧、阻水和有机气味阻隔性能，同时无机氧化物蒸镀层的引入不影响薄膜的透明性。蒸镀增强层使基材层与无机氧化物蒸镀层之间拥有极佳的层间结合力，避免了因附着力不佳导致阻隔性能下降。基材层不仅提供优异的力学性能和耐穿刺性能，而且还提供了阻隔性和良好的加工性能。该薄膜各功能层相互配合，提供一种阻隔性好(氧气阻隔性、水蒸汽阻隔性和有机气味阻隔性)、可高温蒸煮、透明和可微波加热的双向拉伸聚酰胺薄膜，应用于各种包装领域。在本专利技术一较佳实施例中，所述涂布保护层由固含量为2％～20％的水性自粘PVA涂布液涂布而成，所述水性自粘PVA涂布液按质量份包括如下组分：聚乙烯醇5.0～30.0份、黏结剂2.0～10.0份、分散剂0.01～0.50份、偶联剂0.1～0.5份、粘度调节剂0.02～2.0份、消泡剂0.01～1.0份、耐水改性剂0.1～1.0份、交联剂1.0～6.0份、去离子水48.7～91.6份。在本专利技术一较佳实施例中，所述水性自粘PVA涂布液按质量份还包括爽滑剂0.02～0.15份、开口剂0.05～0.15份。其中，所述聚乙烯醇的分子量为15000～70000，醇解度为50.0～99.9％；所述黏结剂为丙烯酸、水性聚氨脂树脂中的一种或两种；所述分散剂为SiO2溶胶、表面活性剂(如多支链醇改性表面活性剂或四甲基癸炔二醇)以及高分子分散剂(如阳离子聚电解质或者阴离子聚电解质)中的一种或多种组成；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、氨基硅烷、醇胺钛酸酯、乙烯基硅烷中的一种或多种组成；所述粘度调节剂为低分子量羧酸、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺中的一种或多种组成；所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的一种或多种组成；所述耐水改性剂为纳米氧化铝溶胶；所述交联剂为水溶性高亚氨基甲基化三聚氰胺树脂、N-羟甲基丙烯酰胺、乙二醛、氧氯化锆中的一种或多种组成；所述爽滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸酰胺、乙基双硬脂酰胺、硅酮粉中的一种或几种组成；所述开口剂为碳酸镁、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸钡、硅藻土、二氧化钛、高岭土中的一种或几种组成。在本专利技术一较佳实施例中，所述无机氧化物蒸镀阻隔层的无机氧化物为氧化铝、氧化硅、氮化硼、氧化镁、氧化钛中的一种或几种。在本专利技术一较佳实施例中，所述蒸镀增强层由固含量为2％～20％的蒸镀增强层涂布液涂布而成，所述蒸镀增强层涂布液按质量份包括如下组分：水性聚氨脂树脂5.0～25.0份、丙烯酸1.0～10.0份、丙烯酰胺1.0～5.0份、分散剂0.5～1.5份、粘度调节剂0.5～2.0份、消泡剂0.5～2.0份、交联剂0.5～10.0份、去离子水44.5～91.0份。其中，所述分散剂为表面活性剂(如多支链醇改性表面活性剂或四甲基癸炔二醇)中的一种或多种组成；所述粘度调节剂为低分子量羧酸、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺中的一种或多种组成；所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的一种或多种组成；所述交联剂为氨基磺酸盐改性异氰酸酯三聚体、水性封闭型异氰酸酯交联剂、六甲氧基甲基三聚氰胺、水溶性甲醚化三聚氰胺树脂、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种组成。在本专利技术一较佳实施例中，所述基材层中的聚酰胺为PA6、PA66、PA6-PA66共聚物、MXD6、PA46、PA1010、PA1212、PA11、PA12中的一种或几种的组合。在本专利技术一较佳实施例中，所述中间层中的EVOH树脂的VA含量≤32％。在本专利技术一较佳实施例中，所述涂布保护层的厚度为0.5～5μm；所述无机氧化物蒸镀阻隔层的厚度为5～100nm；所述蒸镀增强层的厚度为0.5～5μm；所述基材层的厚度为10～60μm；其中，上表层和下表层的厚度均为1～4μm；中间层的厚度为1～10μm。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之二是：提供了上述一种透明的超高阻隔复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)基材层的制备：S1、将所有原料按配方比例通过各自的挤出机熔融塑化挤出并经过衣架式模头流出，各区域的温度设置在230～280℃；S2、采用低压气刀将熔体贴附在冷鼓上形成厚片，其中厚片的厚度为100～450μm，冷鼓的温度为12～38℃；...

