一种透明高阻隔薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明高阻隔薄膜及其制备方法。包括镀氧化铝薄膜以及镀氧化铝薄膜一面或两面的第二保护涂布层；所述第二保护涂布层由第二保护涂布液涂覆在镀氧化铝薄膜表面烘干得到；所述镀氧化铝薄膜与第二保护涂布液之间还有一层由第一保护涂布液烘干得到的第一保护涂布层；本发明专利技术制得的第一保护涂布液、第二保护涂布液对透明高阻隔氧化铝薄膜涂布后，形成的涂层除了能对镀氧化铝层起保护作用外，还不影响薄膜的透明性能、印刷性能。经过测试发现，本发明专利技术制得的镀氧化铝薄膜阻隔性能、力学性能均得到了显著提升。本发明专利技术制得的第一保护涂布液、第二保护涂布液所用原材料市场易得，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种透明高阻隔薄膜及其制备方法
本专利技术涉及薄膜
，具体为一种透明高阻隔薄膜及其制备方法。
技术介绍
随着我国人民生活水平的不断提高,食品安全已提升至国家安全战略层面,推动着包装技术的不断向前发展，镀氧化铝薄膜因其透明性好，阻湿、阻氧性能优异，加工成本合适，且在高温高湿环境下其阻隔性能不会发生改变，近年来在我国得到了快速的发展。目前市面上的镀氧化铝透明薄膜的氧化铝镀层普遍存在柔韧性差，表面易损伤，阻氧阻湿性能不足，抑菌性能较差；空气中的水分子、细菌能够从镀氧化铝薄膜的孔隙中进入，致使食物发生吸潮、霉变等问题，影响食品风味，减少食物保鲜时间；镀氧化铝薄膜一般还需要进行印刷复合后再包装食品，然而在印刷过程中，镀氧化铝薄膜的镀层还易受到印刷设备造成得机械损伤，降低其阻隔性能；为了对镀氧化铝薄膜进行保护，人们通常会在镀氧化铝薄膜上再涂覆一层保护涂布液来强化镀氧化铝薄膜的力学性能和阻隔性能，但是用现有技术制备的保护涂布液阻隔性能和粘附性能尚不完善，还有待提高。为了解决上述问题，人们亟需一种透明度高，阻隔性能好，抑菌性能优异的镀氧化铝薄膜及其制备工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透明高阻隔薄膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。一种透明高阻隔薄膜，包括镀氧化铝薄膜以及镀氧化铝薄膜一面或两面的第二保护涂布层；所述第二保护涂布层由第二保护涂布液涂覆在镀氧化铝薄膜表面烘干得到；所述镀氧化铝薄膜与第二保护涂布液之间还有一层由第一保护涂布液烘干得到的第一保护涂布层。聚乙烯醇虽然阻氧性好，但阻湿性差，而聚偏二氯乙烯虽然阻湿性好，但阻氧性稍差，本专利技术将二者进行组合制得的第二保护涂布液能形成优势互补，将其涂覆在镀氧化铝薄膜外表面可以进一步提高镀氧化铝薄膜的阻湿、阻氧性能；进一步的，所述第二保护涂布液包括各原料组分如下：以重量份计，润湿剂5-10份、固化剂5-10份、有机溶剂5-10份、聚乙烯醇溶液30-50份、聚偏二氯乙烯溶液10-20份、改性纳米粒子4-7份；所述第二保护涂布液中年还含有去离子水；所述第二保护涂布液的固含量为6％-10％。进一步的，所述第一保护涂布液各原料组分如下：以重量份计，11,3,3-四甲基胍20-30份、二甲苯5-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷30-40份。本专利技术利用11,3,3-四甲基胍、二甲苯生成胍基酸盐，再将胍基酸盐与3-氯丙基三甲氧基硅烷反应，使得3-氯丙基三甲氧基硅烷分子链上修饰上胍基得到胍基化的有机硅烷，即第一保护涂布液主要成分；将第一保护涂布液涂覆到镀氧化铝薄膜表面，第一保护涂布液中的胍基化有机硅烷在80-100℃高温条件下与镀氧化铝膜表面的氧化铝层发生反应，成功在氧化铝层表面的羟基部位修饰上胍基基团和烷基长链，氧化铝层的亲水性下降；胍基均具有一定的抑菌性能，将胍基引入到氧化铝层上，制得的镀氧化铝薄膜具有较强的抑菌效果；胍基带有正电荷，改性能纳米粒子带有负电荷，改性纳米粒子通过电荷之间的作用力组装到氧化铝增表面；氧化铝层上接枝的烷基长链能够伸入第二保护涂布液中，一部分烷基长链与聚偏二氯乙烯分子分子链发生纠缠，进而增强镀氧化铝薄膜的力学性能，还有一部分烷基长链被改性纳米粒子中乳液含有的油性分子所吸引，并附着在改性纳米粒子上，从而改善镀氧化铝薄膜、第一保护涂布层、第二保护涂布层之间的界面结合力，增强镀氧化铝薄膜的机械性能，降低镀氧化铝膜发生机械损伤的概率。