[发明专利]一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜，包括改性PE薄膜，其特征在于，所述改性PE薄膜的外侧表面上涂布有改性EVOH胶乳，改性PE薄膜的内侧表面上涂布有改性MXD6胶乳；

所述改性PE薄膜包括以下重量份数配比的原料：PE薄膜70-80份、丙酮30-50份、超纯水80-120份、无水乙醇120-180份、甲基丙烯酸甲酯20-30份、聚乙烯亚胺溶液10-15份；

所述改性EVOH胶乳包括以下重量份数配比的原料：乙酸乙烯酯50-70份、乙烯单体10-25份、叔丁醇100-150份、甲醇200-240份、氢氧化钠20-50份、丙酮100-150份、超纯水200-220份、过氧化苯甲酸1-2份、6-叔丁基间甲酚0.5-3份、聚氧乙烯月桂酸酯0.05-2份、硫酸锌0.5-1份、三羟甲基丙烷0.08-0.1份、二乙二醇二苯甲酸酯1-3份；

所述改性MXD6胶乳包括以下重量份数配比的原料：己二酸5-10份、间苯二甲胺4-6份、超纯水10-15份、磷酸氢二钠0.05-0.1份、聚乙二醇10-15份；

所述改性PE薄膜的厚度为40-80μm，改性PE薄膜的外侧表面上涂布的改性EVOH胶乳的厚度为7.5-8.0μm，改性PE薄膜的内侧表面上涂布的改性MXD6胶乳的厚度为8.5-9.0μm；

所述高阻隔PE涂布膜，在大气压力下连续24h内，其透氧率为0.012-0.048ml/mil/100in²，在温度100℃和90％相对湿度下，其透湿气率为0.007-0.011ml/mil/100in²；

所述高阻隔PE涂布膜的密度为1.96-2.16g/cm、熔点为175-193℃、拉伸断裂强度为115-152MPa、断裂伸长率≥169％。

2.根据权利要求1所述的一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性PE薄膜的厚度为65μm，改性PE薄膜的外侧表面上涂布的改性EVOH胶乳的厚度为8.0μm，改性PE薄膜的内侧表面上涂布的改性MXD6胶乳的厚度为8.5μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性PE薄膜包括以下重量份数配比的原料：PE薄膜75份、丙酮50份、超纯水100份、无水乙醇150份、甲基丙烯酸甲酯12份、聚乙烯亚胺溶液13份。

4.根据权利要求1所述的一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性EVOH胶乳包括以下重量份数配比的原料：乙酸乙烯酯60份、乙烯单体20份、叔丁醇120份、甲醇220份、氢氧化钠32份、丙酮120份、超纯水210份、过氧化苯甲酸1.5份、6-叔丁基间甲酚2份、聚氧乙烯月桂酸酯1.5份、硫酸锌0.8份、三羟甲基丙烷0.09份、二乙二醇二苯甲酸酯2份。

5.根据权利要求1所述的一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜，其特征在于，所述改性MXD6胶乳包括以下重量份数配比的原料：己二酸8份、间苯二甲胺5份、超纯水15份、磷酸氢二钠0.1份、聚乙二醇12份。

6.一种用于液体食品包装的高阻隔PE涂布膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)改性PE薄膜的制备

(1)除去PE薄膜的表面残留物：将70-80质量份的PE薄膜放入20-40质量份的丙酮内进行抽提12-18小时，去除PE薄膜制备过程中残留于表面的各种添加剂，抽提结束后，将PE薄膜放置在真空干燥箱内于55℃干燥6-8小时，除去丙酮；

(2)配置光引发剂体系一：向120-180质量份的无水乙醇中加入8-12质量份的丙酮，搅拌混合均匀后，再加入40-60质量份的超纯水，进行稀释后，继续搅拌混合均匀，制得丙酮-水-乙醇光引发剂体系溶液；

(3)配置光引发剂体系二：将10-15质量份的甲基丙烯酸甲酯加入到30-40质量份的超纯水中，搅拌混合均匀，制得甲基丙烯酸甲酯光引发剂体系溶液；

(4)将经步骤(1)处理过的第一层PE薄膜放置在第一块石英玻璃的上表面上，用滴管取3-5ml丙酮-水-乙醇光引发剂体系溶液，均匀地滴在第一层PE薄膜的表面上，接着用滴管取6-8ml甲基丙烯酸甲酯光引发体系溶液，均匀地滴在第一层PE薄膜的表面上，然后在光引发体系溶液上覆盖经步骤(1)处理过的第二层PE薄膜，第二层PE薄膜的上表面上覆盖第二块石英玻璃；

