一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，属于包装材料技术领域，包括如下重量份原料：PET树脂90

【技术实现步骤摘要】
一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于包装材料
，具体地，涉及一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯薄膜通常无色透明，有光泽，强韧性和弹性良好，与其他塑料薄膜相比具有相对密度大、拉伸强度高、延伸率适中等优点，被广泛用在包装材料。但是由于聚酯薄膜对水，氧气等气体的阻隔性能通常较差，作为包装材料容易使包装物受水分、氧气及微生物的影响而发生变化，严重影响了其在食品、药品包装的领域的应用。PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是聚酯材料中应用最广泛的一类材料，因此，提高PET的阻隔性能，对于包装材料领域是一个较大的突破。
[0003]专利公开号为CN101200575A的中国专利技术专利公开了一种蒙脱土改性聚酯的制备方法，包括如下步骤：(a)提供1
‑
4重量份蒙脱土原土、50
‑
80重量份的乙二醇在50
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500重量份水中的水性混合物(b)将步骤(a)得到的水性混合物与40
‑
50重量份的对苯二甲酸二甲酯得到混合物；(c)步骤(b)所得混合物在160
‑
290℃下进行聚合，得到所述蒙脱土改性聚酯。通过在PET缩聚过程中添加蒙脱土填料，提高了PET的阻隔性能。纳米粒子共混法的问题在于，纳米填料在相容性差的基体中很容易团聚，导致力学性能降低明显。另外，也有采用多层共混法制备阻隔复合材料，通常由基体材料、阻隔性材料和粘合性材料组合而成。作为基体的聚酯往往与阻隔聚酯不相容，层间粘合力极低，需要选择合适的相容剂以改善界面粘结。此外，PET包装材料阻隔性与耐热性也无法达到待包装产品对包装材料的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料及其制备方法。
[0005]本专利技术通过在PET材料中加入助剂，助剂为经过马来酸酐接枝处理的聚(4
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甲基
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1戊烯)，在聚(4
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甲基
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1戊烯)分子链上引入极性基团，提高与PET基料的相容性，进而提升材料对光的阻隔性能和材料的柔韧性；通过对纳米蒙脱土进行改性，在蒙脱土表面接枝有机分子链，改善蒙脱土的团聚现象，且有机分子链上含有多个酯基，与PET基质具有良好的相容性，促进蒙脱土在PET中的均匀分散，进而提高包装材料的阻隔性能、耐热性能和力学性能；另外，有机分子链上含有季铵盐基团，能够赋予包装材料抗菌特性，增大多包装品的防护作用的同时提高包装材料的耐用性能。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，包括如下重量份原料：PET树脂90
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100份、助剂10
‑
12份、改性纳米蒙脱土1
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1.4份、抗氧剂0.3
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0.5份、润滑剂0.5
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0.6份。
[0008]进一步地，抗氧剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2，4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种；
润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N
‑
乙撑双硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
[0009]一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料的制备方法，具体如下：
[0010]按照重量份配比，将PET树脂、助剂、改性纳米蒙脱土、抗氧剂和润滑剂熔融共混并挤出成型，再进行双向拉伸，获得改性PET包装材料。
[0011]进一步地，助剂通过如下步骤制备：
[0012]将聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)加入环氧大豆油中搅拌10min，密封溶胀24h，得溶胀液；将马来酸酐、DCP(过氧化二异丙苯)用少量二甲苯在50℃水浴中进行溶解，溶解过程中不断进行搅拌，待完全溶解后，趁热加入到溶胀液中搅拌预分散，再加入至转矩流变仪中进行熔融接枝，控制熔融温度175℃、时间1h，获得助剂；聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)、马来酸酐和DCP的用量质量之比为100:4:0.7；环氧大豆油的加入量为聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)质量的1.5％；
[0013]聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)经过马来酸酐接枝改性后，在分子链上引入了极性基团，极性基团与PET基体有着更好的相容性，从而使聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)与PET能够更好的分散融合均匀；一方面，相容性好，导致聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)的分散粒径减小，且增大了界面面积，光线在传输过程中经过更多次的折射而使材料整体呈现出更强的阻光性能；另一方面，聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)与PET的折射率相差0.2左右，光线在界面处就会发生明显的折射而改变光路，光线在多个分散粒子间多次折射，就会大大减弱光线的穿透性，从而提高PET的阻光性能；
[0014]另外，聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)对PET能够起到起到橡胶增韧的效果，从而一定程度上提高包装材料的柔韧性。
[0015]进一步地，改性纳米蒙脱土通过如下步骤制备：
[0016]S1、将4
‑
丙烯酸羟丁酯、2
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吡啶甲酸和甲苯加入圆底烧瓶中，再加入对甲苯磺酸(催化剂)和吩噻嗪(阻聚剂)，混合均匀，放入微波反应器中，连接好分水器和回流冷凝管，在700W微波功率、110℃下回流反应26
‑
30min，用饱和碳酸钠溶液洗涤3
‑
4次，无水硫酸钠干燥，获得改性剂；4
‑
丙烯酸羟丁酯、2
‑
吡啶甲酸、甲苯、对甲苯磺酸、噻吩嗪的用量比为10mmol:12
‑
14mmol:180mL:1.0g:0.7g；
[0017]4‑
丙烯酸羟丁酯与2
‑
吡啶甲酸发生酯化反应，获得改性剂，反应方程式如下所示：
[0018][0019]S2、将纳米蒙脱土过100目筛后按照固液比1g:50mL与过氧化氢溶液(质量分数30％)混合，升高温度至80
‑
100℃氧化处理30min，抽滤、去离子水反复洗涤，获得预处理蒙脱土；将预处理蒙脱土与DMF混合，加入过氧化苯甲酰，常温超声30min，再加入改性剂，升高温度至85℃，反应4h，抽滤、丙酮反复洗涤，最后将产物置于60℃的真空烘箱中干燥12h，获得预改性纳米蒙脱土；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，其特征在于，包括如下重量份原料：PET树脂90
‑
100份、助剂10
‑
12份、改性纳米蒙脱土1
‑
1.4份、抗氧剂0.3
‑
0.5份、润滑剂0.5
‑
0.6份。2.根据权利要求1所述的一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2，4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N
‑
乙撑双硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的一种。3.根据权利要求1所述的一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，其特征在于，所述助剂通过如下步骤制备：将聚(4
‑
甲基
‑
1戊烯)加入环氧大豆油中搅拌10min，密封溶胀24h，得溶胀液；将马来酸酐、DCP(过氧化二异丙苯)用少量二甲苯在50℃水浴中进行溶解，溶解过程中不断进行搅拌，待完全溶解后，趁热加入到溶胀液中搅拌预分散，再加入至转矩流变仪中进行熔融接枝，控制熔融温度175℃、时间1h，获得助剂。4.根据权利要求3所述的一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，其特征在于，聚(4
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甲基
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1戊烯)、马来酸酐和DCP的用量质量之比为100:4:0.7；环氧大豆油的加入量为聚(4
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甲基
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1戊烯)质量的1.5％。5.根据权利要求1所述的一种具有高阻隔性能的改性PET包装材料，其特征在于，所述改性纳米蒙脱土通过如下步骤制备：S1、将4
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丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林培生，章斌，陈奇峰，陈斯杭，李兆丰，赵健城，李佳，王少丽，
申请(专利权)人：广东爱丽斯包装有限公司，
类型：发明
国别省市：