进一步的，所述改性纳米粒子各原料组分如下：以重量份计，偶氮二异丁腈30-50份、氧化锌40-50份、二乙烯苯10-20份、对苯乙烯磺酸钠8-12份、壳聚糖15-25份、三氟甲烷磺酸6-8份、钛酸酯偶联剂10-14份、甲醇20-28份、叶绿素酮酸20-28份、丁香精油10-20份、端环氧基硅油10-18份、阴离子乳化剂8-14份。仅仅依靠第一保护涂布液难以达到对镀氧化铝性能的保护需求，为了进一步提升镀氧化铝膜的力学性能，降低其在机械加工过程中损伤的概率，改善其阻隔性，本专利技术又在涂覆完第一保护涂布液以后，又在第一保护涂布液层上又涂覆了一层第二保护液涂层，利用第一保护液涂层、第二保护液涂层的协同作用，进一步加强镀氧化铝膜的力学性能和阻隔性能。本专利技术在第二保护涂布液中特别添加了改性纳米粒子；所述改性纳米粒子骨架为孔道中负载有氧化锌的聚合物；氧化锌一方面可以增强聚合物骨架的刚性使之在球磨过程中不易发生损坏，另一方面，氧化锌具有一定的光催化效果和杀菌性能，可以增强镀氧化铝薄膜的抑菌能力；所述聚合物骨架是利用二乙烯苯、对苯乙烯磺酸钠在水热条件下发生自由基聚合形成的，聚合物骨架上具有较高的比表面积，较大的孔容、高热稳定性、数量丰富的反应活性位点；由于，所述聚合物骨架在反应过程中发生原位磺化，表面携带有大量带负电荷的磺酸基，总体呈现酸性；能够将聚合物骨架中的乳液催化，进而在改性纳米粒子上产生大量的羰基；单纯的磺酸基对乳液的催化效率不足，为了进一步增加改名纳米粒子上羰基的数量，本专利技术又将聚合物骨架与三氟甲烷磺酸反应，三氟甲烷磺酸中具有较强的吸电子能力的-SO2CF3将聚合物骨架上的电子吸引过来，并使聚合物骨架上磺酸基的H+被迫解离，进而将三氟甲烷磺酸引入到聚合物骨架上；经过三氟甲烷磺酸修饰的聚合物骨架酸性进一步增强，催化乳液的能力大大提升，在改性纳米粒子表面形成大量的羰基，羰基与第二保护涂布液中的羟基发生缩醛反应，第一保护涂布液、第二保护涂布液的粘性增强，镀氧化铝薄膜的耐水性能得到显著提升。本专利技术在制得聚合物骨架后，又将聚合物骨架与乙醇、壳聚糖溶液混合球磨；壳聚糖中含有大量带正电荷的氨基，氨基与聚合物骨架上带负电荷的磺酸基、羰基发生静电吸附，壳聚糖被引入到聚合物骨架中，利用球磨操作可以进一步加强壳聚糖在聚合物骨架上的修饰；壳聚糖还可作为润滑剂，降低聚合物骨架在球磨中受损的概率，更有利于后续反应的发生；由于壳聚糖本身的正电荷特性，可以增大阴离子乳液在改性纳米粒子上的负载，为后续乳液与聚合物骨架发生催化反应生成羰基提供支持；壳聚糖本身具有的抑菌能力可以进一步加强镀氧化铝层的抑菌能力，增强镀氧化铝薄膜对食物或其他物品的保鲜能力。本专利技术又将经过三氟甲烷磺酸修饰的聚合物骨架与钛酸酯偶联剂反应，钛酸酯偶联剂将聚合物骨架上壳聚糖的羟基取代成疏水性甲基，增强镀氧化铝薄膜的阻隔能力，同时在聚合物骨架上引入具有疏水作用的疏水长链，疏水长链会与第二保护涂布液中的聚偏二氯乙烯长链、第一保护涂布液中的烷基长链发生纠缠，强化了镀铝氧化膜的力学性能和阻隔性能；本专利技术将甲醇、叶绿素酮酸、丁香精油、端环氧基硅油混合并使用阴离子乳化剂制成乳液；甲醇经过聚合物骨架的催化后，在改性纳米粒子上生成了大量的羰基，羰基与第二保护涂布液中的羟基发生缩醛反应，改性纳米粒子与第二保护涂布液分子产生交联，形成稳定的网格结构，大大改善了镀氧化铝薄膜的机械性能，阻隔性能；本专利技术中改性纳米粒子上含有的氧化锌为N型半导体，具有一定的光催化抑菌能力，制得的镀氧化铝薄膜在光照条件下抑菌能力能够实现最大化，但是氧化锌对光能的利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：包括镀氧化铝薄膜以及镀氧化铝薄膜一面或两面的第二保护涂布层；所述第二保护涂布层由第二保护涂布液涂覆在镀氧化铝薄膜表面烘干得到；所述镀氧化铝薄膜与第二保护涂布液之间还有一层由第一保护涂布液烘干得到的第一保护涂布层。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：包括镀氧化铝薄膜以及镀氧化铝薄膜一面或两面的第二保护涂布层；所述第二保护涂布层由第二保护涂布液涂覆在镀氧化铝薄膜表面烘干得到；所述镀氧化铝薄膜与第二保护涂布液之间还有一层由第一保护涂布液烘干得到的第一保护涂布层。


