[發(fā)明專利]一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜及其制備方法

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• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108559120A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 余贊;張勇軍;田璐;鐘文;錢正宇;陳華;章杰;韋雪雪;杜建軍
• 申請（專利權）人: 常德金德新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/18;C08J5/18;C08L23/06;C08L79/02;C09D129/04;C09D177/06
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 劉紅祥

1.一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜，包括改性PE薄膜，其特征在于，所述改性PE薄膜的外側表面上涂布有改性EVOH膠乳，改性PE薄膜的內側表面上涂布有改性MXD6膠乳；

所述改性PE薄膜包括以下重量份數配比的原料：PE薄膜70-80份、丙酮30-50份、超純水80-120份、無水乙醇120-180份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、聚乙烯亞胺溶液10-15份；

所述改性EVOH膠乳包括以下重量份數配比的原料：乙酸乙烯酯50-70份、乙烯單體10-25份、叔丁醇100-150份、甲醇200-240份、氫氧化鈉20-50份、丙酮100-150份、超純水200-220份、過氧化苯甲酸1-2份、6-叔丁基間甲酚0.5-3份、聚氧乙烯月桂酸酯0.05-2份、硫酸鋅0.5-1份、三羥甲基丙烷0.08-0.1份、二乙二醇二苯甲酸酯1-3份；

所述改性MXD6膠乳包括以下重量份數配比的原料：己二酸5-10份、間苯二甲胺4-6份、超純水10-15份、磷酸氫二鈉0.05-0.1份、聚乙二醇10-15份；

所述改性PE薄膜的厚度為101-107μm，改性PE薄膜的外側表面上涂布的改性EVOH膠乳的厚度為7.5-8.0μm，改性PE薄膜的內側表面上涂布的改性MXD6膠乳的厚度為8.5-9.0μm；

所述高阻隔PE涂布膜，在溫度23℃、相對濕度65％、厚度25.4μm的標準狀態(tài)下，透氧量為1.38-2.63ml/M².24h.0.1MPa，透濕量為0.29-1.15g/M².24h.0.1MPa；

所述高阻隔PE涂布膜的密度為1.96-2.16g/cm、熔點為175-193℃、拉伸斷裂強度為115-152MPa、斷裂伸長率≥169％。

2.根據權利要求1所述的一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性PE薄膜的厚度為65μm，改性PE薄膜的外側表面上涂布的改性EVOH膠乳的厚度為8.0μm，改性PE薄膜的內側表面上涂布的改性MXD6膠乳的厚度為8.5μm。

3.根據權利要求1所述的一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性PE薄膜包括以下重量份數配比的原料：PE薄膜75份、丙酮50份、超純水100份、無水乙醇150份、甲基丙烯酸甲酯12份、聚乙烯亞胺溶液13份。

4.根據權利要求1所述的一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性EVOH膠乳包括以下重量份數配比的原料：乙酸乙烯酯60份、乙烯單體20份、叔丁醇120份、甲醇220份、氫氧化鈉32份、丙酮120份、超純水210份、過氧化苯甲酸1.5份、6-叔丁基間甲酚2份、聚氧乙烯月桂酸酯1.5份、硫酸鋅0.8份、三羥甲基丙烷0.09份、二乙二醇二苯甲酸酯2份。

5.根據權利要求1所述的一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性MXD6膠乳包括以下重量份數配比的原料：己二酸8份、間苯二甲胺5份、超純水15份、磷酸氫二鈉0.1份、聚乙二醇12份。

6.一種用于液體食品包裝的高阻隔PE涂布膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)改性PE薄膜的制備

(1)除去PE薄膜的表面殘留物：將70-80質量份的PE薄膜放入20-40質量份的丙酮內進行抽提12-18小時，去除PE薄膜制備過程中殘留于表面的各種添加劑，抽提結束后，將PE薄膜放置在真空干燥箱內于55℃干燥6-8小時，除去丙酮；

(2)配置光引發(fā)劑體系一：向120-180質量份的無水乙醇中加入8-12質量份的丙酮，攪拌混合均勻后，再加入40-60質量份的超純水，進行稀釋后，繼續(xù)攪拌混合均勻，制得丙酮-水-乙醇光引發(fā)劑體系溶液；

