一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用，所述膜材依次包含第一PLA层、胶水层和第二PLA层，其中所述胶水层至少包括以下组分：甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管。所述膜材的制备方法为：在第一PLA薄膜层上涂布胶水；然后依次经过7个温度段烘烤，制得含胶水层的PLA薄膜；再在其表面附上第二PLA薄膜层，压合，制得所述膜材。本发明专利技术通过胶水和PLA薄膜的组合使用，以及特定的制备方法，使得制得的膜材不仅可降解，而且机械性能好，可代替传统的PET膜和PP膜在食品包装或电子产品保护方面的应用。方面的应用。方面的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于环保材料
，具体涉及一种可降解的环保膜材、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]包装膜材或保护膜材在日常生活中普遍使用。例如日常生活中将包装膜材应用在食品包装、鲜花包装，还有将保护膜材大量应用在电子产品上，例如作为手机的保护膜。传统上使用机械性能好的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜和PP (聚丙烯)膜作为包装膜材或保护膜材，然而，随着人们生活水平的提高，为了追求便利，大量使用无法自然降解的PET膜和PP膜进一步导致了严重的健康和环境问题，因为这些膜材本身会释放有害气体，密封袋中长期积聚，浓度随密封时间增加而升高，致使袋中食物受到不同程度的污染，大量使用的PET膜和PP膜在自然界中难以自然降解，对土壤和水源造成严重的污染，直接焚烧则更会造成大气污染，破坏自然界的生态平衡。
[0003]人们开始尝试用一些可降解的膜材作为包装膜材或保护膜材使用，例如使用 PLA(聚乳酸)又称“玉米纤维”，是以玉米、小麦等谷物为原料，经过发酵形成乳酸，而后经聚合制得的，然而，聚乳酸纤维本身存在韧性差、抗冲击强度低等缺点，严重阻碍了聚乳酸纤维应用范围的进一步扩大。现有技术曾采用加入一些无机粉体材料以期增加PLA的韧性和强度，但带来了粉体极易团聚引发的分散性不佳的问题，以及无机粉体与属于有机物的PLA基体材料之间的相容性极差的问题。PLA这种自身机械性能较差的固有缺陷，往往不能直接使用PLA来包装食品或作为电子产品的保护膜，导致PLA的应用受到一定的限制。/>[0004]因此，急需提供一种不仅可降解而且机械性能好的膜材，用该膜材代替现有的PET膜和PP膜，可达到健康环保的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种可降解的环保膜材，所述环保膜材不仅可降解，而且机械性能好，可代替传统的PET膜和PP膜在食品包装或电子产品保护方面的应用，而且所述环保膜材还可以二次加工回收利用，大大提高膜材的使用价值。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供这种可降解的环保膜材的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供这种可降解的环保膜材的用途。
[0008]为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0009]一种可降解的环保膜材，所述膜材依次包含至少一层的第一PLA层、胶水层和第二PLA层；其中，所述胶水层至少包括以下组分：甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管。
[0010]在一个优选的实施方案中，所述膜材依次包含一层的第一PLA层、胶水层和第二PLA层；所述胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24-27份、乙酸乙酯27-32 份、亚克力树脂44-46份、碳纳米管0.1-1份。
[0011]在一个优选的实施方案中，所述碳纳米管为壳聚糖改性的碳纳米管，所述碳纳米管的粒度大小为150nm-500nm；优选为150-300nm。
[0012]在一个具体的实施方案中，所述壳聚糖改性的碳纳米管的制备步骤如下：
[0013](1)向体积比为2-3:1的浓硫酸和浓硝酸混合溶剂中，加入碳纳米管，超声分散均匀后，加热至45-60℃，反应4-8h，过滤、洗涤并干燥，制备得到羧基化碳纳米管；
[0014](2)向乙醇溶剂中加入羧基化碳纳米管，超声分散均匀后加入氯化亚砜，加热至60-90℃，反应10-18h，过滤、洗涤并干燥，制备得到酰氯碳纳米管；
[0015](3)向乙醇溶剂中加入壳聚糖，缓慢滴加冰醋酸，直至壳聚糖溶解，再加入酰氯碳纳米管，加热至70-90℃，反应15-25h，除去溶剂、洗涤并干燥，制备得到壳聚糖改性的碳纳米管。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述胶水层由胶水固化得到；所述胶水的制备方法为：将一定重量份的甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在一定压力下进行过滤、静置，制得所述胶水。
[0017]在一个优选的实施方案中，所述胶水制备过程中过滤的压力为2-3.5公斤；所述过滤用滤芯的孔径为0.05-0.15μm；所述胶水的固含量为29-31％。
[0018]在一个具体的实施方案中，所述膜材的第一PLA层和第二PLA层相同，所述 PLA层的厚度为0.01-0.1mm；所述膜材的厚度为0.02-0.25mm。
[0019]本专利技术的另一方面，前述可降解的环保膜材的制备方法，包括以下步骤：
