一种可降解高阻隔复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解高阻隔复合膜及其制备方法，该复合膜具有A/B、A/C、A/B/C和A/B/A/C四者之一的层结构，所述A层为改性聚对苯二甲酸

【技术实现步骤摘要】
一种可降解高阻隔复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可降解高阻隔复合膜及其制备方法，属于包装薄膜领域。

技术介绍

[0002]高阻隔性包装对延长食品、药品和化妆品的保质期和货架期至关重要。为了实现隔水、阻氧、直立、避光、低温热封等多重功能，通常高阻隔包装以铝箔和塑料薄膜为阻隔层，聚乙烯或聚丙烯为热封层和印刷层，纸为中间层，通过干式或挤出复合等工艺形成的复合材料。纸铝塑复合软包装的快速市场化给人们的日常生活提供了极大便捷性，但与此同时，不同材质和特性的复合软包装难以通过物理方式分离和回收，基本属于一次性包材，绝大部分作为一般生活垃圾被填埋或焚烧，给环境带来巨大压力；而用于制备复合包装材料的长纤维纸浆、聚乙烯及优质铝材在使用后仍具有较高使用价值，直接丢弃也造成大量资源浪费。因此，开发新型复合软包装材料具有深远而重要的社会意义及经济价值。
[0003]生物可降解复合软包装是将不同材质和功能的全生物降解材料结合，赋予内容物以良好保护特性和美观性的环保包装材料，这类复合软包装废弃后可直接堆埋，在特定堆肥条件下和可表明期限的降解时间内完全降解成生物质，二氧化碳和水，为减少复合塑料软包装碳足迹提供解决方案。
[0004]但由于可降解材料自身阻隔性能不够，因此很多技术方案次采用了与传统不可降解材料复合的方案，如CN113427867A公开了一种具有五层复合结构的高阻隔聚乳酸基薄膜，其中外层为高分子量聚乳酸，阻隔层为乙烯
‑
乙烯醇共聚物(EVOH)或乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)，该复合薄膜将可降解材料与高阻隔的传统塑料EVOH相结合。CN112706484A公开了一种高阻隔性聚乙烯醇(PVA)复合薄膜，包括功能层和外层，功能层为多层组装的热塑性聚乙烯醇二维纳米层与EVOH二维纳米层交替结构。这些方案中的EVOH为不可降解材料，所得复合软包装废弃后仍需做分离和回收后处理，不能彻底解决复合软包装造成的塑料污染问题，也使得其中的可降解成份失去了意义。
[0005]采用全降解成份，并达到阻隔性能要求的方案也有少量公开报道，但基本都涉及到新研发的专用加工设备，辅以复杂工艺实现，现阶段难以工业化。例如CN112159544A公开了一种三层结构的环保可降解高阻隔薄膜，阻隔层位于两基层中间，阻隔层由碳酸亚丙酯、纳米介孔材料和分散剂构成，基层则由己二酸丁二醇酯
‑
对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、增塑剂、聚丙烯酸酯、聚碳酸亚丙酯和聚ε
‑
己内酯/聚乙烯吡咯烷酮共混物组成，通过熔融挤出加工、双向拉伸工艺形成三层共挤出结构膜片。该工艺中为了提高薄膜的拉伸强度采用双向拉伸工艺加工生物可降解薄膜，该工艺和设备价格高昂、工艺复杂，在生物降解薄膜加工领域尚不成熟。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为解决
技术介绍
中的一系列缺点，具体解决了目前食品复合包装领域加工过程复杂，不同材料难回收和价格高昂的问题。
[0007]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种可降解高阻隔复合膜，具有A/B、A/C、A/B/C和A/B/A/C四者之一的层结构，所述A层为改性聚对苯二甲酸
‑
己二酸
‑
丁二酯共聚物，包含以下质量组分：聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二酯共聚物50
‑
103份，热塑性淀粉20
‑
109份，相容剂2
‑
10份，增粘剂0.5
‑
10份，辅料1.5
‑
42份；所述B层为纸或纤维素膜；所述C层为复合材料，包含以下质量组分：全生物降解聚合物40
‑
150份，增强填料12
‑
60份，抗静电剂2
‑
16份，紫外线吸收剂0.1
‑
15份。
[0008]进一步地，所述热塑性淀粉的增塑剂为甘油、柠檬酸、硬脂酸、甲酰胺、尿素、山梨醇、乙二醇、乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油中的至少两种。
[0009]进一步地，所述热塑性淀粉的糊化温度为50
‑
120℃。
[0010]进一步地，所述相容剂为琥珀酸酐、马来酸酐接枝聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂中的至少一种。
[0011]进一步地，所述增粘剂为乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、木质素磺酸钠、二苯甲烷二异氰酸酯和杜邦公司的Biomax strong 120中的至少一种。
[0012]进一步地，所述全生物降解聚合物为聚羟基脂肪酸酯、聚ε
‑
己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸
‑
己二酸
‑
丁二酯共聚物、聚乳酸
‑
己内酯共聚物、癸二酸聚甘油酯、聚对苯二甲酸
‑
共
‑
丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯中的至少两种。
[0013]进一步地，所述增强填料为碳纳米管、石墨烯、白木质素、纤维素纳米晶体、纳米插层蒙脱土、高岭土、纳米碳酸钙、纤维素纳米晶须、无定形纳米级白炭黑、食品级滑石粉中的至少一种。
