一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明公開了一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，屬于食品包裝材料技術(shù) 領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 食品包裝材料是指包裝、盛放食品或者食品添加劑用的紙、竹、木、金屬、搪瓷、陶 瓷、塑料、橡膠、天然纖維、化學(xué)纖維、玻璃等制品和直接接觸食品或者食品添加劑的涂料。
[0005] 對(duì)于食品的包裝材料，無毒性是最基本要求，由于和食材直接接觸，具有毒性的材 料會(huì)危害人體健康。阻斷性能，也是食品包裝材料的主要性能，防止外界環(huán)境對(duì)食材造成影 響，阻斷性從性能上包括阻氧性、阻濕性、阻光性、阻氣味性等。耐高溫性能、耐低溫性能也 是食品包裝材料的理想性能。
[0006] 塑料包裝是近現(xiàn)代出現(xiàn)的食品包裝材料，當(dāng)今使用極為廣泛，塑料包裝材質(zhì)不僅 性能良好，而且便于加工生產(chǎn)運(yùn)輸和攜帶。我國現(xiàn)在用于食品包裝的塑料多達(dá)16種，例如 PE、PP、PS、PET、PA、PVDC、EVA、PVA、EVOH、PVC、離子鍵樹脂等。其中具有高阻氧的材料由有 PVA、EVOH、PVDC、PET和PA等，高阻濕的材料有PVDC、PP、PE等。各種塑料的單體分子結(jié)構(gòu)不 同，聚合度不同，添加劑的種類和數(shù)量不同，性能也不同。
[0007] 其中，EV0H，即乙烯-乙烯醇共聚物，是將乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的 阻隔作用相結(jié)合，不僅表現(xiàn)出極好的加工性能，而且也對(duì)氣體、氣味、香料、溶劑等呈現(xiàn)出優(yōu) 異的阻斷作用。更為重要的是由于同乙烯結(jié)合而具有熱穩(wěn)定性，含有EV0H阻隔層的多層容 器是完全可以重復(fù)利用的，這就增加了EV0H的重復(fù)利用率，進(jìn)一步降低了對(duì)環(huán)境的影響。
[0008] 但是雖然EV0H具有極為理想的對(duì)氣體的阻隔作用，EV0H才是具有兩方面缺陷。 [0009]第一，由于在EV0H樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在著羥基，EV0H樹脂具有親水性和吸濕性。 當(dāng)吸附濕氣后，氣體的阻隔性能會(huì)受到影響。因此，EV0H常作為多層材料的中間層材料。 [0010]第二，EV0H加工性能較不理想，一般需要通過改性或者在EV0H薄膜表面涂覆粘結(jié) 劑，才能與其他高分子材料復(fù)合，這是極為需要改進(jìn)的問題。
[0011] CN 104369508A公開了"可降解PP-EV0H高阻隔復(fù)合薄膜"的專利文獻(xiàn)，所述復(fù)合薄 膜中的各層材料均通過引入生物基獲得趨于一致的生物降解性能，所述添加型母料在各層 材料中的添加量控制在該層材料總質(zhì)量的〇. 3-15%范圍；所述添加型母料中親水基團(tuán)的親 水活性應(yīng)大于或等于各層材料中親水基團(tuán)的親水活性;通過加入添加型母料，使各層材料 的親水基團(tuán)與碳原子的摩爾比趨于一致，即生物活性趨于一致，從而使復(fù)合薄膜的各層材 料降解速率趨于一致。
[0012] 該技術(shù)方案是以可降解為技術(shù)突破點(diǎn)，PP/EV0H復(fù)合多層薄膜，也可作為食品包裝 材料使用，其中生物活性親水基團(tuán)的加入，無疑會(huì)對(duì)EV0H的阻隔性能產(chǎn)生影響，而這個(gè)性能 是EVOH的最顯著的性能，該技術(shù)方案不僅沒有進(jìn)一步鞏固該性能，反而降低了該性能，因 此，該方案雖然具有一定的生物降解性能，但是本身的性能受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的是解決EV0H與其他材料復(fù)合性能的不足和缺陷，主要是通過對(duì) EV0H、PET和PP進(jìn)行改性制備得到多層復(fù)合高聚物包裝材料。
[0014]技術(shù)方案： 一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性PET的制備：按重量計(jì)，取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯12~17份、聚對(duì)苯二甲酸 丁二醇酯5~10份、聚丙烯8~15份、甲基丙烯酸異丁酯0.2~0.8份、聚碳酸酯0.5~1.5份和 乙烯-醋酸乙烯共聚物1~3份放入流變儀中，熔融共混后，冷卻，得到改性PET; 第2步、改性PP的制備:按重量計(jì)，取聚丙烯15~25份、納米氧化鈦1~2份、玻璃纖維1~ 2份、聚烯烴彈性體3~6份、PP-g-MAH 3~8份、聚丙烯酸酯1~2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2 ~5份和聚酰胺1~2份，放入密煉機(jī)混煉，得到改性PP; 第3步、改性EV0H的制備:按重量份計(jì)，取EV0H 20~40份、PP-g-MAH 15~25份和聚丙烯 酸2~5份，放入密煉機(jī)中密煉，得到改性EV0H; 第4步、將改性PET、改性PP和改性EV0H放入擠出機(jī)中，按照改性PET、改性PP、改性EV0H 和改性PP的層疊順序，四層薄膜共擠成型，即可。
[0015] 所述第1步中，流變儀熔融共混的溫度為260~270°C。
[0016] 所述第2步中，密煉機(jī)混煉溫度145°C~155°C，混煉時(shí)間3minl0s。
[0017] 所述第3步中，密煉機(jī)溫度210°C，密煉時(shí)間3min50s。
[0018] 所述第4步中，擠出機(jī)機(jī)頭加熱溫度為260~285°C。
