高密封强耐热复合薄膜制造技术

本发明专利技术公开了高密封强耐热复合薄膜，包括热塑树脂薄膜内层、芯层、耐热薄膜外层；热塑树脂薄膜内层包括热封层、包覆在热封层外侧的高密封保护层；热封层采用EVA热熔胶制成，高密封保护层的材质为聚乙烯；芯层包括抗氧层与增强层，抗氧层包覆在高密封保护层外侧，增强层包覆在抗氧层外侧；耐热薄膜外层采用尼龙6复合材料制成；尼龙6复合材料以PA6为基材，采用纳米二氧化硅接枝物与氧化石墨烯共混作为复合增强材料，与抗氧剂一起熔融挤出得到。与抗氧剂一起熔融挤出得到。与抗氧剂一起熔融挤出得到。

【技术实现步骤摘要】
高密封强耐热复合薄膜


[0001]本专利技术涉及复合薄膜
，尤其涉及高密封强耐热复合薄膜。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和人们生活水平的提高，产品的分类越来越细，对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上，而是要根据产品的特点和市场的需求，朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来，技术的进步使得包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显，高要求、高技术含量的包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标，薄膜的功能化提高了产品的附加值。
[0003]目前高密封薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。阻隔性高密封薄膜主要用于对食品、药品的包装，如油脂食品要求具有高阻氧性和高密封性，此外内装物在要求包装材料高密封性的同时还要求材料兼具强耐热、优良的化学稳定性、不与内装食品发生任何化学反应，确保食品安全。
[0004]物质对高密封薄膜的渗透性取决于透过物的种类，高密封薄膜的结构与性能，以及透过物与高密封薄膜的相互作用。小分子透过聚合物基本上是指以下过程：
[0005]a、小分子在聚合物表面的吸附；小分子在聚合物表面的吸附与聚合物的成份、结构以及表面状态有关，极性相同有利于吸附，表面缺陷有利于小分子吸附；
[0006]b、小分子溶入聚合物基体；
[0007]c、小分子沿着一定浓度梯度扩散通过聚合物。
[0008]小分子物质在高密封薄膜中的扩散，主要是通过非晶区、结晶缺陷部分而实现的，材料的微裂纹、针孔、缺陷均会导致渗透性的增加。，自由体积变大，渗透系数增大。
[0009]在保质、延长货架寿命的食品包装材料愈来愈受到重视的今天，高密封薄膜的研究前景是广阔的，层状共挤是通过层状结构来延长小分子在高密封薄膜中扩散路径来提高密封性，近年来，高密封薄膜材料需求量不断增长，为满足市场需要，各国相继开发出具有多功能的层状共挤高密封复合薄膜材料。
[0010]纳米二氧化硅是高密封薄膜材料较为常用的纳米填料之一。前人对添加纳米二氧化硅对尼龙制薄膜材料的影响进行了一定的研究。纳米二氧化硅和尼龙之间的界面作用对最终性能起到关键作用。研究表明，纳米二氧化硅对尼龙阻隔密封性能的影响，主要为尼龙吸附在纳米二氧化硅表面形成的高密度区域，该区域将使材料的密封性能提高。
[0011]但纳米二氧化硅巨大的表面能促使相互凝集，形成大尺寸的二次粒子，将纳米二氧化硅直接添加至尼龙中，非但不会增强材料性能，甚至会大大降低材料的性能，这是由于纳米二氧化硅在材料中没有达到纳米级别的分散，甚至会形成缺陷点降低复合材料的性能，增大小分子物质的扩散速度，甚至纳米二氧化硅含量越高，材料出现更明显的分层现象。
[0012]尽管纳米二氧化硅和氧化石墨烯作为单一粒子填充到尼龙薄膜材料中已经研究得比较深入，但两者同时作为填充粒子加入到尼龙薄膜材料中还鲜有报道。本申请通过将
两者引入到尼龙薄膜材料中，提高合薄膜的密封阻隔性能，且即使在高温环境中也可达到极佳的密封效果，尤其适用于油脂食品的高温密封包装。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的高密封强耐热复合薄膜。
[0014]高密封强耐热复合薄膜，包括热塑树脂薄膜内层、芯层、耐热薄膜外层；热塑树脂薄膜内层包括热封层、包覆在热封层外侧的高密封保护层；热封层采用EVA热熔胶制成，高密封保护层的材质为聚乙烯；芯层包括抗氧层与增强层，抗氧层包覆在高密封保护层外侧，增强层包覆在抗氧层外侧；耐热薄膜外层采用尼龙6复合材料制成；尼龙6复合材料以PA6为基材，采用纳米二氧化硅接枝物与氧化石墨烯共混作为复合增强材料，与抗氧剂一起熔融挤出得到。
[0015]优选地，抗氧层采用添加有抗氧剂的尼龙材料制成，增强层采用添加有玻璃纤维的尼龙材料制成。
[0016]优选地，所述尼龙材料由均聚尼龙和共聚尼龙共混制得，所述尼龙材料的相对粘度为3