【技术保护点】
1.一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：依次设置有涂布保护层、无机氧化物蒸镀阻隔层、蒸镀增强层和基材层；/n所述基材层为五层共挤双向拉伸聚酰胺薄膜，依次设置为上表层、第一次表层、中间层、第二次表层和下表层；所述上表层为经过电晕处理的双向拉伸聚酰胺膜层，与蒸镀增强层复合；所述中间层为EVOH层；所述下表层为抗粘连爽滑层。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：依次设置有涂布保护层、无机氧化物蒸镀阻隔层、蒸镀增强层和基材层；
所述基材层为五层共挤双向拉伸聚酰胺薄膜，依次设置为上表层、第一次表层、中间层、第二次表层和下表层；所述上表层为经过电晕处理的双向拉伸聚酰胺膜层，与蒸镀增强层复合；所述中间层为EVOH层；所述下表层为抗粘连爽滑层。


2.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述涂布保护层由固含量为2％～20％的水性自粘PVA涂布液涂布而成，所述水性自粘PVA涂布液按质量份包括如下组分：
聚乙烯醇5.0～30.0份、黏结剂2.0～10.0份、分散剂0.01～0.50份、偶联剂0.1～0.5份、粘度调节剂0.02～2.0份、消泡剂0.01～1.0份、耐水改性剂0.1～1.0份、交联剂1.0～6.0份、去离子水48.7～91.6份。


3.根据权利要求2所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述水性自粘PVA涂布液按质量份还包括爽滑剂0.02～0.15份、开口剂0.05～0.15份。


4.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述无机氧化物蒸镀阻隔层的无机氧化物为氧化铝、氧化硅、氮化硼、氧化镁、氧化钛中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述蒸镀增强层由固含量为2％～20％的蒸镀增强层涂布液涂布而成，所述蒸镀增强层涂布液按质量份包括如下组分：
水性聚氨脂树脂5.0～25.0份、丙烯酸1.0～10.0份、丙烯酰胺1.0～5.0份、分散剂0.5～1.5份、粘度调节剂0.5～2.0份、消泡剂0.5～2.0份、交联剂0.5～10.0份、去离子水44.5～91.0份。


6.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述基材层中的聚酰胺为PA6、PA66、PA6-PA66共聚物、MXD6、PA46、PA1010、PA1212、PA11、PA12中的一种或几种的组合。


7.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述中间层中的EVOH树脂的VA含量≤32％。


8.根据权利要求1所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜，其特征在于：所述涂布保护层的厚度为0.5～5μm；所述无机氧化物蒸镀阻隔层的厚度为5～100nm；所述蒸镀增强层的厚度为0.5～5μm；所述基材层的厚度为10～60μm；其中，上表层和下表层的厚度均为1～4μm；中间层的厚度为1～10μm。


9.如权利要求1～8任一项所述的一种透明的超高阻隔复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)基材层的制备：
S1、将所有原料按配方比例通过各自的挤出机熔融塑化挤出并经过衣架式模头流出，各区域的温度设置在230～280℃；
S2、采用低压气刀将熔体贴附在冷鼓上形成厚片，其中厚片的厚度为100～450μm，冷鼓的温度为12～38℃；
S3、将厚片加热后采用磁悬浮双向拉伸机进行同步拉伸，其中拉伸温度为170～200℃，拉伸倍率为2.8*2.8～3.4*3.4；
S4、将拉伸后的薄膜进行热定型处理，其中定型温度为170～215℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖贵何，陈曦，李智尧，贾露，林新土，刘运锦，郑伟，
申请(专利权)人：厦门长塑实业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35