[0020](1)涂布：在第一PLA薄膜层上涂布所述胶水，备用；
[0021](2)烘烤：将经过步骤(1)处理过的PLA薄膜层进行烘烤，烘烤的过程依次经过7个温度段，7个温度段依次为80
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5℃、90
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5℃、110
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5℃、120
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5℃、100
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5℃、 90
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5℃、60
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5℃，PLA薄膜在每个温度段停留的时间为5-10秒，制得含有胶水层的PLA薄膜；
[0022](3)压合：将步骤(2)中制得的含胶水层的PLA薄膜的胶水层表面附上一层第二PLA薄膜层，然后压合，制得所述膜材。
[0023]在一个具体的实施方案中，所述步骤(1)中胶水的涂布量为0.1g-15g/cm2；所述步骤(2)中烘烤的具体过程为：将经过步骤(1)处理过的PLA薄膜依次通过7个烘箱，7个烘箱的温度依次为80
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5℃、90
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5℃，每个烘箱的长度为3-5米，PLA薄膜以30
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3米/分钟的速度依次通过7个烘箱。
[0024]在一个具体的实施方案中，所述步骤(3)中所述压合的压力为2.5-3.5公斤；优选地，步骤(3)中在胶水层表面附上一层PLA薄膜之前，先对PLA薄膜进行电晕处理，电晕处理的功率为3.0-4.0kW，处理的时间为1-30秒。
[0025]本专利技术的再一方面，前述的环保膜材在食品包装或电子产品保护膜领域中的应用。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0027](1)本专利技术所述可降解的环保膜材通过一种特定的可降解胶水和PLA薄膜的组合使用，使得最终压合制得的膜材在自然环境下可降解，对土壤、水和空气没有污染、十分环保。
[0028](2)本专利技术通过引入一层胶水层，胶水层中含有碳纳米管，优选是壳聚糖改性的碳纳米管，使得制得的环保膜材机械性能好，例如抗拉伸强度高，还不存在分散不佳、相容性
差的问题，解决了PLA薄膜大范围推广应用的瓶颈问题。
[0029](3)本专利技术所述可降解的环保膜材的制备方法中，采用7个特定的温度段烘烤以及烘烤时间的选择，使得胶水固化，特别是加入了壳聚糖改性的碳纳米管，其中的胶水层在壳聚糖的亲水性作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解的环保膜材，其特征在于，所述膜材依次包含至少一层的第一PLA层、胶水层和第二PLA层；其中，所述胶水层至少包括以下组分：甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管；优选地，所述胶水层中，按重量份数计，包括甲苯24-27份、乙酸乙酯27-32份、亚克力树脂44-46份、碳纳米管0.1-1份。2.根据权利要求1所述的环保膜材，其特征在于，所述碳纳米管为壳聚糖改性的碳纳米管，所述碳纳米管的粒度大小为150nm-500nm。3.根据权利要求2所述的环保膜材，其特征在于，所述壳聚糖改性的碳纳米管的制备步骤如下：(1)向体积比为2-3:1的浓硫酸和浓硝酸混合溶剂中，加入碳纳米管，超声分散均匀后，加热至45-60℃，反应4-8h，过滤、洗涤并干燥，制备得到羧基化碳纳米管；(2)向乙醇溶剂中加入羧基化碳纳米管，超声分散均匀后加入氯化亚砜，加热至60-90℃，反应10-18h，过滤、洗涤并干燥，制备得到酰氯碳纳米管；(3)向乙醇溶剂中加入壳聚糖，缓慢滴加冰醋酸，直至壳聚糖溶解，再加入酰氯碳纳米管，加热至70-90℃，反应15-25h，除去溶剂、洗涤并干燥，制备得到壳聚糖改性的碳纳米管。4.根据权利要求1或2所述的环保膜材，其特征在于，所述胶水层由胶水固化得到；所述胶水的制备方法为：将一定重量份的甲苯、乙酸乙酯、亚克力树脂、碳纳米管混合，然后在一定压力下进行过滤、静置，制得所述胶水；优选地，所述压力为2-3.5公斤；所述过滤用滤芯的孔径为0.05-0.15μm；所述胶水的固含量为29-31％。5.根据权利要求1或2所述的环保膜材，其特征在于，所述第一PLA层和第二PLA层相同，所述PLA层的厚度为0.01-0.1mm；所述膜材的厚度为0.02-0.25mm。6.权利要求1-5中任一项所述可降解的环保膜材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)涂布：在第一PLA薄膜层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：高淼，
申请(专利权)人：深圳市鼎通新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：