[0014]进一步地，所述抗静电剂为三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐、十八烷基二甲基季铵硝酸盐、烷基酰胺类非离子型表面活性剂、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、硬脂酰三甲基氯化铵和硬脂酰二甲基戊基氯化铵、(月桂酰胺丙基三甲基胺)硫酸钾酯盐、N,N
‑
双(2
‑
羟乙基)
‑
N
‑
(3
’
十二烷氧基
‑2’
羟基丙基)甲胺硫酸钾酯盐、三羟乙基甲基季胺硫酸钾酯盐、N,N
‑
十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐中的至少一种。
[0015]进一步地，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2,4
‑
二羟基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮、2
‑
(2
’‑
羟基
‑3’
,5
’‑
二叔苯基)
‑5‑
氯化苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2
’‑2’‑
硫代双(4
‑
叔辛基酚氧基)镍、三(1,2,2,6,6
‑
五甲哌啶基)亚磷酸酯、4
‑
苯甲酰氧基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶、2,4,6
‑
三(2
’
正丁氧基苯基)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解高阻隔复合膜，其特征在于，具有A/B、A/C、A/B/C和A/B/A/C四者之一的层结构，所述A层为改性聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二酯共聚物，包含以下质量组分：聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二酯共聚物50
‑
103份，热塑性淀粉20
‑
109份，相容剂2
‑
10份，增粘剂0.5
‑
10份，辅料1.5
‑
42份；所述B层为纸或纤维素膜；所述C层为复合材料，包含以下质量组分：全生物降解聚合物40
‑
150份，增强填料12
‑
60份，抗静电剂2
‑
16份，紫外线吸收剂0.1
‑
15份。2.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述热塑性淀粉的增塑剂为甘油、柠檬酸、硬脂酸、甲酰胺、尿素、山梨醇、乙二醇、乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油中的至少两种。3.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述热塑性淀粉的糊化温度为50
‑
120℃。4.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述相容剂为琥珀酸酐、马来酸酐接枝聚对苯二甲酸
‑
己二酸丁二酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯偶联剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述增粘剂为乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、木质素磺酸钠、二苯甲烷二异氰酸酯和杜邦公司的Biomax strong 120中的至少一种。6.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述全生物降解聚合物为聚羟基脂肪酸酯、聚ε
‑
己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸
‑
己二酸
‑
丁二酯共聚物、聚乳酸
‑
己内酯共聚物、癸二酸聚甘油酯、聚对苯二甲酸
‑
共
‑
丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯中的至少两种。7.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述增强填料为碳纳米管、石墨烯、白木质素、纤维素纳米晶体、纳米插层蒙脱土、高岭土、纳米碳酸钙、纤维素纳米晶须、无定形纳米级白炭黑、食品级滑石粉中的至少一种。8.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述抗静电剂为三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐、十八烷基二甲基季铵硝酸盐、烷基酰胺类非离子型表面活性剂、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯、硬脂酰三甲基氯化铵和硬脂酰二甲基戊基氯化铵、（月桂酰胺丙基三甲基胺）硫酸钾酯盐、N,N
‑
双（2
‑
羟乙基）
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N
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（3
’
十二烷氧基
‑2’
羟基丙基）甲胺硫酸钾酯盐、三羟乙基甲基季胺硫酸钾酯盐、N,N
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十六烷基乙基吗啉硫酸乙酯盐中的至少一种。9.根据权利要求1所述的可降解高阻隔复合膜，其特征在于，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2, 4
‑
二羟基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晓艳，黄然，唐黎盛，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：