一种食品级气阻性透光多层薄膜的制作方法

文档序号:30497213发布日期:2022-06-22 06:03阅读:277来源:国知局
一种食品级气阻性透光多层薄膜的制作方法

1.本发明属于阻隔水汽和氧气等的高气阻性薄膜领域,尤其涉及一种食品级气阻性透光多层薄膜。


背景技术:

2.用于个人护理、医疗、药物、家用、工业、食品和饮料产品的包装需要高的对水汽、氧气和二氧化碳等气体的阻隔性能以保存包装内容物的新鲜度。由玻璃或金属制成的包装容器对物质从容器中出来和对物质从环境中进入提供了优良的阻隔。全部或部分由聚合物制成的容器通常不具有玻璃或金属容器的储存寿命或阻隔性能。
3.高阻隔pet薄膜具有良好的长期耐热性能和力学性能,成本低廉,性价比高,在食品包装、医药贮存等领域应用广泛,有效增加了保质期限、提升了经济效益。聚己二酰间苯二甲胺(mxd6)是一种结晶状聚酰胺树脂,是由间苯二甲胺和己二酸缩聚合成的,具有热变形温度高,阻隔性优良等特点,将pet与mxd6共混成一种高分子复合阻隔材料,有望能够在保持材料耐热性的同时提高材料的阻隔性能。并且pet与mxd6之间好的折射率能够匹配得到几乎与pet一样透明的共混物。复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料;由于各组分之间“取长补短”、“协同作用”,克服了单一材料的缺点。阻隔性高分子材料是对气体、液体等小分子物质具有一定屏蔽能力的材料。但市场上现存的阻隔膜存在阻隔性能不够优秀、改性后薄膜力学性能等综合性能明显下降、制造工艺复杂导致实用困难、在加热杀菌时会产生白化浑浊而损失透光性等问题。
4.专利cn107513257a公开了一种阻隔性高分子复合材料,包括pet与mxd 6,所用材料按重量百分比的配比为:pet为50-90%,mxd 6为10-50%,pet与mxd 6重量百分比的总和为100%。该发明的阻隔性高分子复合材料阻隔性能高于单一成分高分子阻隔材料;工艺简单、生产周期短;加工过程中清洁无污染;能发挥不同材料的特性,使复合材料能同时具有多种材料的特性;不需要或少用粘合剂就能使不同材料复合在一起,故效率高、成本低;即使所用的两种聚合物的熔体粘度差别较大,仍然可以进行共挤出复合。但是材料气阻性有限,且耐热性和透光性较差,在高温加热时易产生白化浑浊,不能满足气阻性材料在食品领域的应用需求。
5.与此同时,通过在原料中添加除氧剂,能够进一步提升材料的气阻性。专利cn1430645a公开了一种氧阻隔组合物,包括氧阻隔聚合物、氧清除聚合物和氧化催化剂。该组合物可以呈物理共混物或交联共混物的形式,氧阻隔聚合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或mxd6外的聚酰胺,氧清除聚合物是至少部分由二甲苯二胺型单体衍生的聚酰胺,氧化催化剂是选自钴、铜、镍、铁、锰等过渡金属的过渡金属盐。该发明用于食品包装,并使用了氧清除剂,但是整体的气阻性和透光性较差,且制备成本较高,不适合在食品领域的大规模应用。
6.因此,如何在保证材料透光性、耐热性以及力学性能的同时,有效提高材料的气阻性,使其能够满足个人护理、医疗、药物、食品和饮料等产品的包装需求,成为本领域亟待解
决的技术问题。


技术实现要素:

7.针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种在不影响薄膜透光性能、耐热性能和力学性能等其他性能的基础上,改善其气阻性能,同时工艺简单、易于操作的食品级气阻性透光多层薄膜。
8.具体的,本发明提供一种食品级气阻性透光多层薄膜,其包括以下层:
9.共聚酯内层:原料按重量百分比计包括:采用对苯二甲酸、乙二醇及第三单体共聚得到的改性共聚酯切片91%-95%、除氧剂1-2%,光学开口母粒1%-5%以及结晶成核剂1%-2%。
10.pet/mxd 6共混芯层:原料按重量百分比计包括:pet 70-85%,mxd6 10-20%,除氧剂1-3%,相容剂4-9%;mxd6(meta-xylylene adipamide)是聚己二酰间苯二甲胺,俗称尼龙mxd6,是由己二酸与间苯二甲胺缩聚得到的结晶性半芳香族聚酰胺,主要用于高阻透性薄膜和高强度气阻性结构材料,其最大的特点是气阻性不随湿度的增高而降低。
11.玻纤增强外层:原料按重量百分比计包括:pet 70-85%,mxd65-15%,超细玻璃纤维5-15%,增韧剂3-5%;
12.其中,所述除氧剂为可氧化聚醚类基体与钴盐催化剂的组合物;优选的,使用可氧化聚醚类基体与硬脂酸钴的组合物;更优选的,使用聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴的组合物作为除氧剂,在获得氧清除活性之前无任何诱导期,能有效延长材料的使用寿命,同时,就食品、药品接触材料而言,需符合国家规章,或者就一部分包装而言表现出基本不从含除氧剂的混合物迁移到包装的内容物,使用该种除氧剂组合物安全无毒,能够满足食品、药品等对包装材料安全性的要求。
