[发明专利]一种增强的阻隔薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻隔材料及其制备方法，尤其涉及一种增强的阻隔薄膜及其制备方法。

背景技术

聚乙烯（PE）是世界上产量最大和应用最广泛的高分子材料，其简单对称的结构赋予了它结晶、耐水、耐溶剂、耐腐蚀、耐光氧老化等优点。同时由于分子间力结晶度有限，聚乙烯树脂的强度普遍较低；而其非极性的特点使其对氧气以及其它非极性气体的阻隔性差。

针对这一情况，申请号为201010599844.4的中国专利将尼龙或聚酯的纤维在增容剂存在下与高密度聚乙烯（HDPE）共混挤出，造粒后制备成高阻隔的HDPE母料，该发明利用添加的高阻隔纤维来达到提高聚乙烯树脂阻隔性的目的。另外，申请号为02159030.3的中国专利将蒙脱土在增容剂存在的条件下通过熔融挤出造粒制备成高阻隔的PE母料，这个过程实际上是形成了一种蒙脱土的插层结构，这种高阻隔的层状结构分散在聚乙烯树脂中能够起到提高阻隔性的目的。

目前针对碳纳米管应用于提高聚合物阻隔性的专利报道非常有限，但是在相关的期刊报道中我们可以见到非常多的碳纳米管对聚乙烯的成型以及结晶性的影响研究，X.L.Xie（Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,Vol.74(2003),317-323）研究发现溶液凝胶结晶法制备的碳纳米管/超高分子量聚乙烯薄膜具有更高的晶区熔融温度和结晶率。这暗示着，这种片状或串状分布的结晶也是可能提高聚合物阻隔性的因素，但更重要的是，碳纳米管大的比表面积使其具备了高的吸附性和阻隔性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于为了克服现有的聚乙烯薄膜强度低、阻隔性能差的缺陷，提供了一种增强的阻隔薄膜及其制备方法。本发明的阻隔薄膜强度高，阻隔性能好，在包装以及汽车等领域有良好的应用前景。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供了一种增强的阻隔薄膜的制备方法，其包括下述步骤：

（1）将纯化的碳纳米管分散于混合溶剂中，超声；

（2）与聚乙烯混合，于120~150℃搅拌得溶液；

（3）室温下将上述溶液倒入平面模具中制成聚乙烯凝胶，烘干；

其中，混合溶剂为聚乙烯的良溶剂和极性溶剂的混合溶剂；上述步骤中不添加增容剂。

其中，所述的增容剂可为本领域常规使用的增容剂，一般为马来酸酐接枝共聚物。

其中，所述的纯化的碳纳米管可为本领域常规的处理方法纯化的碳纳米管；所述的碳纳米管可以为单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管；所述的碳纳米管的直径较佳的为10~40nm，长度较佳的为0.5~500μm。

其中，所述的聚乙烯的良溶剂较佳的为甲苯、二甲苯、邻二氯苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中的一种或多种，更佳的为二甲苯、邻二氯苯、十氢萘和石蜡中的一种或多种。所述的极性溶剂较佳的为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、氯仿和1,4-二氧六环中的一种或多种。所述的聚乙烯的良溶剂和极性溶剂的质量比较佳的为100:1~5:1，更佳的为50:1~10:1。

其中，所述的超声的时间以纯化的碳纳米管在混合溶剂中分散均匀为宜，较佳的为2~10小时。

其中，所述的聚乙烯较佳的为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯中的一种或多种。

其中，所述的低密度聚乙烯较佳的为线型低密度聚乙烯。

其中，所述的聚乙烯更佳的为线型低密度聚乙烯和/或超高分子量聚乙烯。

一般而言，密度小于0.925g/cm³的聚乙烯为低密度聚乙烯，密度大于0.94g/cm³的为高密度聚乙烯，在两者之间的为中密度聚乙烯。

其中，所述的聚乙烯与所述的纯化的碳纳米管的质量比较佳的为100:0.5~100:15，更佳的为100:1~100:5。

其中，当所述的聚乙烯选自超高分子量聚乙烯时，所述的超高分子量聚乙烯与所述的混合溶剂的质量体积比较佳的为0.01~0.03g/ml；当所述的聚乙烯选自低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或多种时，所述的聚乙烯与所述的混合溶剂的质量体积比较佳的为0.05~0.2g/ml。

其中，所述的搅拌的转速较佳的为60~180转/分钟。

其中，所述的搅拌的时间以使聚乙烯充分溶解为宜，较佳的为1~3小时。