‑
3.5，密度为1.12
‑
1.15g/cm3。
[0017]优选地，纳米二氧化硅接枝物采用三乙胺活化纳米二氧化硅表面羟基，再将甲苯二异氰酸酯接枝在活化后纳米二氧化硅上。
[0018]优选地，纳米二氧化硅接枝物的具体制作步骤如下：将纳米二氧化硅加入甲苯中持续搅拌，搅拌过程中加入三乙胺、甲苯二异氰酸酯，继续搅拌，超声处理10
‑
30min，超声频率为15
‑
22kHz，静置，洗涤沉淀得到纳米二氧化硅接枝物。
[0019]优选地，纳米二氧化硅、三乙胺、甲苯二异氰酸酯的质量比为5
‑
10：0.1
‑
0.2：1
‑
5。
[0020]优选地，甲苯二异氰酸酯中，对位甲苯二异氰酸酯与邻位甲苯二异氰酸酯的质量比为1
‑
2：8
‑
9。
[0021]优选地，复合增强材料的制取步骤具体如下：氮气保护下将纳米二氧化硅接枝物加入甲苯中持续搅拌，将温度调节至80
‑
90℃，然后在搅拌过程中加入氧化石墨烯，继续搅拌，静置，洗涤沉淀，30
‑
40℃真空干燥10
‑
15h，得到复合增强材料。
[0022]优选地，纳米二氧化硅接枝物、氧化石墨烯的质量比为8
‑
16：1
‑
2。
[0023]优选地，复合增强材料、PA6、抗氧剂的质量比为1
‑
5：30
‑
60：1
‑
2。
[0024]纳米二氧化硅的微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，具有小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因而展现出许多特有的性质。
[0025]本专利技术的技术效果如下所示：
[0026](1)本专利技术采用三乙胺以活化纳米二氧化硅表面的羟基，增加其反应活性，从而更容易与甲苯二异氰酸酯反应，甲苯二异氰酸酯的对位异氰酸根的反应活性远远大于邻位异氰酸根，纳米二氧化硅的羟基活化后与甲苯二异氰酸酯的对位异氰酸根反应结合，甲苯二异氰酸酯可有效增强纳米二氧化硅在PA6的分散性。
[0027](2)氧化石墨烯由单一的原子层构成，与石墨烯不同，其表面含有微小的孔洞，孔洞边缘与片层边缘带有丰富含氧官能团，其分散性和亲水性好，而且与纳米二氧化硅接枝物、PA6的相容性强；
[0028]PA6结晶过程包括晶体成核和晶体成长两个过程，晶体的结晶速度由这两个过程共同决定，申请人发现，通过添加氧化石墨烯，低添加量氧化石墨烯在PA6结晶过程中可起到异相成核的作用，虽然氧化石墨烯具有亲水性，但晶体成核占据主导，所得耐热薄膜外层密封阻隔性能优异；而当氧化石墨烯的含量增加，且与尼龙6的配比达到0.7％时，氧化石墨烯的片层结构反而会开始阻碍PA6链运动，链段运动受阻，晶体结晶过程受阻，氧化石墨烯的亲水性占据主导，所得耐热薄膜外层的阻隔性能变差。
[0029](3)本专利技术通过在纳米二氧化硅表面接枝甲苯二异氰酸酯后，其邻位的异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高密封强耐热复合薄膜，其特征在于，包括热塑树脂薄膜内层、芯层、耐热薄膜外层；热塑树脂薄膜内层包括热封层、包覆在热封层外侧的高密封保护层；热封层采用EVA热熔胶制成，高密封保护层的材质为聚乙烯；芯层包括抗氧层与增强层，抗氧层包覆在高密封保护层外侧，增强层包覆在抗氧层外侧；耐热薄膜外层采用尼龙6复合材料制成；尼龙6复合材料以PA6为基材，采用纳米二氧化硅接枝物与氧化石墨烯共混作为复合增强材料，与抗氧剂一起熔融挤出得到。2.根据权利要求1所述高密封强耐热复合薄膜，其特征在于，抗氧层采用添加有抗氧剂的尼龙材料制成，增强层采用添加有玻璃纤维的尼龙材料制成。3.根据权利要求2所述高密封强耐热复合薄膜，其特征在于，所述尼龙材料由均聚尼龙和共聚尼龙共混制得，所述尼龙材料的相对粘度为3
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3.5，密度为1.12
‑
1.15g/cm3。4.根据权利要求1所述高密封强耐热复合薄膜，其特征在于，纳米二氧化硅接枝物采用三乙胺活化纳米二氧化硅表面羟基，再将甲苯二异氰酸酯接枝在活化后纳米二氧化硅上。5.根据权利要求4所述高密封强耐热复合薄膜，其特征在于，纳米二氧化硅接枝物的具体制作步骤如下：将纳米二氧化硅加入甲苯中持续搅拌，搅拌过程中加入三乙胺、甲苯二异氰酸酯，继续搅拌，超声处理10
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30min，超声频率为15
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴生寅，
申请(专利权)人：中塑新材料科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：