一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法技术

本发明专利技术属于聚烯烃薄膜领域，公开了一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法


[0001]本专利技术属于聚烯烃薄膜领域，更具体地，涉及一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法
。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展，人民生活水平不断提高，人们对食品安全的诉求早已超越了简单的无毒无害，而是延伸到了对健康
、
环保理念的追求，由此市场对功能性环保包装的需求不断增加
。
[0003]一方面，传统的单一包装材料往往不能满足食品等对包装阻隔性能要求，市场上的包装产品常常采用多层
、
多种材料包装，材料构成中，不仅含有不同塑料层，常常还有铝箔
、
涂层等，这导致分拣
、
分类过程繁琐而困难，回收利用率低
。
受环保政策和可持续发展观念的影响，塑料包装材料使用单一材料日益受到重视
。
在保证包装性能要求的前提下，尽可能采用单一材料，以利于回收利用，这已成为行业健康发展的共识
。
单一材质，是指该物质的主要材料只有一种，包装行业内一般认为单一材质包装中其他材料含量不应超过
5%
，且不含不利于回收的材料
。
[0004]另一方面，抗菌包装是将包装材料和防腐剂组合，以提高食品货架期和安全性，将制约食品保藏的各种因素巧妙结合应用的综合方法
。
抗菌包装体系一般由包装材料
、
抗菌剂和食品三部分组成
。
抗菌剂通常涂在包装材料上
、
合成于包装材料内
、
固定在包装材料表面或被改良成包装材料
。
然而，单一材质的抗菌包装材料功能性单一，并不能很好的满足食品对包装其他诸如力学性能
、
阻隔性能的要求
。
[0005]因此，目前亟待提出一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法，能够在保证单一材质利于回收特性的基础上，有效解决单一材质薄膜阻隔性能差的问题，一定程度上提高其力学性能，并赋予其抗菌功能
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜及制备方法
。
本专利技术的复合抗菌膜材质单一，能够增强聚乙烯材质薄膜的气体阻隔性能以及力学性能，并赋予其显著的抗菌效果
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，所述复合抗菌膜包括从上到下依次设置的外保护
BOPE
层
、
粘结层和内功能层；所述内功能层为由共挤工艺得到的五层结构层，所述五层结构层包括从上到下依次设置的
A
层
、E1
层
、B
层
、E2
层和
C
层；所述
A
层的母料为有机改性的氮化硼纳米片（
BNNSs
）与
LDPE
（低密度聚乙烯）经共混造粒制得；所述
B
层的母料为有机改性的氮化硼纳米片与
HDPE
（高密度聚乙烯）经共混造粒制得；所述
C
层的母料为有机改性纳米
TiO2与
MPE
（茂金属聚乙烯）和
LLDPE
（线性低密度基乙烯）经共混造粒制得；所述
E1
层和
E2
层均为
LLDPE
层
。
[0008]根据本专利技术，优选地，所述内功能层的厚度为
50
‑
100
μ
m
；所述
A
层
、E1
层
、B
层
、E2
层和
C
层的厚度比为（
3.5
‑
4.5
）：（
0.8
‑
1.2
）：（
1.5
‑
2.5
）：（
0.8
‑
1.2
）：（
3.5
‑
4.5
）
。
[0009]在本专利技术中，所述
E1
层和
E2
层作为
A、B、C
层的过渡与粘结
。
[0010]根据本专利技术，优选地，以所述
A
层的母料的总重量计，所述
A
层的母料的有机改性的氮化硼纳米片的含量为
1%
‑
5%。
[0011]根据本专利技术，优选地，以所述
B
层的母料的总重量计，所述
B
层的母料的有机改性的氮化硼纳米片的含量为
1%
‑
5%。
[0012]根据本专利技术，优选地，以所述
C
层的母料的总重量计，有机改性纳米
TiO2的含量为
1%
‑
5%
；
MPE
和
LLDPE
的质量之比为（
1.5
‑4）：
1。
[0013]在本专利技术中，所述阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜的阻隔性能增强机理为：氮化硼纳米片作为一种二维纳米层状材料，具有极高的纵横比，将其分散至聚烯烃材料中时，可以有效延长渗透分子的渗透路径
