中药用超高阻隔薄膜包装材料的制备工艺的制作方法

本发明属于包装材料，具体的涉及一种中药用超高阻隔薄膜包装材料的制备工艺。

背景技术：

1、常用的中药饮片包装材料有聚乙烯塑料薄膜、牛皮纸、热封型滤纸、尼龙高压聚乙烯复合薄膜等。包装材料与药材的相容性关系体现在以下5个方面：（1）渗透。水蒸气、液体和气体等对塑料包装的渗透会影响药材的贮藏期。（2）溶出。塑料包装的添加剂等溶出或者进入药材造成药材污染。（3）吸附。药材中的成分向包装材料转移，严重影响药材的质量。（4）化学反应。塑料中某些组分与药材中的成分起化学反应而影响药效。（5）变形。各种原因使塑料发生物理或化学改变而影响包装功效。

2、中药饮片的变质，主要表现在贮藏期间出现的霉变、虫蛀、变色、泛油、潮解、风化等问题。聚乙烯塑料膜，是临床常用剂量精确装配的小型中药饮片的包装材料，其化学性质稳定，不溶于一般溶剂，耐大多数酸碱的侵蚀，有一定的透气性，但较差，易致中药饮片霉变；透水性差，故能有效防水；无毒无害，经常被用于复合材料的热封层和防潮层。如何改善聚乙烯塑料膜的透气性，将其应用于中药饮片包装材料成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种中药用超高阻隔薄膜包装材料的制备工艺。采用本发明所述的制备工艺制备的薄膜包装材料具有很好的阻隔性、抗菌性以及力学性能。

2、本发明所述的中药用超高阻隔薄膜包装材料，由外向内依次设置pet层、第一改性pe层和第二改性pe层；第一改性pe层的原料，以重量份数计，由低密度聚乙烯70-75份、茂金属聚乙烯25-30份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物8.5-8.7份、改性镁铜层状双氢氧化物7.0-7.3份、二氧化硅接枝季铵盐3.2-3.5份、六方氮化硼7.2-7.5份组成；第二改性pe层的原料，以重量份数计，由低密度聚乙烯75-80份、茂金属聚乙烯20-25份、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物7.5-7.8份、改性镁铜层状双氢氧化物 4-6份、二氧化硅接枝季铵盐4.8-5.6份、六方氮化硼5.5-6.3份组成。

3、其中：

4、pet层，以重量份数计，由100份的聚对苯二甲酸乙二酯组成。

5、第一改性pe层与第二改性pe层中的改性镁铜层状双氢氧化物相同，所述改性镁铜层状双氢氧化物的制备方法，由以下步骤组成：

6、①将六水硝酸镁和三水硝酸铜溶于去离子水中配成第一溶液，将氢氧化钠溶于去离子水中配成第二溶液，然后将第一溶液和第二溶液置于反应器中进行水热反应，最后用去离子水对反应产物进行离心洗涤至中性，经干燥处理，制备得到镁铜层状双氢氧化物；

7、②将镁铜层状双氢氧化物加入到硬脂酸钠水溶液中进行反应，然后将混合物经离心、洗涤、干燥，制备得到改性镁铜层状双氢氧化物。

8、其中：

9、步骤①中六水硝酸镁与三水硝酸铜的摩尔比为4:1。

10、步骤①中氢氧化钠在去离子水中的浓度是六水硝酸镁在去离子水中浓度的4.5倍。

11、步骤①中水热反应的温度为115-118℃，时间为12.3-12.5h。

12、步骤①中干燥处理为于60-65℃真空干燥至恒重。

13、步骤②中镁铜层状双氢氧化物与硬质酸钠的质量比为1:90。

14、步骤②中硬脂酸钠水溶液的浓度为0.06-0.07mol/l。

15、步骤②中反应温度为103-105℃，反应时间为4.1-4.3h。

16、步骤②中离心转速为6000r/min，采用乙醇洗涤五次，于83-85℃真空干燥16h。

17、第一改性pe层与第二改性pe层中的二氧化硅接枝季铵盐相同，所述二氧化硅接枝季铵盐的制备方法，由以下步骤组成：

18、（1）将纳米二氧化硅加入到甲苯中进行搅拌溶解，然后加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷进行反应，反应完毕后过滤、洗涤、室温下真空干燥至恒重，制备得到改性纳米二氧化硅；

19、（2）向改性纳米二氧化硅中加入乙腈和乙酸乙酯的混合液并搅拌，与搅拌状态下加入n,n-二甲基苄胺进行反应，反应完毕后经离心、洗涤，真空干燥制备得到二氧化硅接枝季铵盐。