13.上述各层原料通过共挤成膜,且双向拉伸获得厚度为75-200μm食品级气阻性透光多层薄膜。对于各层厚度,经过实验得到共聚酯内层:pet/mxd 6共混芯层:玻纤增强外层的厚度比为(2-3):(2-3):(4-6)时,上述厚度选择的薄膜制品能够充分满足气阻性能、耐热性、透光性和力学性能的需求。
14.进一步的,钴盐催化剂为硬脂酸钴,其含量占除氧剂总重量的1-10%。
15.进一步的,可氧化聚醚类基体为聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占上述嵌段共聚物总重量的50%以上,优选55%以上。
16.进一步的,除氧剂的制备方法包括:使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet在220-250℃混合反应制备嵌段共聚物;
17.将钴盐催化剂加入上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒。
18.进一步的,上述混合反应的温度,以10℃/1小时至15℃/1小时的速率从220℃逐步上升至250℃。
19.进一步的,上述混合反应在催化剂存在下进行,其中催化剂包括钛基催化剂,相对于聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet的总重量,其含量为0.1-0.5%。通过上述逐步升温的制备方法,原料链段充分活化,聚合效果好,聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量高,从而有效提升除氧剂的产率。
20.进一步的,第三单体为1,4-环己二醇、1,3-环戊二醇、异山梨醇中的至少一种,且
第三单体与乙二醇摩尔比为0.1:10-0.8:10。
21.进一步的,光学开口母粒为硫酸钡与所述改性共聚酯的混炼物,硫酸钡的质量分数为2%-5%,粒径为1.2-1.6μm;结晶成核剂为纳米高岭土与改性共聚酯的混炼物,纳米高岭土的质量分数为1%-3%,粒径为30-80nm。
22.通过第三单体的引入来破坏pet分子链的规整性,阻止分子链堆砌形成大晶区,减少可见光在通过薄膜时由于大尺寸晶区引起的散射,同时选用折射率与pet相近的硫酸钡作为开口剂,大大减少薄膜开口剂对透光率的影响,此外,纳米结晶成核剂的引入可以使聚酯薄膜在结晶时更容易形成小尺寸的结晶,在保证聚酯薄膜耐温性的同时避免晶区对于可见光的散射作用。
23.进一步的,超细玻璃纤维采用硅烷偶联剂改性,直径为5μm以下,长径比3:1至5:1。所述硅烷偶联剂可选乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、氰基硅烷偶联剂中至少一种。
24.用于本发明的相容剂优选半芳香族聚酯酰胺,增韧剂优选ax8900、ema中至少一种。
25.第二方面,一种包装袋,采用食品级气阻性透光多层薄膜制造而成。
26.本发明,优点具体在于:
27.1)与现有技术相比,本发明提供的食品级气阻性透光多层薄膜、由上述多层薄膜制造的包装袋等制品,都具有较好的水汽、氧气和二氧化碳等气体的气阻性能;其中使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)-b-pet嵌段共聚物与钴盐催化剂的组合物作为除氧剂,在获得清除活性之前无任何诱导期,能有效延长材料的使用寿命,同时,使用该种除氧剂组合物安全无毒,能够满足食品药品对包装材料安全性的要求;
28.2)本发明提供的上述产品均具有优异的耐热性和良好的透光性,在加热后不会产生白化浑浊现象,影响薄膜的透光性;
29.3)本发明从内到外各层的选择及设置顺序,有利于多层薄膜整体上展示出高气阻性、耐热透光及良好的力学性能。首先,利用本身具有较好气阻性能的共聚酯内层以及pet/mxd 6共混物,配合安全除氧剂,获过高气阻性的共聚酯内层和pet/mxd 6共混芯层;其次,使用改性超细玻璃纤维提高产品整体力学性能,且将增强外层设置为不与内容物直接接触,保证了包装安全性;此外,pet/mxd 6共混芯层中使用高效相容剂半芳香族聚酯酰胺,使得共混芯层呈现亚微米级相容水平,能够提高共混芯层内、共混芯层与共聚酯内层及玻纤增强外层之间的粘合性能和力学性能,有利于得到稳定的多层膜产品。
30.4)本发明采用共挤出工艺制造多层薄膜,无需使用额外的粘合剂/层,也不需要其他特殊工艺即可得到满意产品,操作简便,具有相当的实用价值。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
32.一种食品级气阻性透光多层薄膜,包括共聚酯内层、pet/mxd 6共混芯层和玻纤增强外层。共聚酯内层的原料包括:改性共聚酯切片、除氧剂,光学开口母粒以及结晶成核剂,其中,改性共聚酯切片由对苯二甲酸、乙二醇及第三单体共聚得到,第三单体为1,4-环己二
醇、1,3-环戊二醇、异山梨醇中的至少一种;除氧剂为可氧化聚醚类基体与钴盐催化剂的组合物;光学开口母粒为硫酸钡与所述改性共聚酯的混炼物;结晶成核剂为纳米高岭土与所述改性共聚酯的混炼物。
33.pet/mxd 6共混芯层的原料包括:pet,mxd6,除氧剂,相容剂,相容剂为半芳香族聚酯酰胺。
