一种PE多层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PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，制备时以PE聚乙烯层作为外层和内层，以EVOH层作为中间阻隔层，EVOH(乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚乙烯膜
，具体为一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]PE薄膜，即聚乙烯薄膜，是指用PE颗粒生产的薄膜，其具有较优异的防潮性能，透湿性小，现有工艺中一般以PE薄膜为基础进行多层薄膜共挤出，以得到多层复合PE薄膜，可广泛应用于包装、密封等

[0003]随着PE多层复合薄膜的应用越来越广泛，我们对其性能也提出了更高的要求，需要其具有较高的氧气、水蒸汽阻隔性能，且需要其具有一定的抗菌性，而现有的PE多层复合薄膜显然无法满足我们的需求。
[0004]基于该情况，我们公开了一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，以解决该技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)取炔基化石墨烯和二甲基甲酰胺，超声分散，加入五水合硫酸铜、抗坏血酸钠混合液，搅拌5
‑
10min，再加入对十二烷基苯磺酰叠氮和叠氮化蒙脱土，60
‑
70℃下搅拌反应6
‑
8h，反应后除去溶剂，洗涤干燥，得到复合填料；
[0009](2)取低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、爽滑剂、抗静电剂、相容剂和复合填料，混合均匀后干燥，得到物料B；所述物料B作为外PE层、内PE层的原料；
[0010]取乙烯
‑
乙烯醇共聚物树脂作为阻隔层原料；
[0011]按照自上而下为外PE层、阻隔层、内PE层的顺序，将各层原料通过挤出机加热熔融，过滤后共挤出，铸片后依次进行纵向拉伸、横向拉伸，110
‑
120℃下热定型，冷却，得到复合薄膜成品。
[0012]较优化的方案，步骤(2)中，炔基化石墨烯的制备步骤为：
[0013]S1：取氧化石墨烯、去离子水和二甲基甲酰胺，混合后超声分散20
‑
30min，得到氧化石墨烯悬浮液；在氧化石墨烯悬浮液中加入三巯基丙酸和偶氮二异丁腈，超声分散20
‑
30min，在氮气环境下，升温至60
‑
70℃，反应20
‑
24h，洗涤干燥，得到羧基氧化石墨烯；
[0014]S2：取羧基氧化石墨烯和亚硫酰氯，在65
‑
75℃下回流反应20
‑
24h，反应结束后去除亚硫酰氯，真空干燥，得到物料A；取炔丙醇、无水氯仿和无水三乙胺，混合均匀后加入物料A，冰水浴下反应1
‑
1.5h，再将其静置20
‑
24h，反应结束后过滤收集，洗涤干燥，得到炔基化石墨烯。
[0015]较优化的方案，步骤(1)中，对十二烷基苯磺酰叠氮和叠氮化蒙脱土的摩尔比为3：
1。
[0016]较优化的方案，步骤(2)中，外PE层、内PE层的原料组分量如下：以质量计，50
‑
60份低密度聚乙烯、8
‑
10份超高分子量聚乙烯、0.5
‑
1份爽滑剂、1
‑
2份抗静电剂、1
‑
1.5份相容剂、3
‑
5份复合填料。
[0017]较优化的方案，所述爽滑剂为油酸酰胺；所述抗静电剂为硼酸酯；所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸共聚物中的任意一种。
[0018]较优化的方案，所述复合薄膜的厚度为100
‑
120μm，所述外PE层、阻隔层、内PE层各层物料的质量比为4：1：4。
[0019]较优化的方案，所述外PE层、内PE层的挤出温度为170
‑
180℃；所述阻隔层的挤出温度为200
‑
210℃。
[0020]较优化的方案，步骤(2)中，纵向拉伸2
‑
3倍，横向拉伸2
‑
3倍。
[0021]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种PE多层阻隔复合薄膜的制备方法制备的复合薄膜。
[0022]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0023]本专利技术公开了一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，制备时以PE聚乙烯层作为外层和内层，以EVOH层作为中间阻隔层，EVOH(乙烯
