[發明專利]一種具有高阻隔性能的阻隔瓶用復合材料

有效

• 申請號: 201110231717.3
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102321324A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 畢宏海;儲江順;彭艷華;畢宏清;汪麗;畢宏俊;歐陽貴;鄭飛燕;薛明躍;高志勇;梅曉星
• 申請（專利權）人: 上海邦中高分子材料有限公司
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08K9/06;C08K3/36;C08J3/28
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技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種具有阻隔性能的阻隔瓶用復合材料。

背景技術

產品在貯存、運輸等流通過程中常會受到各種不利因素的破壞和影響，采用合理的包裝可使產品免受或減少這些影響。通過高阻隔材料包裝產品可實現對包裝內氣體成分及含量的控制，從而有效地延長產品的保質期，因此高阻隔材料成為最為重要的功能包裝材料之一。

EVOH是一種兼有乙烯聚合物的易加工性和聚乙烯醇阻隔性的材料。EVOH最顯著的特點是它對氣體的阻隔作用，可以有效地阻止氧氣、二氧化碳和其他氣體的滲透，阻氣性比尼龍大約100倍，比PE，PP大約10000倍，比PVDC高出數十倍以上。EVOH樹脂中極性乙烯醇鏈段的存在，使得它對非極性溶劑具有良好的阻隔性，非極性乙烯鏈段的存在有助于提高其對水等極性溶劑的阻隔性。廣泛用于食品、化工溶劑、醫藥及化妝品、電子產品的包裝。

但是EVOH材料中的羥基易與環境中的水結合成氫鍵，其阻濕性能受濕度影響較大，當環境濕度超過50％時，EVOH薄膜阻隔性能急劇變差；而且要求EVOH的阻隔性能比較高，則在乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯醇基的比例要求大，從而EVOH的價格相應提高，而且隨著乙烯醇基比例的增大，其加工性能變差。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術缺陷，通過復合納米材料的方法，提高EVOH的阻隔性能，而且還可以提高其力學性能、加工性能及熱穩定等性能，降低生產成本。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種具有高阻隔性能的阻隔瓶用復合材料的制備方法，包括以下工藝過程：

1、本發明采用硅烷偶聯劑對納米二氧化硅粉材料進行改性處理：

所述納米SiO₂改性方法為：將納米SiO₂、硅烷偶聯劑和丙酮按一定比例加入到反應容器中，其中硅烷偶聯劑的用量為納米二氧化硅質量的4％～4.5％，納米SiO₂與丙酮的重量比為1∶3，水浴加熱，逐漸升溫到60℃，攪拌并超聲振蕩，恒溫回流30min，抽濾，用無水乙醇洗滌三次，烘干得到表面改性后的納米SiO₂。

2、復合材料的制備：

將EVOH基體和改性納米二氧化硅粉進行干燥處理。EVOH在60℃真空干燥48小時，改性納米二氧化硅粉在60℃真空干燥12小時以上。采用的加工設備為Haake轉子型密煉機。密煉時采用的加工條件為：溫度195℃，滾軸轉速60r/min。密煉方法為：室溫條件下混合攪拌相應質量的EVOH及納米粉體，緩慢加入到Thermo?Haake轉子型密煉機，熔融混煉10min。密煉機中的出料為塊狀物，為進一步吹塑成型，先將塊狀物在破碎機中破碎成粒狀物，然后放入干燥器中待用，在進行吹塑成型之前進行干燥處理(在60℃真空干燥2小時以上)，取料造粒后，制備出EVOH/納米SiO₂復合材料。

3、對材料進行紫外輻照處理：

在25℃條件下，濕度為50％，將制備好的復合材料在距離紫外燈15cm高度下進行紫外輻照處理8h，然后靜置4h。

上述技術方案中所述納米二氧化硅粒子為球形結構納米二氧化硅離子；

上述技術方案中所述硅烷偶聯劑為KH-550；

上述技術方案中所述EVOH，其中乙烯醇含量為56-60％；

上述技術方案中所述復合材料制備中，改性納米二氧化硅粒子的用量為體系質量分數的1％～2％。

本發明的原理為：球形結構的納米二氧化硅可以延長滲透路徑，而且納米二氧化硅可以改善復合材料的結晶性能，從而更大的提高復合材料的組個性能；對納米二氧化硅進行偶聯劑改性處理，目的是提高納米二氧化硅在基體中的分散性，偶聯劑分子結構的最大特點是分子中含有化學性質不同的兩個基團，一個是親無機物的基團，易與無機物表面起化學反應；另一個是親有機物的基團，能與合成樹脂或其它聚合物發生化學反應或生成氫鍵溶于其中，起“分子橋”的作用，用以改善無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復合材料的性能；而波長誒200～400nm的紫外線能量為3.1～6.2eV，具有顯著的化學效應和熒光效應，紫外線照射到物體表面時容易被物質吸收而變成物質的內能，有助提高復合材料性能。

本發明的有益效果：