34.玻纤增强外层的原料包括:pet,mxd6,超细玻璃纤维,增韧剂;超细玻璃纤维采用硅烷偶联剂改性;增韧剂为ax8900、ema中至少一种。
35.可氧化聚醚类基体为聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占上述嵌段共聚物总重量的50%以上。钴盐催化剂为硬脂酸钴,其含量占除氧剂总重量的1-10%。
36.除氧剂的制备方法包括:
37.使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet在220-250℃混合反应制备嵌段共聚物;将钴盐催化剂加入上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒。
38.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
39.将上述各层原料的配置及充分混合,其中包括:
40.共聚酯内层:
41.先分别制备改性共聚酯切片、光学开口母粒和结晶成核剂,具体如下:
42.改性共聚酯切片的制备:将第三单体与乙二醇按照摩尔比为0.1:10-0.8:10与催化剂混合后,再与对苯二甲酸混合、加热、抽真空进行反应,反应完毕降压出料,冷却,切粒制成改性共聚酯切片;
43.光学开口母粒的制备:将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与质量分数为2%-5%,粒径为1.2-1.6μm的硫酸钡、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒;
44.结晶成核剂的制备:将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与质量分数为1%-3%,粒径为30-80nm的纳米高岭土、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒;
45.分别制备完成后,按重量百分比计,将改性共聚酯切片91%-95%、除氧剂1-2%,光学开口母粒1%-5%以及结晶成核剂1%-2%送入混料机充分混合。
46.pet/mxd 6共混芯层:
47.按重量百分比计,将pet 70-85%,mxd6 10-20%,半芳香族聚酯酰胺相容剂4-9%进行混合;之后加入除氧剂1-3%充分混合;
48.玻纤增强外层:
49.第一步,制备超细玻璃纤维:
50.将直径5μm以下的短切玻璃纤维在400-500℃干燥,除去表面水分;用行星式球磨机碾磨一定时长,过筛得到长径比3:1至5:1的超细玻璃纤维;将超细玻璃纤维置于重量百分比为3-8%硅烷偶联剂的溶液中,50-80℃进行表面处理2-4h,冷却过滤,得到改性后的超细玻璃纤维;
51.第二步,按重量百分比计,将pet 70-85%,mxd6 5-15%,上述超细玻璃纤维5-15%、增韧剂3-5%加入混料机充分混合;
52.最后,充分混合的各层原料分别送入三台挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,经过双向拉伸,双向拉伸方式包括同步拉伸或异步拉伸,拉伸倍率为3.3-3.6倍,且md方向
的拉伸倍率与td方向的拉伸倍率一致。其中,所述纵向拉伸分为预热段、拉伸段和冷却定型段,预热段温度为65-85℃,拉伸段温度为100-120℃,冷却定型段温度为20-45℃;所述横向拉伸分为预热段、拉伸段、定型段和冷却段,预热段温度为80-95℃,拉伸段温度为110-130℃,定型段温度为210-230℃,冷却段温度为40-60℃,获得厚度为75-200μm的食品级气阻性透光多层薄膜。
53.实施例1
54.除氧剂的制备方法包括:
55.将聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)、pet及催化剂投入反应混合设备,以15℃/h的升温速度,从起始温度220℃升温至250℃,混合反应制备嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占嵌段共聚物总重量的55%;按质量百分比计,将5%硬脂酸钴加入95%的上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒,得到聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴的组合物。
56.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
57.将共聚酯内层、pet/mxd 6共混芯层和玻纤增强外层三层原料通过三层挤出机挤出,经过双向拉伸后得到食品级气阻性透光多层薄膜。具体包括:
58.原料的配置与混合:
