[發明專利]一種阻氧透水薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711481631.X
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108211816B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 韓景賓;王嘉杰;許曉芝;董思源;衛敏
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/10;B01D69/02;B01D67/00;B01D53/22;B01D53/26;C08J7/04;C08L23/06;C08L23/12;C08L67/02;C08L1/28;C08L39/06;C08L27/06
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 劉奇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供了一種阻氧透水薄膜及其制備方法和應用，阻氧透水薄膜包括基底和阻氧透水層；阻氧透水層包括交替層疊的水滑石納米片層和親水性聚合物層；基底與阻氧透水層中的水滑石納米片層相接，且最外層為親水性聚合物層。實施例的結果表明，本發明阻氧透水薄膜的氧氣透過量為1.128～2.783cm³·m^?2·day^?1·atm^?1低于聚丙烯薄膜的氧氣透過量98.143cm³·m^?2·day^?1·atm^?1；本發明阻氧透水薄膜的水蒸氣透過量為2.32cm³·m^?2·day^?1·atm^?1，高于聚丙烯薄膜的水蒸氣透過量1.95cm³·m^?2·day^?1·atm^?1，本發明阻氧透水薄膜具有阻隔氧氣和透過水蒸氣的性能。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，尤其涉及一種阻氧透水薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

有機無機復合薄膜作為氣體阻隔薄膜已經得到了越來越多的關注。有機無機復合薄膜材料具有透明性、可彎折性，阻氣性能較好的特性，已被廣泛用作普通密封包裝材料。現有技術中有機無機復合薄膜的氣體阻隔通常是基于物理阻隔作用，只能單純地實現對氣體無差別的阻隔。然而在某些領域，例如厭氧濕法發酵、空氣除濕等領域，要求薄膜在具有阻氧性能的同時還需有一定的水蒸氣調節性能，即水蒸氣透過性能，但是現有技術中并沒有同時具有阻氧透水蒸氣性能的薄膜的報道。

發明內容

本發明提供了一種阻氧透水薄膜，本發明提供的阻氧透水薄膜同時具有氧氣阻隔和水蒸氣透過性能。

本發明提供了一種阻氧透水薄膜，包括基底和阻氧透水層；所述阻氧透水層包括交替層疊的水滑石納米片層和親水性聚合物層；所述基底與阻氧透水層中的水滑石納米片層相接；所述阻氧透水薄膜的最外層為親水性聚合物層；所述水滑石納米片層平行于基底。

優選的，所述基底的材質為聚乙烯、聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述親水性聚合物層的材質為羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮或聚氯乙烯。

優選的，所述阻氧透水層的總厚度為6～9μm。

優選的，每層所述親水性聚合物層的厚度為1～6μm。

優選的，所述水滑石納米片層由水滑石納米片組成，所述水滑石納米片的長徑比為20～200；每層所述水滑石納米片層的厚度為4～200nm。

本發明還提供了上述阻氧透水薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供水滑石納米片分散液和親水性聚合物分散液；

(2)將所述水滑石納米片分散液和親水性聚合物分散液交替旋涂于基底上，得到復合薄膜；

(3)將所述復合薄膜進行干燥，得到阻氧透水薄膜。

優選的，所述水滑石納米片分散液的質量濃度為0.1～1.0％；所述親水性聚合物分散液的質量濃度為3～5％。

優選的，所述水滑石納米片的制備方法包括：

將M²⁺、M³⁺、尿素和水混合，得到混合溶液；所述M²⁺包括Mg²⁺、Zn²⁺或Ni²⁺，所述M³⁺包括Fe³⁺、Al³⁺或Co³⁺；

將混合溶液進行晶化反應，將晶化反應的產物冷卻至室溫，得到水滑石納米片；