(5)将步骤(4)的两层PE薄膜放置在40W/m²的紫外灯管下照射15-30min，引发甲基丙烯酸甲酯接枝反应；

(6)将反应后的PE薄膜放入10-15质量份的丙酮中进行抽提3-5小时，然后移到真空干燥箱内干燥除去丙酮，即制得表面接枝改性的PE薄膜；

(7)用移液管量取10-15质量份的聚乙烯亚胺液体到10-20质量份的超纯水中，搅拌混合均匀后得到聚乙烯亚胺溶液；

(8)将聚乙烯亚胺溶液均匀地涂布在表面接枝改性的PE薄膜的内外两表面上，然后置于60℃真空干燥箱中干燥12-18h，得经改性PE薄膜；

2)改性EVOH胶乳的制备

(1)将0.5-1质量份的硫酸锌和0.08-0.1质量份的三羟甲基丙烷加入到1-3质量份的二乙二醇二苯甲酸酯中，搅拌混合均匀后，在温度为115-125℃下反应2-3h，冷却至室温，制得增塑剂；

(2)将50-70质量份的乙酸乙烯酯加入100-150质量份的叔丁醇溶剂中，搅拌混合均均，再加入10-25质量份的乙烯单体，搅拌混合均匀后，接着加入5-10质量份的氢氧化钠、1-2质量份的过氧化苯甲酸、0.5-3质量份的6-叔丁基间甲酚、0.05-2质量份的聚氧乙烯月桂酸酯、10-20质量份的步骤(1)中制得的增塑剂，在压力4-5MPa、温度80-90℃下，发生自由基共聚反应，制得乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；

(3)将步骤(2)中制得的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物加入到180-200质量份的甲醇溶剂中，再加入20-30质量份的氢氧化钠强碱催化剂，在氮气保护下，搅拌加热至体系中有甲醇蒸汽馏出，反应过程中补加20-40质量份的甲醇，以保持反应均匀进行，反应5-6h，冷却至室温，通过将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的乙酰基醇解成羟基，制得EVOH共聚物；

(4)用200-220质量份的超纯水洗涤步骤(3)制得的EVOH共聚物，除去醋酸钠等水溶性杂质，接着用100-150质量份的丙酮中抽提12-14h，除去醋酸甲酯等脂溶性杂质，

(5)抽提结束后，将EVOH共聚物放置在真空干燥箱内于55℃干燥4-5小时，除去丙酮，冷却至室温，即制得改性EVOH胶乳；

3)改性MXD6胶乳的制备

(1)向反应釜中加入5-10质量份的己二酸，接着加入5-8质量份的超纯水，在氮气气氛的保护下开启搅拌混合均均；

(2)将4-6质量份的间苯二甲胺加入到5-8质量份的超纯水中，再加入10-15质量份的聚乙二醇，搅拌混合均匀，制得混合溶液；

(3)将步骤(2)中的混合溶液慢慢加入步骤(1)的反应釜中，保持反应温度在50℃以下，当反应温度不再变化时，反应结束，制得结晶性尼龙树脂；

(4)将0.05-0.1质量份的磷酸氢二钠加入到3-5质量份的超纯水中，搅拌混合均匀，制得酸碱调节剂；

(5)将步骤(4)中的酸碱调节剂加入步骤(3)中制得的结晶性尼龙树脂中，调节酸碱度至7.0-7.5；

(6)将步骤(5)制得的结晶性尼龙树脂在40℃真空干燥箱中干燥12-14h，制得改性MXD6胶乳；

4)用刮膜器将改性EVOH胶乳均匀地涂布在改性PE薄膜的外侧表面上，控制涂层厚度为7.5-8.0μm；

5)用刮膜器将改性MXD6胶乳均匀地涂布在改性PE薄膜的内侧表面上，控制涂层厚度为8.5-9.0μm；

6)涂布结束后，在50-60℃下干燥熟化10h，即制得到高阻隔PE涂布膜。