59.共聚酯内层:在本实施例中,将摩尔比为0.2:10的1,4环己二醇与乙二醇、以及催化剂混合以后,再与对苯二甲酸混合、加热、抽真空进行反应,反应完成后降压,出料,冷却,切粒制成共聚酯切片;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与粒径为1.4μm的硫酸钡、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到光学开口母粒,其中硫酸钡的质量分数为3%;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与40nm纳米高岭土、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到结晶成核剂,其中纳米高岭土的质量分数为2%。以重量百分比计,将上述改性共聚酯切片95%,上述除氧剂1.5%,光学开口母粒1.5%,结晶成核剂2%送入混料机充分混合。
60.在本实施例中,所述pet/mxd 6共混芯层中原料重量百分比为:pet 83%,mxd6 10%,上述除氧剂2%,半芳香族聚酯酰胺5%。将上述pet、mxd6及半芳香族聚酯酰胺进行混合,然后加入上述除氧剂。
61.玻纤增强外层:在本实施例中,将直径5μm的短切玻璃纤维在400-500℃干燥2h,除去表面水分;用行星式球磨机碾磨一定时长,过筛得到长径比3:1至5:1的超细玻璃纤维;将超细玻璃纤维置于重量百分比为5%氰基硅烷偶联剂的溶液中,70℃进行表面处理3h,冷却过滤,得到改性后的超细玻璃纤维;按重量百分比计,将pet 72%,mxd6 15%,上述超细玻璃纤维9%、ax8900 4%加入混料机充分混合。
62.共挤出并拉伸:
63.充分混合的各层原料分别送入三台挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,且以3.4
×
3.4倍率双向拉伸、定型后进入牵引收卷系统,获得厚度为75μm的食品级气阻性透光多层薄膜。
64.实施例2
65.除氧剂的制备方法包括:
66.使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet及催化剂投入反应混合设备,以10℃/h的升温速度,从起始温度220℃升温至250℃,混合反应制备嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇
(ptmeg)的含量占嵌段共聚物总重量的60%;按质量百分比计,将10%硬脂酸钴加入90%的上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒,得到聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴组合物。
67.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
68.将共聚酯内层、pet/mxd 6共混芯层和玻纤增强外层三层原料通过三层挤出机挤出,经过双向拉伸后得到食品级气阻性透光多层薄膜。具体包括:
69.原料的配置与混合:
70.共聚酯内层:在本实施例中,将摩尔比为0.2:10的1,4环己二醇与乙二醇、以及催化剂混合以后,再与对苯二甲酸混合、加热、抽真空进行反应,反应完成后降压,出料,冷却,切粒制成共聚酯切片;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与粒径为1.4μm的硫酸钡、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到光学开口母粒,其中硫酸钡的质量分数3%;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与40nm纳米高岭土、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到结晶成核剂,其中纳米高岭土的质量分数2%。以重量百分比计,将上述改性共聚酯切片95%,上述除氧剂2%,光学开口母粒1.5%,结晶成核剂1.5%送入混料机充分混合。
71.在本实施例中,所述pet/mxd 6共混芯层中原料重量百分比为:pet 77%,mxd6 15%,除氧剂3%,半芳香族聚酯酰胺5%。将上述pet、mxd6及半芳香族聚酯酰胺进行混合,然后加入上述除氧剂。
72.玻纤增强外层:在本实施例中,将直径5μm的短切玻璃纤维在400-500℃干燥2h,除去表面水分;用行星式球磨机碾磨一定时长,过筛得到长径比3:1至5:1的超细玻璃纤维;将超细玻璃纤维置于重量百分比为5%氰基硅烷偶联剂的溶液中,70℃进行表面处理3h,冷却过滤,得到改性后的超细玻璃纤维;按重量百分比计,将pet 72%,mxd6 15%,上述超细玻璃纤维9%、ax8900 4%加入混料机充分混合。
73.共挤出并拉伸:
74.充分混合的各层原料分别送入三台挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,且以3.4
×
3.4倍率双向拉伸、定型后进入牵引收卷系统,获得厚度为75μm的食品级气阻性透光多层薄膜。
75.对比例1
76.除氧剂的制备方法包括:
