[发明专利]一种POSS改性高阻隔三层共挤包装薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包装薄膜，尤其涉及一种采用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性的高阻隔性三层共挤包装薄膜及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对包装材料提出了各种新的要求。在食品包装领域，要求包装材料必须对氧气、二氧化碳和水具有较高的阻隔性，以延长食品的保质期。目前实际使用中的包装技术方法很多，包括真空包装、充气包装、防潮包装、脱氧包装、自调气氛包装等，都离不开阻隔型薄膜包装材料。到目前为止，尽管阻隔性包装薄膜包括复合膜，品种很多，但是仍然不能完全满足人们对食品包装的阻隔性要求。因此，包装界一直在努力开发高阻隔性、综合性能好、透明、使用安全的理想阻隔性包装材料。目前，广泛应用的阻隔性包装材料主要有聚偏氯乙烯(PVDC)，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和腈树脂。

其中EVOH具有很好的气体阻隔性和阻湿性，这是综合了聚乙烯和聚乙烯醇两类高聚物性能后的结果。聚乙烯阻湿性好，而聚乙烯醇的阻气性好。20世纪50年代，美国杜邦公司首次通过共聚、醇解反应得到了EVOH。可乐丽公司则于1972年最早实现了EVOH树脂的工业化生产。目前国内已有不少人做过EVOH包装薄膜方面的研究。金铁铃等(金铁铃，等.林产化工通讯，1995，6：3-6)阐述了研制新型高阻隔包装材料EVOH树脂的迫切性，研究了合成EVOH树脂的工艺和流程，并对EVOH树脂的醇解工艺进行了系统的研究，研制成功的EVOH树脂的主要技术性能指标，与日本可乐丽公司同类产品接近。蔡钢锋等(中国发明专利，公开号：CN1430627A，通过改性乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)提高氧阻隔性)公开了带有氧清除官能团的EVOH，该改性的EVOH可用于氧阻隔应用，如形成包装制品的氧阻隔层。赵晓东等(赵晓东等，石化技术与应用，2006，6：448-450)研究了EVOH的热熔融性能、物理机械性能以及加工流变性能，并发现用EVOH改性HDPE时，可以显著提高共混物的拉伸强度；用HDPE改性EVOH时，材料的熔体黏度下降，挤出机负荷降低，共混物的加工流变性能得到改善。邓鹏飏等(中国发明专利，公开号：CN1948389，一种改性的乙烯-乙烯醇共聚物及其制备方法)公开了一种改性的乙烯-乙烯醇共聚物及其制备方法，在同等条件下，其吸水率只有普通EVOH膜的30％～40％。吴艳秋等(中国发明专利，公开号：CN101323685A，线性低密度聚乙烯与乙烯-乙烯醇共聚物的共混膜及其制作方法)解决了LLDPE与EVOH不相容，二者共同使用时必须在两者之间加粘合层的问题。但由于聚乙烯醇是属于亲水性薄膜，会吸附水分，这样就会影响薄膜的阻隔性能。因此EVOH最好使用在多层复合薄膜的中间层，再用其他具有高阻湿性的聚烯烃材料在外层来阻止它吸附水分。

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种近年来在国际上受到广泛关注的聚合物增强材料，它属于纳米尺度的二氧化硅/硅氧烷杂化物，可以与多种有机聚合物结合，形成纳米尺度的无机-有机杂化增强聚合物，显著提高材料的耐热性、耐摩擦性能和力学性能。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种具有阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性较好的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性高阻隔三层共挤包装薄膜及其制备方法。

所述多面体低聚倍半硅氧烷改性高阻隔三层共挤包装薄膜包括外、中、里三层，其中外层薄膜组份为10％～20％的低密度聚乙烯(LDPE)、74％～87％的线型低密度聚乙烯(LLDPE)和3％～6％多面体低聚倍半硅氧烷改性剂，中层薄膜组份为85％～90％的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和10％～15％的增容树脂，里层薄膜组份为10％～20％的LDPE，79％～89％的LLDPE和1％的开口剂。

所述多面体低聚倍半硅氧烷改性高阻隔三层共挤包装薄膜的厚度可为40～60μm，外层薄膜的厚度、中层薄膜的厚度和里层薄膜的厚度最好相同。

所述增容树脂可为PE-g-MAH等。

所述开口剂可为油酸酰胺等。

所述多面体低聚倍半硅氧烷改性剂的结构式如下：

其中：R＝-i-C₄H₉，n＝1～6。

所述多面体低聚倍半硅氧烷改性高阻隔三层共挤包装薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)多面体低聚倍半硅氧烷改性剂的制备：