2.根据权利要求1所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述第二保护涂布液包括各原料组分如下：以重量份计，润湿剂5-10份、固化剂5-10份、有机溶剂5-10份、聚乙烯醇溶液30-50份、聚偏二氯乙烯溶液10-20份、改性纳米粒子4-7份；所述第二保护涂布液的固含量为6％-10％。


3.根据权利要求1所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述第一保护涂布液各原料组分如下：以重量份计，11,3,3-四甲基胍20-30份、二甲苯5-10份、3-氯丙基三甲氧基硅烷30-40份。


4.根据权利要求2所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述改性纳米粒子各原料组分如下：以重量份计，偶氮二异丁腈30-50份、氧化锌40-50份、二乙烯苯10-20份、对苯乙烯磺酸钠8-12份、壳聚糖15-25份、三氟甲烷磺酸6-8份、钛酸酯偶联剂10-14份、甲醇20-28份、叶绿素酮酸20-28份、丁香精油10-20份、端环氧基硅油10-18份、阴离子乳化剂8-14份。


5.根据权利要求2所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述聚乙烯醇溶液包括粉末状聚乙烯醇、去离子水，所述聚乙烯醇溶液的固含量为6-9％；所述聚偏二氯乙烯溶液的固含量为45-55％。


6.根据权利要求5所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述固化剂为三聚氰胺固化剂；所述润湿剂为磺基丁二酸酯类表面活性剂；所述有机溶剂为异丙醇。


7.根据权利要求4所述的一种透明高阻隔薄膜，其特征在于：所述阴离子乳化剂为油酸、纯月桂基硫酸钠中的一种或多种；所述钛酸酯偶联剂为TMC-105。


8.一种透明高阻隔薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备第一保护涂布液；
S2.制备第二保护涂布液：
A.制备纳米载体；
B.制备乳液；
C.合成改性纳米粒子；
D.合成第二保护涂布液：
S3.制备镀氧化铝薄膜；
S4.镀氧化铝薄膜保护层涂布。


9.根据权利要求8所述的一种透明高阻隔薄膜的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1.制备第一保护涂布液；
1)于80-100℃反应条件下，将11,3,3-四甲基胍、二甲苯混合，搅拌反应50-70min，加入3-氯丙基三甲氧基硅烷搅拌反应1-2h，抽滤洗涤得物料A；
2)将物料A置于80-90mmHg压力条件下进行减压蒸馏，取125-...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘世新，吕军锋，倪佳晨，卞荣伟，吴胜涛，
申请(专利权)人：江苏三房巷薄膜有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32