77.使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet及催化剂投入反应混合设备,以15℃/h的升温速度,从起始温度220℃升温至250℃,混合反应制备嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占嵌段共聚物总重量的55%;按质量百分比计,将5%硬脂酸钴加入95%的上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒,得到聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴组合物。
78.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
79.将共聚酯内层、pet/mxd 6共混芯层两层原料通过挤出机挤出,得到无玻纤增强外层的薄膜。具体包括:
80.原料的配置与混合:
81.共聚酯内层:在本对比例中,将摩尔比为0.2:10的1,4环己二醇与乙二醇、以及催化剂混合以后,再与对苯二甲酸混合、加热、抽真空进行反应,反应完成后降压,出料,冷却,
切粒制成共聚酯切片;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与粒径为1.4μm的硫酸钡、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到光学开口母粒,其中硫酸钡的质量分数3%;将部分上述改性共聚酯切片磨成粉状,与40nm纳米高岭土、分散剂混合,经双螺杆挤出造粒,制备得到结晶成核剂,其中纳米高岭土的质量分数2%。以重量百分比计,将上述改性共聚酯切片95%,上述除氧剂1.5%,光学开口母粒1.5%,结晶成核剂2%送入混料机充分混合。
82.在本对比例中,所述pet/mxd 6共混芯层中原料重量百分比为:pet 83%,mxd6 10%,除氧剂2%,半芳香族聚酯酰胺5%。将上述pet、mxd6及半芳香族聚酯酰胺进行混合,然后加入上述除氧剂。
83.玻纤增强外层:在本对比例中,无玻纤增强外层。
84.共挤出并拉伸:
85.充分混合的各层原料分别送入两台挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,且以3.4
×
3.4倍率双向拉伸、定型后进入牵引收卷系统,获得厚度为75μm的薄膜。
86.对比例2
87.除氧剂的制备方法包括:
88.使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet及催化剂投入反应混合设备,以15℃/h的升温速度,从起始温度220℃升温至250℃,混合反应制备嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占嵌段共聚物总重量的55%;按质量百分比计,将5%硬脂酸钴加入95%的上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒,得到聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴组合物。
89.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
90.将pet/mxd 6共混芯层和玻纤增强外层两层原料通过挤出机挤出,经过双向拉伸后得到食品级气阻性透光多层薄膜。具体包括:
91.原料的配置与混合:
92.在本对比例中,所述pet/mxd 6共混芯层中原料重量百分比为:pet 83%,mxd6 10%,除氧剂2%,半芳香族聚酯酰胺5%。将上述pet、mxd6及半芳香族聚酯酰胺进行混合,然后加入上述除氧剂。
93.玻纤增强外层:在本对比例中,将直径5μm的短切玻璃纤维在400-500℃干燥2h,除去表面水分;用行星式球磨机碾磨一定时长,过筛得到长径比3:1至5:1的超细玻璃纤维;将超细玻璃纤维置于重量百分比为5%氰基硅烷偶联剂的溶液中,70℃进行表面处理3h,冷却过滤,得到改性后的超细玻璃纤维;按重量百分比计,将pet72%,mxd6 15%,上述超细玻璃纤维9%、ax8900 4%加入混料机充分混合。
94.共挤出并拉伸:
95.充分混合的各层原料分别送入两台挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,且以3.4
×
3.4倍率双向拉伸、定型后进入牵引收卷系统,获得厚度为75μm的薄膜。
96.对比例3
97.除氧剂的制备方法包括:
98.使用聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)和pet及催化剂投入反应混合设备,以15℃/h的升温速度,从起始温度220℃升温至250℃,混合反应制备嵌段共聚物,其中聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)的含量占嵌段共聚物总重量的55%;按质量百分比计,将5%硬脂酸钴加入95%的