20、其中：

21、步骤（1）中反应温度为85-88℃，反应时间为6.3-6.5h。

22、步骤（1）中纳米二氧化硅与γ-氯丙基三甲氧基硅烷的质量体积比为5:7，单位为g/ml。

23、步骤（2）中改性纳米二氧化硅与n,n-二甲基苄胺的质量比为1:5。

24、步骤（2）中改性纳米二氧化硅与乙腈和乙酸乙酯的混合液的质量体积比为0.5:10，单位为g/ml。

25、步骤（2）中乙腈和乙酸乙酯的混合液中乙酸乙酯与乙腈的质量比为7:10。

26、步骤（2）中反应温度为83-85℃，反应时间为5.5-5.8h。

27、步骤（2）中离心转速为12000r/min，采用乙醇洗涤五次，于60-65℃真空干燥20-22h。

28、本发明所述的中药用超高阻隔薄膜包装材料，将pet层、第一改性pe层和第二改性pe层复配制备薄膜包装材料，pet膜的抗拉伸强度大、抗撕裂、耐腐蚀以及阻氧和阻湿性好，将其作为薄膜包装材料的外层；在第一改性pe层和第二改性pe层中创造性的加入了改性镁铜层状双氢氧化物、六方氮化硼以及二氧化硅接枝季铵盐，通过控制镁铜层状双氢氧化物、六方氮化硼以及二氧化硅接枝季铵盐在第一改性pe层和第二改性pe层中的占比，使得第一改性pe层具有更强的阻隔性，第二改性pe层具有更强的抗菌性，三层膜相互协同作用，保证了中药用包装材料具有超高阻隔性和抗菌性。

29、在第一改性pe层和第二改性pe层中创造性的加入了改性镁铜层状双氢氧化物、六方氮化硼以及二氧化硅接枝季铵盐，改性镁铜层状双氢氧化物（mgcu-dhl）以及六方氮化硼相互协同作用，保证第一改性pe层和第二改性pe层的阻隔性，添加二氧化硅接枝季铵盐保证第一改性pe层和第二改性pe层的抗菌性。未经过改性处理的mgcu-dhl由于具有羟基，表现出较弱的疏水性，降低了其与聚乙烯相容后的疏水能力，因此，采用硬质酸钠对其进行插层改性处理，改性的镁铜层状双氢氧化物层间剥落增大，使得改性的mgcu-dhl纳米薄片相互交联嵌于聚乙烯基体网络，形成了阻止气体和水分子进入聚乙烯基体材料的“迷宫通道”，从而提升了对水蒸气和氧气的阻隔性能。六方氮化硼具有层状结构以及高纵横比，当将六方氮化硼引入到聚乙烯树脂基体中时，六方氮化硼纳米片间的振动效应增加了气体通过的路径，形成了阻隔屏障，从而有效提高中药用超高阻隔薄膜包装材料的阻隔性能；此外，六方氮化硼通过改变裂纹的方向分散局部载荷来提高薄膜的拉伸强度以及抗撕裂性。纳米二氧化硅具有亲水性，不能够与聚乙烯树脂很好的相容和分散，因此，首先采用γ-氯丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅进行改性处理，利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷取代纳米二氧化硅表面的羟基引入氯丙基，使纳米二氧化硅具有疏水性，然后加入n,n-二甲基苄胺进行季铵化反应，使得纳米二氧化硅颗粒具有抗菌性，制备的二氧化硅接枝季铵盐与菌体接触后吸附至菌体表面，穿透细胞壁，通过渗透压的变化与有机物的分解作用扰乱细胞膜的组成，促使细胞内物质泄漏，进而使菌体死亡。通过将季铵盐接枝到纳米二氧化硅载体上，基团集中在载体表面，使得浓度变大，杀菌时间变短，杀菌效率高，从而保证了中药用薄膜包装材料的抗菌性。

30、本发明所述的中药用超高阻隔薄膜包装材料的制备工艺，由以下步骤组成：将pet层原料、第一改性pe层原料和第二改性pe层原料分别经挤出机熔融挤出，然后通过各自的流道进入共挤出模头进行共挤出成型，制备得到包括pet层、第一改性pe层和第二改性pe层的复合膜层，对复合膜层进行热处理，制备得到中药用超高阻隔薄膜包装材料。

31、其中：

32、pet层原料熔融挤出温度为270-275℃；第一改性pe层原料熔融挤出温度为187-190℃；第二改性pe层原料熔融挤出温度为180-185℃；共挤出温度为208-210℃。

33、热处理温度为110-130℃，热处理时间为10-20h。

34、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

35、（1）本发明所述的中药用超高阻隔薄膜包装材料，由pet层、第一改性pe层和第二改性pe层组成，在第一改性pe层和第二改性pe层中创造性的添加了改性镁铜层状双氢氧化物、二氧化硅接枝季铵盐和六方氮化硼，用来增强第一改性pe层和第二改性pe层的阻隔性和抗菌性，通过控制第一改性pe层和第二改性pe层的原料占比，使的第一改性pe层具有更强的阻隔性，第二改性pe层具有更强的抗菌性，三层膜相互协同作用，保证了中药用包装材料具有超高阻隔性和抗菌性。

36、（2）本发明所述的中药用超高阻隔薄膜包装材料的制备工艺，工艺简单，易于实现，制备的包装材料具有很好的抗撕裂性和拉伸强度。