一种阻隔氧气聚乙烯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻隔氧气聚乙烯薄膜及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种阻隔氧气聚乙烯薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种阻隔氧气聚乙烯薄膜及其制备方法
。

技术介绍

[0002]目前市面上常用的聚乙烯薄膜具有成本低廉，质地柔软，耐磨性好等优点，但是抗拉强度较差，阻隔氧气和水的能力不足，并且很容易被氧化
。
人们通过添加具有填料，来改善薄膜的机械能力；添加乙烯
‑
乙烯醇共聚物
、
聚酰胺
、
聚偏氯二乙烯等具有阻隔性能的薄膜来改善阻隔能力，但是阻隔薄膜的添加受到环境影响较大，例如：乙烯
‑
乙烯醇共聚物在湿度较大的情况下阻隔性能会明显下降，仅适用于干燥的环境中，这就限制了薄膜的应用
。
因此，开发出一种具有优异的阻氧阻水性能，抗氧化性能，力学性能的薄膜具有十分重要的意义
。
[0003]申请号为
CN202211400428.6
的专利公开了一种全塑透明高阻隔涂布复合膜及其制备方法，该专利技术中的复合膜有由高阻氧
BOPET
膜和高阻水
PE
膜复合而成，高阻氧
BOPET
膜是通过对其表面添加
PVA
涂层的方式实现阻氧，这种阻氧方式在使用前期具有较好的阻氧性能，但是随着使用时间的增加，薄膜老化，
PVA
涂层在使用过程中存在掉落的情况，阻氧性能就会变差
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种阻隔氧气聚乙烯薄膜及其制备方法
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种阻隔氧气聚乙烯薄膜，所述薄膜包括基层
、
内层Ⅰ、
中间层
、
内层Ⅱ和外层，所述基层为改性聚乙烯
30
‑
40
份，内层Ⅰ为复合材料
15
‑
20
份，中间层为聚乙烯醇
15
‑
25
份，内层Ⅱ为复合材料
15
‑
20
份，外层为改性聚乙烯
30
‑
40
份；
[0007]复合材料包括如下步骤制成：
[0008]步骤
A1、
将六方氮化硼粉末和乙二胺加入异丙醇中预混合，将预混合溶液置于球磨机中球磨
48h
，球磨速率为
300rpm
，球磨结束后，将混合物转移至烧杯中静置
2h
，再将上层悬浮液离心
、
洗涤，并在
60℃
条件下真空干燥
24h
，即得氨基化六方氮化硼；
[0009]步骤
A1
通过一步法对六方氮化硼进行氨基官能化，通过球磨机的机械力，增大六方氮化硼的表面积，对其进行物理改性的同时，利用乙二胺对六方氮化硼进行化学改性，在六方氮化硼的层间，表面修饰活性官能团，提高六方氮化硼纳米材料的表面活性，此外，氨基的加入提高了六方氮化硼在溶剂中的分散性，可以有效防止纳米片之间由于范德华力和离子键作用而产生的团聚；
[0010]进一步地，六方氮化硼粉末
、
乙二胺和异丙醇的用量比为
1g
：2‑
6g
：
25mL。
[0011]步骤
A2、
在室温下，将氨基化六方氮化硼分散在去离子水中，超声处理
30min
，然后向溶液中加入氢氧化钠和环氧树脂超声处理
2h
，待反应结束后，用乙醇和去离子水对混合物进行离心
、
洗涤，除去过量的碱，在
80℃
条件下真空干燥
12h
，即得复合材料；
[0012]步骤
A2
中，通过超声处理使氨基六方氮化硼中的氨基与环氧树脂中的环氧基在室温下发生开环反应而连接，氨基官能化后的纳米材料具有较好的分散性，以及较强的结合能力，改善了复合材料的界面载荷传递效率，从而增强了体系的拉伸性能，此外，复合材料保持环氧树脂自身优异的粘结力，在与基体结合时易形成强度高，刚度大的复合材料；
[0013]进一步地，氨基化六方氮化硼
、
环氧树脂
、
氢氧化钠和去离子水的质量比为
0.5
‑
2.0
：2‑
3.6
：
0.05
：
10。
[0014]改性聚乙烯包括如下步骤制成：
[0015]步骤
B1、
将3‑
乙基
‑4‑
羟基苯甲酸乙酯放入反应器中，加入乙醇混合搅拌
30min
，在氮气保护下将氢氧化钠溶液加入上述反应器中并在
75℃
下反应
5h
，待反应结束后，冷却至室温，调节
pH
值为3后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到产物1；
[0016]进一步地，3‑
乙基
‑4‑
羟基苯甲酸乙酯
、
乙醇和氢氧化钠溶液的用量比为
0.1mol
：
50mL
：