[0019] 有益效果 本發(fā)明提供的多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，是以EV0H材料為核心，為中間阻 隔層，在阻隔層外圍各設(shè)置一層改性PP層，改性PP層中加入PP-g-MAH，在薄膜共擠出時(shí)增加 與EV0H層的交聯(lián)，而且，改性PP層對(duì)水特別穩(wěn)定，可減少水對(duì)EV0H阻斷性能的影響，在其中 一層PP層外層設(shè)改性PET層，利用改性PET層的耐油、耐腐和阻斷性能，進(jìn)一步加強(qiáng)多層復(fù)合 高聚物材料的阻斷性能，因此，本發(fā)明提供的多層復(fù)合高聚物包裝材料具有極為優(yōu)良的氣 體、氣味阻斷性能和機(jī)械性能、耐撕裂性能。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0022] 本發(fā)明采用的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)型號(hào)為RE5264 PET，美國杜邦生產(chǎn)。 [0023] 本發(fā)明采用的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT)型號(hào)為EC44G-30，日本東麗公司生 產(chǎn)。
[0024]本發(fā)明采用的乙烯-醋酸乙烯共聚物規(guī)格為A007027,江萊生物生產(chǎn)。
[0025]本發(fā)明采用的馬來酸酐接枝聚丙烯規(guī)格為SWJ-1B2,由沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（Sabic) 生產(chǎn)，接枝率0.6~0.8 ΜΑ%。
[0026]本發(fā)明采用的聚碳酸酯規(guī)格為2605,德國拜耳公司生產(chǎn)。
[0027]本發(fā)明采用的聚烯烴彈性體規(guī)格為8150,美國陶氏生產(chǎn)。
[0028]本發(fā)明采用的EV0H規(guī)格為F171，日本可樂麗生產(chǎn)。
[0029]本發(fā)明采用的流變儀型號(hào)為RM-200C混煉式轉(zhuǎn)矩流變儀，哈爾濱哈普電氣技術(shù)有 限公司生產(chǎn)。
[0030] 本發(fā)明采用的密煉機(jī)為青島光越橡膠機(jī)械制造有限公司的陶瓷密煉機(jī)。
[0031] 本發(fā)明采用的雙螺桿擠出機(jī)型號(hào)為SAT-95，南京越升擠出設(shè)備有限公司生產(chǎn)。
[0032] 實(shí)施例1 一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性PET的制備:取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯120g、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯50 g、 聚丙烯80g、甲基丙烯酸異丁酯2g、聚碳酸酯5g和乙烯-醋酸乙烯共聚物10g放入流變儀中， 265°C熔融共混后，冷卻，得到改性PET; 第2步、改性PP的制備：取聚丙烯200g、納米氧化鈦15g、玻璃纖維13份、聚烯烴彈性體 40g、PP-g-MAH 60g、聚丙烯酸酯15g、乙烯-醋酸乙烯共聚物4g和聚酰胺15g，放入密煉機(jī)148 °C混煉，混煉時(shí)間3minl Os，得到改性PP; 第3步、改性EV0H的制備:取EVOH 200g、PP-g-MAH 150g和聚丙烯酸20g，放入密煉機(jī)中 密煉，密煉機(jī)溫度210°C，密煉時(shí)間3min50s，得到改性EV0H; 第4步、將改性PET、改性PP和改性EV0H放入擠出機(jī)中，控制擠出機(jī)機(jī)頭加熱溫度為275 °C，按照改性PET、改性PP、改性EV0H和改性PP的層疊順序，四層薄膜共擠成型，即可。
[0033] 實(shí)施例2 一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性PET的制備:取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯170g、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯100g、 聚丙烯150g、甲基丙烯酸異丁酯8g、聚碳酸酯15g和乙烯-醋酸乙烯共聚物30g放入流變儀 中，265°C熔融共混后，冷卻，得到改性PET; 第2步、改性PP的制備：取聚丙烯200g、納米氧化鈦15g、玻璃纖維13份、聚烯烴彈性體 40g、PP-g-MAH 60g、聚丙烯酸酯15g、乙烯-醋酸乙烯共聚物4g和聚酰胺15g，放入密煉機(jī)148 °C混煉，混煉時(shí)間3minl Os，得到改性PP; 第3步、改性EV0H的制備:取EVOH 400g、PP-g-MAH 250g和聚丙烯酸50g，放入密煉機(jī)中 密煉，密煉機(jī)溫度210°C，密煉時(shí)間3min50s，得到改性EV0H; 第4步、將改性PET、改性PP和改性EV0H放入擠出機(jī)中，控制擠出機(jī)機(jī)頭加熱溫度為275 °C，按照改性PET、改性PP、改性EV0H和改性PP的層疊順序，四層薄膜共擠成型，即可。
[0034] 實(shí)施例3 一種多層復(fù)合高聚物包裝材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性PET的制備:取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯140g、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯70g、聚 丙烯120g、甲基丙烯酸異丁酯5g、聚碳酸酯llg和乙烯-醋酸乙烯共聚物21g放入流變儀中， 265°C熔融共混