一种高强度高阻隔性可热封BOPET膜及其制备方法与流程

本发明涉及pet薄膜制备，具体涉及一种高强度高阻隔性可热封bopet膜及其制备方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是由对苯二甲酸与乙二醇先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，属于结晶型饱和树脂，表面平滑有光泽。pet由于化学结构对称，分子链平面性较好，分子链堆砌紧密，容易结晶取向，这些特点使其具有优异的阻隔性能。它具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性，可广泛的应用于磁记录、感光材料、电子、电气绝缘、工业用膜、包装装饰、屏幕保护、光学级镜面表面保护等领域。特别的，pet具有对气体（氧气和二氧化碳）和水蒸气具有较好的阻隔性，常用于包装食品、精镏酒精、碳酸饮料、非碳酸饮料和化妆品等，除此之外，pet的耐耗性、耐候性、抗蠕变和耐磨性能均较好，同时耐酸和耐溶剂性良好。

2、高阻隔薄膜是把气体阻隔性很强的材料与热缝合性、水分阻隔性很强的聚烯烃同时进行挤出而成，是多层结构的薄膜。现有技术中对于高阻隔膜还会有其他新的要求，特别是在一些食品包装中，还会需要一些对于耐紫外老化的要求。特别是在长时间使用过程中，会起使得薄膜材料产生一定的老化，因此急需一种在长时间使用条件下仍然具有高阻隔性能。其中，双向拉伸聚酯薄膜bopet薄膜作为蒸煮包装袋的外层材料，bopet薄膜耐寒、耐热性优良，应用领域广。bopet膜由于分子结构中有极性基团，未经处理的bopet薄膜表面张力可达42mn/m，对印刷和复合都十分有利。随着pet薄膜新功能的研究，bopet薄膜有了进一步的要求，在满足功能性赋予的前提下，热封强度和低温热封性能也是考虑因素。另外，小分子添加剂使用较多，会导致使用过程中小分子添加剂迁移析出较多，薄膜产品的界面结合以及稳定性等问题，从而导致产品综合性能差、力学性能等综合性能差的情况。

3、基于上述情况，本发明提出了一种高强度高阻隔性可热封bopet膜及其制备方法，可有效解决以上问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种高强度高阻隔性可热封bopet膜及其制备方法，在保证bopet复合膜的高阻隔性能条件下，具有高强度特点、以及具有阻隔紫外线功能。

2、为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

3、一种高强度高阻隔性可热封bopet膜，所述bopet膜由面层和基材层双层结构直接共挤制得；

4、其中，所述面层由包括以下重量份的原料制成

5、pet树脂                        100份；

6、功能性pet母粒                  20-35份；

7、纳米二氧化硅                   2-5份；

8、纳米二氧化钛                   1-3份；

9、光稳定剂                       1-5份；

10、所述基材层由包括以下重量份的原料制成：

11、pet树脂                        100份；

12、改性pet母粒                    25-40份；

13、茂金属聚乙烯                   25-35份；

14、乙烯-乙烯醇共聚物              2-5份。

15、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述pet树脂的熔融指数为10-12g/10min。

16、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述功能性pet母粒为pet抗紫外线母粒，所述pet抗紫外线母粒包括pet树脂74-92.9份、氧化锡锑纳米粒子5-15份、纳米二氧化钛粒子1-5份、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯1-5份、紫外吸收剂0.1-1份。

17、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述紫外吸收剂为2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。

18、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述功能性pet母粒的制备方法具体包括以下步骤：

19、（1）取已知固含量的氧化石墨烯，配置成1mg/ml的氧化石墨烯溶液，取pet树脂，将pet树脂浸渍在氧化石墨烯溶液中，得到浸渍物溶液，再将浸渍物溶液放置在超声机中0.5h后进行摇床振荡24h，再取出pet树脂平铺在锡箔纸中干燥，直至水分含量低于0.2wt%；

20、（2）将锡箔纸连接电路负极，电路正极连接充满4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的平头针头上，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯均匀喷涂在pet树脂上，得到包覆型pet树脂；

21、（3）将包覆型pet树脂与氧化锡锑纳米粒子、纳米二氧化钛粒子、紫外吸收剂进行共混、挤出、造粒，得到功能性pet母粒。

22、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述改性pet母粒的制备方法具体包括以下步骤：

23、1）将pet树脂浸渍在1-2.5wt%的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，浸渍时间为1-24h，将pet树脂捞出、并在60-75℃的鼓风干燥箱中干燥1-4h，烘干至水分含量低于0.2wt%，得到预处理pet树脂；

24、2）取已知固含量的氧化石墨烯，配置成1mg/ml的氧化石墨烯溶液，然后将步骤1）的预处理pet树脂放置在氧化石墨烯水溶液中进行超声振荡0.5-1h，取出后干燥至水分含量低于0.2wt%，最后将干燥后的pet树脂与负载型二氧化硅纳米粉按照10:3的比例混合，再将混合物通过真空送料机输送到螺杆挤出机喂料器中，经过挤出、拉伸、切粒得到改性pet母粒。

25、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述高强度高阻隔性可热封bopet膜的制备方法，包括以下步骤：

26、s1、按重量份分别称取所述面层、基材层的各原料，备用；

27、s2、制备所述面层原料的混合物：

28、1)将pet树脂、功能性pet母粒烘干至水分含量低于0.2wt%；

29、2)然后将烘干后的pet树脂、功能性pet母粒混合均匀，并在52-60℃，2-3个标准大气压条件下放置6-10小时，得到预混料a；

30、3)将所述预混料a与光稳定剂混合均匀，送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成面层熔体；

31、s3、制备所述基材层原料的混合物：

32、1)将pet树脂、改性pet母粒、茂金属聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物烘干至水分含量低于0.2wt%；

33、2)然后将烘干后的pet树脂、改性pet母粒、茂金属聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物混合均匀，得到预混料b；

34、3)所述预混料b送入串联的熔融双螺杆挤出机和计量双螺杆挤出机熔融塑化，形成基材层熔体；

35、s4、所述面层熔体和基材层熔体在模头处汇合后挤出，经急冷辊和水槽快速冷却，形成固体铸片；

36、s5、然后进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为105-120℃，纵向拉伸倍数为4-7倍；

37、s6、然后进行横向拉伸，横向拉伸温度为115-130℃，横向拉伸倍数为4-9倍；拉伸后立即进行冷却定型处理，冷风温度为20-30℃；

38、s7、再依次经过在线测厚、边料切割、自动收卷、时效处理，最后分切制得成品所述bopet膜。

39、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述bopet膜的厚度为40-90um。

40、与现有技术相比，本发明的技术方案获得了如下有益效果：

41、本发明公开一种高强度高阻隔性可热封bopet膜及其制备方法，面层和基材层双层复合膜的结构形式，采用物理共混挤出的方法、利用化学键能的作用，复合bopet膜结构稳定且强度高；面层采用的功能性pet母粒有利于提高整体的力学性能以及紫外阻隔性，降低了基材层材料受到紫外光老化损坏的可能；基材层材料能够保证膜整体的热封性，而且基材层改善了bopet膜的阻隔性与力学性能，再者面层与基材层具有氧化石墨烯的加入，改善了面层与基材层的相容稳定性。更重要的是，面层利用异氰酸酯基与基材层上的氧化石墨烯及硅氧烷具有双重连接作用，进而加强了膜稳定性及力学性能。本发明的bopet膜具有高强度、阻隔紫外线、能够阻隔水气与氧气的优点，进一步拓宽了bopet膜的使用范围。

42、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本发明主题公开的一部分。

43、从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。