50g
，氢氧化钠溶液中氢氧化钠和水的用量比为
30g
：
70g。
[0017]步骤
B2、
将产物1加入氯仿中搅拌均匀，在氮气保护下加入二氯亚砜，并在
50℃
下反应
5h
，反应结束后减压蒸馏，除去溶剂和未反应的二氯亚砜，得到产物2，结构式如下图所示：
[0018][0019]步骤
B1
中3‑
乙基
‑4‑
羟基苯甲酸乙酯在碱性条件下水解生成羧基，生成的羧基又可以与二氯亚砜反应生成产物2，产物2是一种非对称的抗氧化剂，以其特殊的结构特征，提高了聚合物的抗氧化效率，在聚合物稳定的过程中是通过氢转移以及过氧自由基的捕获来实现抗氧化的目的，在氢转移过程中伴随着过氧化物的生成，抗氧化剂中的酚羟基可以与过氧自由基反应，生成稳定的结构，从而阻断氧化反应的连锁反应；
[0020]进一步地，产物
1、
氯仿和二氯亚砜的用量比为
0.02mol
：
50mL
：
4mL。
[0021]步骤
B3、
在室温下将十六胺分散在甲醇中，然后将丙烯酸酰胺和氢氧化钠加入到反应器中持续搅拌
24h
后，在减压条件下除去溶剂和未反应的丙烯酸酰胺，离心
、
洗涤2次，得到产物3，反应过程如下图所示：
[0022][0023]进一步地，十六胺
、
丙烯酸酰胺
、
氢氧化钠和甲醇的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阻隔氧气聚乙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括基层
、
内层Ⅰ、
中间层
、
内层Ⅱ和外层，所述基层为改性聚乙烯
30
‑
40
份，内层Ⅰ为复合材料
15
‑
20
份，中间层为聚乙烯醇
15
‑
25
份，内层Ⅱ为复合材料
15
‑
20
份，外层为改性聚乙烯
30
‑
40
份；复合材料的制备方法包括如下步骤：步骤
A1、
将六方氮化硼粉末和乙二胺加入异丙醇中预混合，将预混合溶液置于球磨机中球磨
48h
，球磨速率为
300rpm
，球磨结束后，将混合物转移至烧杯中静置
2h
，再将上层悬浮液离心
、
洗涤，并在
60℃
条件下真空干燥
24h
，即得氨基化六方氮化硼；步骤
A2、
在室温下，将氨基化六方氮化硼分散在去离子水中，超声处理
30min
，然后向溶液中加入氢氧化钠和环氧树脂超声处理
2h
，待反应结束后，用乙醇和去离子水对混合物进行离心
、
洗涤，除去过量的碱，在
80℃
条件下真空干燥
12h
，即得复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种阻隔氧气聚乙烯薄膜，其特征在于，步骤
A1
中六方氮化硼粉末
、
乙二胺和异丙醇的用量比为
1g
：2‑
6g
：
25mL。3.
根据权利要求1所述的一种阻隔氧气聚乙烯薄膜，其特征在于，步骤
A2
中氨基化六方氮化硼
、
环氧树脂
、
氢氧化钠和去离子水的质量比为
0.5
‑
2.0
：2‑
3.6
：
0.05
：
10。4.
根据权利要求1所述的一种阻隔氧气聚乙烯薄膜，其特征在于，改性聚乙烯的制备方法包括如下步骤：步骤
B1、
将3‑
乙基
‑4‑
羟基苯甲酸乙酯放入反应器中，加入乙醇混合搅拌
30min
，在氮气保护下将氢氧化钠溶液加入上述反应器中并在
75℃
下反应
5h
，待反应结束后，冷却至室温，调节
pH
值为3后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到产物1；步骤
B2、
将产物1加入氯仿中搅拌均匀，在氮气保护下加入二氯亚砜，并在
50℃
下反应
5h
，反应结束后减压蒸馏，除去溶剂和未反应的二氯亚砜，得到产物2；步骤
B3、
在室温下将十六胺分散在甲醇中，然后将丙烯酸酰胺和氢氧化钠加入到反应器中持续搅拌
24h
后，在减压条件下除去溶剂和未反应的丙烯酸酰胺，离心
、
洗涤2次，得到产物3；步骤
B4、
将产物3分散在
1,2
‑
二甲氧基乙烷中，在
15℃
‑
20℃
下分两次加入无水氯化铝并搅拌
30min
，保持温度并在
30min
内分三批添加硼氢化钠，继续搅拌
3h
，反应完成后，调节
pH
为
8.5
，过滤
、
萃取，即得产物4；步骤
B5、
将产物4和碳酸钾加入去离子水中搅拌混合均匀后置于冰水浴中，再向上述溶液中加入产物2溶液，然后将混合液升温至
25℃
恒温反应
12h
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何立刚，邹积颖，杨超，王国强，
申请(专利权)人：宝瑞泰沧州包装有限公司，
类型：发明
国别省市：