、
降低扩散速率，从而有效提高聚乙烯薄膜的阻隔性能
。
[0014]所述阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜的抗菌机理及特点为：纳米二氧化钛能在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果，其对人体安全无毒，对皮肤无刺激性；抗菌能力强，抗菌范围广；无臭味
、
怪味，气味小；耐水洗，储存期长；热稳定性好，高温下不变色，不分解，不挥发，不变质
。
[0015]在本专利技术中，由于未经过表面处理无机纳米粒子（氮化硼纳米片和纳米二氧化钛）与有机材料之间相容性较差，容易导致其在有机基体材料中团聚而分散不均匀，故氮化硼纳米片和纳米二氧化钛需要经过有机改性，以增强其在聚乙烯树脂材料中的相容性和分散性
。
[0016]根据本专利技术，优选地，所述有机改性的氮化硼纳米片的制备方法包括：在空气条件下，将纳米六方氮化硼（
h
‑
BN
）进行高温煅烧处理，冷却取出后与水混合并进行一次超声分散，得到第一分散液；调节所述第一分散液的
pH
至4‑5后将其与第一硅烷偶联剂混合并依次进行二次超声分散
、
搅拌
、
离心
、
去除上清液
、
烘干沉淀和研磨，得到所述有机改性的氮化硼纳米片
。
[0017]根据本专利技术，优选地，在所述有机改性的氮化硼纳米片的制备中：所述纳米六方氮化硼的平均粒径
≤100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，其特征在于，所述复合抗菌膜包括从上到下依次设置的外保护
BOPE
层
、
粘结层和内功能层；所述内功能层为由共挤工艺得到的五层结构层，所述五层结构层包括从上到下依次设置的
A
层
、E1
层
、B
层
、E2
层和
C
层；所述
A
层的母料为有机改性的氮化硼纳米片与
LDPE
经共混造粒制得；所述
B
层的母料为有机改性的氮化硼纳米片与
HDPE
经共混造粒制得；所述
C
层的母料为有机改性纳米
TiO2与
MPE
和
LLDPE
经共混造粒制得；所述
E1
层和
E2
层均为
LLDPE
层
。2.
根据权利要求1所述的阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，其中，所述内功能层的厚度为
50
‑
100
μ
m
；所述
A
层
、E1
层
、B
层
、E2
层和
C
层的厚度比为（
3.5
‑
4.5
）：（
0.8
‑
1.2
）：（
1.5
‑
2.5
）：（
0.8
‑
1.2
）：（
3.5
‑
4.5
）
。3.
根据权利要求1所述的阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，其中，以所述
A
层的母料的总重量计，所述
A
层的母料的有机改性的氮化硼纳米片的含量为
1%
‑
5%
；以所述
B
层的母料的总重量计，所述
B
层的母料的有机改性的氮化硼纳米片的含量为
1%
‑
5%
；以所述
C
层的母料的总重量计，有机改性纳米
TiO2的含量为
1%
‑
5%
；
MPE
和
LLDPE
的质量之比为（
1.5
‑4）：
1。4.
根据权利要求1所述的阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，其中，所述有机改性的氮化硼纳米片的制备方法包括：在空气条件下，将纳米六方氮化硼进行高温煅烧处理，冷却取出后与水混合并进行一次超声分散，得到第一分散液；调节所述第一分散液的
pH
至4‑5后将其与第一硅烷偶联剂混合并依次进行二次超声分散
、
搅拌
、
离心
、
去除上清液
、
烘干沉淀和研磨，得到所述有机改性的氮化硼纳米片
。5.
根据权利要求4所述的阻隔型聚乙烯基单一材质复合抗菌膜，其中，在所述有机改性的氮化硼纳米片的制备中：所述纳米六方氮化硼的平均粒径
≤1000nm
；所述高温煅烧处理的条件包括：煅烧温度为
800
‑
1000℃
，升温速率为
10
‑
20℃/min
，保温时间为
20
‑
40min
；高温煅烧处理后的纳米六方氮化硼与水
、
第一硅烷偶联剂的用量比为（1‑2）：（
200
‑
400
）：（1‑2）
g/mL/mL
；一次超声分散的时间为
30
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦华，韩忠强，丘晓琳，蒋文翰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：