[發(fā)明專利]一種高氣體阻隔性取向復合薄膜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011064516.4
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112280087A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 王文俊;劉平偉;李家旭;來蕾
• 申請（專利權）人: 浙江大學衢州研究院
• 主分類號: C08J7/048
• 分類號: C08J7/048;C08J7/12;C08L23/06;C08L75/04;C08L33/12;C08L79/08;C08L81/06;C08L77/00;C08L25/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開了一種高氣體阻隔性取向復合薄膜。該復合薄膜由涂覆層和基礎層構成，所述涂覆層厚度為10?500nm，所述涂覆層中含有與涂覆層表面平行取向的第一二維材料；所述基礎層厚度為1?300μm，所述基礎層中含有與基礎層表面平行取向的第二二維材料。本發(fā)明所提供的高氣體阻隔性取向復合薄膜，具有很高的氧氣和水汽阻隔性，阻隔性明顯優(yōu)于無涂覆層薄膜，可應用于農(nóng)業(yè)、電子、電器、建筑、食品、醫(yī)療等包覆與包裝。

技術領域

本發(fā)明涉及復合薄膜領域，尤其涉及一種高氣體阻隔性取向復合薄膜。

背景技術

復合薄膜在人類社會的方方面面發(fā)揮著重大作用，常用于農(nóng)業(yè)、電子、電器、建筑、食品、醫(yī)療等包覆或包裝。我國是世界塑料生產(chǎn)、消費第一大國。2019年全國塑料制品產(chǎn)量為8184.2萬噸，其中塑料薄膜1319.3萬噸，占塑料總量的16.12％。

塑料薄膜的一個重要特性是氣體阻隔性，能夠阻止水汽、氧氣等的滲透，起到抗氧化、防腐、保濕等作用。工業(yè)上常用的阻隔性優(yōu)異的材料如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍(PA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、鋁箔等種類較為單一，難以實現(xiàn)在不同場所的應用。鋁箔等種類較為單一，難以實現(xiàn)在不同場所的應用。二維納米片具有高比表面積和高長厚比，同時具有良好的氣體如氧氣和水汽等的阻隔性。將二維納米片引入到聚合物薄膜內(nèi)部或表面，并讓它們實現(xiàn)有序的取向，則可實現(xiàn)薄膜氣體阻隔性的極大提升。

CN 102225648 A公開了一種通過共擠拉伸方法制備的三層PET-PEN高阻隔性聚酯薄膜，其不涉及二維納米片取向。CN 1335807 A與CN 102453319 A利用雙向拉伸方法生產(chǎn)了可生物降解薄膜，但不具備高阻隔性。CN102173145 A公開了一種夾層式聚合物復合膜，中間層為一含氧化石墨烯的夾層，但該層中的氧化石墨烯不取向排列。由于已公開的技術尚無實現(xiàn)二維納米片填充物在聚合物薄膜內(nèi)部或表面的取向排列，因此未能很好地提升聚合物薄膜的氧氣與水汽等的氣體阻隔性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種高氣體阻隔性取向復合薄膜，實現(xiàn)氣體阻隔性的提高。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：一種高氣體阻隔性取向復合薄膜，由涂覆層和基礎層構成，所述涂覆層厚度為10-500nm，所述涂覆層中含有與涂覆層表面平行取向的第一二維材料；所述基礎層厚度為1-300μm，所述基礎層中含有與基礎層表面平行取向的第二二維材料；

所述第一二維材料由石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、化學修飾石墨烯、氮化硼、磷化硼、蒙脫土、高嶺土、云母、蛭石、過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硫化物、二維金屬有機框架材料、二維共價有機框架材料中的一種或多種按照任意比例混合組成；所述第二二維材料由石墨烯、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、化學修飾石墨烯、氮化硼、磷化硼、蒙脫土、高嶺土、云母、蛭石、過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硫化物、二維金屬有機框架材料、二維共價有機框架材料中的一種或多種按照任意比例混合組成。

進一步地，所述基礎層按照質(zhì)量份計由65-99.8份的基礎層樹脂、0.01-30份的第二二維材料與0.01-5份的第二穩(wěn)定助劑組成，將基礎層樹脂、第二二維材料與第二穩(wěn)定助劑通過吹塑、流延、單向拉伸、雙向拉伸或多層共擠工藝制得基礎層。

進一步地，所述基礎層樹脂由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺和聚丙烯腈中的一種或多種按照任意比例混合組成。

進一步地，所述涂覆層按質(zhì)量份計由20-90份的涂覆層樹脂、9.97-66份的第一二維材料、0.01-10份的交聯(lián)劑、0.01-3份的催化劑與0.01-1份的第一穩(wěn)定助劑組成。