上述嵌段共聚物中充分混合后,挤出造粒,得到聚四亚甲基醚二醇-b-pet嵌段共聚物与硬脂酸钴组合物。
99.食品级气阻性透光多层薄膜的制备方法包括以下步骤:
100.将单层pet/mxd6共混芯层原料通过挤出机挤出,经过双向拉伸后得到食品级气阻性透光多层薄膜。具体包括:
101.原料的配置与混合:
102.在本对比例中,所述pet/mxd 6共混芯层中原料重量百分比为:pet 83%,mxd6 10%,除氧剂2%,半芳香族聚酯酰胺5%。将上述pet、mxd6及半芳香族聚酯酰胺进行混合,然后加入上述除氧剂。
103.共挤出并拉伸:
104.充分混合原料送入挤出机熔融并通过共挤模头挤出成膜,且以3.4
×
3.4倍率双向拉伸、定型后进入牵引收卷系统,获得厚度为75μm的薄膜。
105.对比例4
106.将普通pet原料通过挤出机挤出,经过3.4
×
3.4倍率双向拉伸后得到薄膜,厚度为75μm。
107.对由上述实施例1、实施例2、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4分别进行性能检测,测试结果见表1、表2。
108.薄膜性能测试方法:
109.1.透光率:按照iso13468标准,用德国byk haze-gard i测试。
110.2.力学性能:拉伸强度、断裂伸长率按照astm d882标准测试。
111.3.热收缩率:按照astm d1204标准测试。
112.4.透湿性测试:按照gb 1037《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法》进行测试,利用w3/031水蒸气透过率测试仪进行24h的水蒸气透过测试。
113.5.透气性测试:按照gb 1038《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》进行测试,利用classic2016压差法气体渗透仪进行24h的氧气透过测试。
114.表1样品透光性能、力学性能和耐热性能测试结果
115.[0116][0117]
表2样品气阻性能测试结果
[0118][0119][0120]
从表1和表2可见,具有共聚酯内层、pet/mxd 6共混芯层和玻纤增强外层三层结构的实施例1和2在力学性能、热收缩性以及气阻性能方面都具有较好的效果,其主要原因就在于三层膜在结构和组成上的合理设置及协同作用,一方面共聚酯内层和pet/mxd 6共混
芯层提供了满意的气阻性能,玻纤增强外层提高了多层膜整体的力学性能;另一方面,pet/mxd 6共混芯层中pet、mxd6以及相容剂的配合,使其层内具有亚微米级相容水平,再因其组分分别与内层组分和外层组分具有相似组成从而有利于提高pet/mxd 6共混芯层分别与共聚酯内层及玻纤增强外层的粘合,得到层间粘合性能稳定的多层膜产品,进一步提高了多层膜的力学和耐热性等综合性能。虽然是多层结构,但由于共聚酯内层的低结晶性、pet与mxd6之间良好匹配的折射率、以及各种助剂用量和尺寸的控制,能够得到透光性能较好的多层薄膜产品,满足透光且气阻性能俱佳的包装需求。
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对比实施例1和2,实施例2在除氧剂制备时混合反应时间更长,聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)在嵌段共聚物中含量更高,且共聚酯内层和pet/mxd 6共混芯层中除氧剂含量更高,因而体现出更高的气阻性能。
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相比而言,对比例1没有玻纤增强外层,同样膜厚的条件下,其力学性能的降低较为明显,不利于保证产品在运输和使用过程中的受力安全和稳定性,也可以看出经过氰基硅烷偶联剂改性的超细玻璃纤维对外层乃至多层膜整体力学性能的提高具有显著的效果。对比例2没有共聚酯内层,其力学性能降低虽不太明显,但其热收缩率和气阻性能下降较为明显,可见,共聚酯内层对多层膜的耐热性和气阻性贡献较大。对比例3仅有单层pet/mxd6共混改性膜,相当于仅有原pet/mxd 6共混芯层,根据数据可见,同等厚度下该芯层本身的综合性能显然不及实施例1和2。对比例4仅为pet膜,其气阻性、耐热性难以满足本发明的包装需求。综上所述,本发明经过诸多实验而选择得到的多层结构的设计和配合具有显著的科学性和重要性。
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以上介绍了本发明的较佳实施方式,旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解,并不是为了限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的修改、替换、改进,均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。
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