‑
乙烯醇共聚物树脂)具有较优异的机械强度和气体阻隔性，能够有效防止氧气、二氧化碳等气体的透过，但EVOH中含有羟基，其具有较强的吸水性，因此在湿度较高的环境下，EVOH的气体阻隔性能会受到影响，基于该技术问题，本申请构建外PE层
‑
阻隔层
‑
内PE层的夹心膜层结构，利用聚乙烯较优异的水蒸汽阻隔性能来提高复合膜层的气体阻隔性能。
[0024]在该基础上，为进一步提高复合膜层的气体阻隔性能，本申请在聚乙烯层中引入了氧化石墨烯或蒙脱土，氧化石墨烯和蒙脱土均具有二维片层结构，比表面积较高，在聚乙烯中引入氧化石墨烯或者蒙脱土能够利用其片层结构，以提高气体的扩散途径，从而提高复合膜层的气体阻隔性能；而在后续研发中，有研发人员尝试将蒙脱土和氧化石墨烯混合后加入聚乙烯中，希望氧化石墨烯和蒙脱土之间能够相互配合，以形成连续的纳米片层结构，从而进一步提高气体阻隔性；但在实际加工时我们发现，聚乙烯中氧化石墨烯和蒙脱土共挤出后，二者分散至聚乙烯中，并不能有效形成连续的纳米片层结构，其气体阻隔性相比于常规的氧化石墨烯或蒙脱土添加，其气体阻隔效果提升不明显。
[0025]因此，为解决上述技术问题，本申请对氧化石墨烯进行炔基化改性，并采用叠氮化蒙脱土，利用氧化石墨烯表面炔基与蒙脱土表面的叠氮基交联接枝，使得氧化石墨烯和蒙脱土之间共价接枝，从而保证在聚乙烯体系中，氧化石墨烯和蒙脱土能够配合形成连续的片层结构，以提高膜层的气体阻隔性能。
[0026]同时，为进一步提高聚乙烯层的水蒸汽阻隔性，本申请在氧化石墨烯表面引入了对十二烷基苯磺酰叠氮，一方面，该物质的引入提供了疏水性的苯环，能够提高聚乙烯膜层的疏水性和水蒸汽阻隔性，从而保证阻隔层的使用；另一方面，对十二烷基苯磺酰叠氮也具有较优异的抗菌性能，能够提高复合膜层的抗菌性能。
[0027]在方案基础上，本申请对氧化石墨烯炔基化之前，先利用三巯基丙酸对其进行羧基化引入，以提高氧化石墨烯表面的羧基基团，为后续对十二烷基苯磺酰叠氮、叠氮化蒙脱土交联反应提供足够的活性位点。
[0028]本专利技术公开了一种PE多层阻隔复合薄膜及其制备方法，工艺设计合理，操作简单，制备得到的复合膜具有优异的氧气、水蒸汽阻隔性能，且复合膜层的机械性能优异，抗菌性较好，可广泛应用于包装、密封保鲜等领域，具有较高的实用性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PE多层阻隔复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取炔基化石墨烯和二甲基甲酰胺，超声分散，加入五水合硫酸铜、抗坏血酸钠混合液，搅拌5
‑
10min，再加入对十二烷基苯磺酰叠氮和叠氮化蒙脱土，60
‑
70℃下搅拌反应6
‑
8h，反应后除去溶剂，洗涤干燥，得到复合填料；(2)取低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、爽滑剂、抗静电剂、相容剂和复合填料，混合均匀后干燥，得到物料B；所述物料B作为外PE层、内PE层的原料；取乙烯
‑
乙烯醇共聚物树脂作为阻隔层原料；按照自上而下为外PE层、阻隔层、内PE层的顺序，将各层原料通过挤出机加热熔融，过滤后共挤出，铸片后依次进行纵向拉伸、横向拉伸，110
‑
120℃下热定型，冷却，得到复合薄膜成品。2.根据权利要求1所述的一种PE多层阻隔复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，炔基化石墨烯的制备步骤为：S1：取氧化石墨烯、去离子水和二甲基甲酰胺，混合后超声分散20
‑
30min，得到氧化石墨烯悬浮液；在氧化石墨烯悬浮液中加入三巯基丙酸和偶氮二异丁腈，超声分散20
‑
30min，在氮气环境下，升温至60
‑
70℃，反应20
‑
24h，洗涤干燥，得到羧基氧化石墨烯；S2：取羧基氧化石墨烯和亚硫酰氯，在65
‑
75℃下回流反应20
‑
24h，反应结束后去除亚硫酰氯，真空干燥，得到物料A；取炔丙醇、无水氯仿和无水三乙胺，混合均匀后加入物料A，冰水浴下反应1
‑
1.5h，再将其静置20
‑
24h，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋新，
申请(专利权)人：江苏欧晟新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：