(3)配置光引發(fā)劑體系二：將10-15質量份的甲基丙烯酸甲酯加入到30-40質量份的超純水中，攪拌混合均勻，制得甲基丙烯酸甲酯光引發(fā)劑體系溶液；

(4)將經步驟(1)處理過的第一層PE薄膜放置在第一塊石英玻璃的上表面上，用滴管取3-5ml丙酮-水-乙醇光引發(fā)劑體系溶液，均勻地滴在第一層PE薄膜的表面上，接著用滴管取6-8ml甲基丙烯酸甲酯光引發(fā)體系溶液，均勻地滴在第一層PE薄膜的表面上，然后在光引發(fā)體系溶液上覆蓋經步驟(1)處理過的第二層PE薄膜，第二層PE薄膜的上表面上覆蓋第二塊石英玻璃；

(5)將步驟(4)的兩層PE薄膜放置在40W/m²的紫外燈管下照射15-30min，引發(fā)甲基丙烯酸甲酯接枝反應；

(6)將反應后的PE薄膜放入10-15質量份的丙酮中進行抽提3-5小時，然后移到真空干燥箱內干燥除去丙酮，即制得表面接枝改性的PE薄膜；

(7)用移液管量取10-15質量份的聚乙烯亞胺液體到10-20質量份的超純水中，攪拌混合均勻后得到聚乙烯亞胺溶液；

(8)將聚乙烯亞胺溶液均勻地涂布在表面接枝改性的PE薄膜的內外兩表面上，然后置于60℃真空干燥箱中干燥12-18h，得經改性PE薄膜，該改性PE薄膜的厚度為101-107μm；

2)改性EVOH膠乳的制備

(1)將0.5-1質量份的硫酸鋅和0.08-0.1質量份的三羥甲基丙烷加入到1-3質量份的二乙二醇二苯甲酸酯中，攪拌混合均勻后，在溫度為115-125℃下反應2-3h，冷卻至室溫，制得增塑劑；

(2)將50-70質量份的乙酸乙烯酯加入100-150質量份的叔丁醇溶劑中，攪拌混合均均，再加入10-25質量份的乙烯單體，攪拌混合均勻后，接著加入5-10質量份的氫氧化鈉、1-2質量份的過氧化苯甲酸、0.5-3質量份的6-叔丁基間甲酚、0.05-2質量份的聚氧乙烯月桂酸酯、10-20質量份的步驟(1)中制得的增塑劑，在壓力4-5MPa、溫度80-90℃下，發(fā)生自由基共聚反應，制得乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；

(3)將步驟(2)中制得的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物加入到180-200質量份的甲醇溶劑中，再加入20-30質量份的氫氧化鈉強堿催化劑，在氮氣保護下，攪拌加熱至體系中有甲醇蒸汽餾出，反應過程中補加20-40質量份的甲醇，以保持反應均勻進行，反應5-6h，冷卻至室溫，通過將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的乙酰基醇解成羥基，制得EVOH共聚物；

(4)用200-220質量份的超純水洗滌步驟(3)制得的EVOH共聚物，除去醋酸鈉等水溶性雜質，接著用100-150質量份的丙酮中抽提12-14h，除去醋酸甲酯等脂溶性雜質，

(5)抽提結束后，將EVOH共聚物放置在真空干燥箱內于55℃干燥4-5小時，除去丙酮，冷卻至室溫，即制得改性EVOH膠乳；

3)改性MXD6膠乳的制備

(1)向反應釜中加入5-10質量份的己二酸，接著加入5-8質量份的超純水，在氮氣氣氛的保護下開啟攪拌混合均均；

(2)將4-6質量份的間苯二甲胺加入到5-8質量份的超純水中，再加入10-15質量份的聚乙二醇，攪拌混合均勻，制得混合溶液；

(3)將步驟(2)中的混合溶液慢慢加入步驟(1)的反應釜中，保持反應溫度在50℃以下，當反應溫度不再變化時，反應結束，制得結晶性尼龍樹脂；

(4)將0.05-0.1質量份的磷酸氫二鈉加入到3-5質量份的超純水中，攪拌混合均勻，制得酸堿調節(jié)劑；

(5)將步驟(4)中的酸堿調節(jié)劑加入步驟(3)中制得的結晶性尼龍樹脂中，調節(jié)酸堿度至7.0-7.5；

(6)將步驟(5)制得的結晶性尼龍樹脂在40℃真空干燥箱中干燥12-14h，制得改性MXD6膠乳；

4)用刮膜器將改性EVOH膠乳均勻地涂布在改性PE薄膜的外側表面上，控制涂層厚度為7.5-8.0μm；

5)用刮膜器將改性MXD6膠乳均勻地涂布在改性PE薄膜的內側表面上，控制涂層厚度為8.5-9.0μm；

6)涂布結束后，在50-60℃下干燥熟化10h，即制得到高阻隔PE涂布膜。