[發明專利]一種可生物降解高阻隔紙塑包裝復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110907766.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113619242B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 顧成;周偉學;孫寧;李斌斌
• 申請（專利權）人: 江蘇利特爾綠色包裝股份有限公司
• 主分類號: B32B27/36
• 分類號: B32B27/36;B32B27/10;B32B29/00;B32B33/00;B32B7/12;B32B38/14;B29C48/00;B29C48/08;C08L67/04;C08L67/02;C08L69/00;B65D65/40
• 代理公司: 無錫萬里知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32263
• 代理人: 王傳林

本發明提供了一種可生物降解高阻隔紙塑包裝復合膜及其制備方法，該可生物降解高阻隔紙塑包裝復合膜由表及里依次為油墨層、紙張層、阻隔涂層、粘接層和PLA層，其中PLA層是經熱塑性彈性體改性的，改性后能夠提高其耐溫性和韌性，保證其熱封性能，滿足不同內容物、不同重量的包裝要求；阻隔涂層能夠保證最終成品擁有良好的阻隔性、延長內容物的保質期。本發明的可生物降解高阻隔紙塑包裝復合膜具有印刷外觀精美、具有較好的展示效果等優點，它使用可降解材料制成，使用過后可通過生物降解，對環境無污染。

技術領域

本發明屬于包裝材料領域，具體涉及一種可生物降解高阻隔紙塑包裝復合膜及其制備方法。

背景技術

傳統的塑料制品以其輕便、價格低廉的特點成為人們生活中的常用消耗品。但由于塑料制品難以降解，被遺棄后的塑料制品會給環境帶來嚴重的危害，即俗稱的“白色污染”。據科爾尼(Kearney)的分析，目前世界上只有8％的塑料被回收利用，每年有800萬噸的塑料廢物進入海洋。全球塑料使用總量約30％來自包裝制品，這一數字在2019年總計為1.1億噸。到2050年，塑料產量預計將大幅增長，預測到時這個數字將達到7億噸。如果不采取任何對策，每年將導致6.44億噸塑料進入垃圾填埋場。隨著包裝在全球塑料中所占的比例不斷提升，以及消費者意識的增強，消費者要求企業進行變革。

傳統塑料包裝通常采用PE(聚乙烯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PA(尼龍)等高分子薄膜等作為基材，而這些高分子薄膜之中，?PE、PET、PP、PVC等均屬于非生物降解高分子材料，PA雖是可降解材料，但其降解周期一般在30年以上。這些高分子材料都不適用于新一代可降解塑料包裝的研發。

在可降解塑料的研究和發展方面，當前全球的主流趨勢為淀粉基塑料、PLA、PBAT。其中PLA(聚乳酸)生產過程無污染，具有可靠的生物安全性、良好的力學性能和易加工性，降解后的產物為二氧化碳和水，不會對環境產生影響，是公認的最具發展前景的可降解材料，可用于制造食品包裝、醫用包裝、農用地膜等。

但PLA也存在不耐熱、軟化溫度低、不易成膜、質脆易斷、阻隔性一般等缺點。如果通過改性方法解決這些問題，則成本會大幅提高。這也是PLA塑料制品目前尚未大規模應用的主要原因。

目前國內外PLA相關研究現狀：

(1)PLA技術壁壘較高，國內仍處于起步

PLA(聚乳酸)是以生物發酵生產的乳酸為主要原料聚合得到的聚合物。單個的乳酸分子中有一個羥基和一個羧基，多個乳酸分子在一起，羥基與別的分子的羧基脫水縮合，羧基與別的分子的羥基脫水縮合，形成了聚乳酸。

PLA制備主要有兩種方法，分別是丙交酯開環聚合法和直接縮聚法，工業上采用的主要是開環聚合法。中間體丙交酯的合成和純化是目前PLA工藝流程中的核心技術和難點，其反應條件苛刻、工藝復雜、技術要求較高、生產成本較高，是國內企業PLA產能擴張的主要技術壁壘。目前PLA產能主要集中于海外，國內仍處于起步階段。

國內聚乳酸技術主要依靠企業與科研機構的合作研發。上海同杰良公司技術來自同濟大學，采用直接縮聚法生產工藝，現已具備“乳酸-聚乳酸”的生產能力。浙江海正丙交酯技術工藝來自于長春應化所，其丙交酯成功實現生產，能夠實現部分自供，公司依托生物技術方面積累，持續向聚乳酸上下游產業鏈延伸，但目前公司缺乏原材料乳酸生產，需要向國內金丹科技等企業采購。金丹科技和南京大學合作，采用有機胍催化工藝，嘗試打通“乳酸-丙交酯”產業鏈，中試結果較好，成本有望隨工程化能力提高而持續降低。中糧科技技術來源于比利時格拉特，兩者合作已在安徽建立玉米-乳酸-丙交酯-聚乳酸的全產業鏈生產基地，公司已掌握丙交酯生產工藝和加工技術，丙交酯生產項目正穩步推進。由此可見，PLA技術難點主要在丙交酯，國內許多企業正在大力研發丙交酯生產技術，試圖攻破PLA產業技術壁壘，打通“乳酸-丙交酯-聚乳酸”全產業鏈，增強成本優勢。

(2)PLA應用受限，改性研究為當務之急