專利名稱：一種高阻隔抗菌pe膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品、醫(yī)藥類包裝膜材料的制備技術(shù)，特別涉及一種高阻隔抗菌PE膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
PE薄膜是一種半透明、質(zhì)地柔軟的薄膜，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐溫性、熱封性和防潮性，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥類包裝材料。其主要缺點是對氧氣、水汽等的阻隔性以及抗菌效果較差。盡管是目前應(yīng)用最廣泛、用量最大的一種塑料包裝薄膜，但常限用于復(fù)合軟包裝材料的內(nèi)層薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高阻隔抗菌PE膜及其制備方法，所要解決的技術(shù)問題是對PE進(jìn)行改性，以提高PE包裝膜的阻隔性和抗菌性能。本發(fā)明高阻隔抗菌PE膜，是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜；所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的3-8% ；所述納米復(fù)合改性 母料由負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土、LDPE和馬來酸酐接枝聚乙烯共混擠出得到，所述負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土是由負(fù)載納米ZnO的蒙脫土與插層劑插層復(fù)合后得到，所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土是由蒙脫土負(fù)載納米ZnO后得到，各組份配比量為:納米Zn02.5-10.5份，蒙脫土 10-30份，插層劑與負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，LDPE100份，馬來酸酐接枝聚乙烯10-30份；所述低密度聚乙烯的數(shù)均分子量為20000-30000 ；所述蒙脫土的粒徑為60-80 μ m,經(jīng)過溶脹、片層之間的撐開和剝離，尺寸會進(jìn)一步降低為納米級。所述馬來酸酐接枝聚乙烯的接枝率為0.6_1%，為實驗室合成，合成方法參照林松柏，肖聰明，吳宏，等.聚乙烯接枝馬來酸酐/聚氯乙烯共混體系的研究，中國塑料，2003，17
(8):28-31。所述納米復(fù)合改性母料中納米ZnO的質(zhì)量為蒙脫土質(zhì)量的25-35%。本發(fā)明高阻隔抗菌PE膜的制備方法，采用納米ZnO和蒙脫土對LDPE進(jìn)行復(fù)合改性，包括母料的制備和吹塑成型各單元過程，其特征在于所述母料的制備按以下步驟操作:I)將蒙脫土分散在Imol.Γ1的鋅鹽水溶液中，固液比l_2g/mL，65°C下恒溫攪拌4h，過濾并反復(fù)洗滌至濾液中無鋅離子(0.1mol噸―1的Na2S溶液檢驗)，80°C下鼓風(fēng)干燥24h后，放入馬弗爐中400°C烘烤2h，得負(fù)載納米ZnO的蒙脫土，負(fù)載量為25_35%。所述負(fù)載量是指負(fù)載納米ZnO的蒙脫土中含有的納米ZnO的質(zhì)量占蒙脫土質(zhì)量的百分比。2)將所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土分散在去離子水中，加入插層劑，所述插層劑與所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，65°C下恒溫攪拌5h，過濾并充分洗滌，然后真空干燥48h，研磨過篩得負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土 ；3)將所述負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土、LDPE和馬來酸酐接枝聚乙烯加入高混機中混合均勻，室溫共混30-50min，靜置20_28h，再通過雙螺桿擠出機擠出造粒制得納米復(fù)合改性母料。所述吹塑成型是將所述納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為LDPE基體樹脂質(zhì)量的3-8%，采用擠出吹膜系統(tǒng)吹塑成型，得到高阻隔抗菌PE膜。步驟1)中所述鋅鹽選自醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅或硫酸鋅等有機或無機鋅鹽。步驟2)中所述插層劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十八烷
基三甲基氯化銨等烷基季銨鹽。步驟3)中擠出造粒時雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為100-140r/min，優(yōu)選120r/min，機頭溫度為140-170°C，優(yōu)選160°C。與純PE膜相比較，本發(fā)明制備的PE膜材料氧氣透過量下降了 31%，水氣透過量下降了 40%，抗菌率達(dá)到99.7%。本發(fā)明PE膜由于其阻隔性好，保鮮，防濕，防霜凍，隔氧，耐油，可廣泛用于輕重包裝，如各種鮮果、肉食品、醬菜、鮮奶、液體飲料、醫(yī)藥用品等。本發(fā)明的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:采用廉價的具有抗菌作用的納米ZnO和具有增強增韌且抗阻隔的蒙脫土對PE薄膜進(jìn)行協(xié)同改性，有效改善了 PE薄膜的抗菌性和阻隔性，拓寬了 PE膜作為包裝材料在食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng) 用。
具體實施例方式非限定實施例敘述如下:本發(fā)明實施例中使用的低密度聚乙烯為中石化天然氣股份有限公司大慶石化分公司生產(chǎn)，牌號LDPE2426H。本發(fā)明原料中馬來酸酐接枝聚乙烯為實驗室合成，合成方法參照林松柏，肖聰明，吳宏，等.聚乙烯接枝馬來酸酐/聚氯乙烯共混體系的研究，中國塑料，2003，17(8):28-31。接枝率為0.6-1%。實施例1:本實施例中高阻隔抗菌PE膜是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜；所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的5%。各組份配比為:LDPE100份，納米Zn06.0份，蒙脫土 20份，馬來酸酐接枝聚乙烯20份；其制備方法如下:I)先將20質(zhì)量份的蒙脫土分散在Imol Γ1的氯化鋅水溶液中，固液比lg/10ml，65°C下恒溫攪拌4h，過濾并反復(fù)洗滌至濾液中無鋅離子，80°C下鼓風(fēng)干燥24h后，放入馬弗爐中400°C烘烤2h，得負(fù)載量為30%的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土。2)將步驟I)得到的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土分散在去離子水中，加入插層劑十六烷基三甲基溴化銨，插層劑與負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，651:下恒溫攪拌511，過濾并充分洗滌，然后真空干燥48h，研磨過200目篩得負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土。
3)將步驟2)得到的負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土與100質(zhì)量份的LDPE、20質(zhì)量份的馬來酸酐接枝聚乙烯按比例置于高混機中混合40min后靜置24h，再利用雙螺桿擠出機造粒制得納米復(fù)合改性母料，其中，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，擠出機機頭溫度為160°C。4)將經(jīng)步驟3)得到的納米復(fù)合改性母料按5%的質(zhì)量比例添加到LDPE基體樹脂中，采用擠出吹膜系統(tǒng)吹塑成型，得到兼具阻隔性和抗菌性的PE膜。對本實施例的產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測，其中氧氣透過量按GB/T1038-2000檢測，水氣透過量按GB/T1037-1988檢測，抗菌率按QB/T2591-2003檢測，檢測結(jié)果見表I。實施例2:本實施例中高阻隔抗菌PE膜是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜；所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的3%。各組份配比為:LDPE100份，納米Zn08.0份，蒙脫土 30份，馬來酸酐接枝聚乙烯30份；其制備方法如下:I)先將30質(zhì)量份的蒙脫土分散在Imol Γ1的氯化鋅水溶液中，固液比lg/10ml，65°C下恒溫攪拌4h，過濾并反復(fù)洗滌至濾液中無鋅離子，80°C下鼓風(fēng)干燥24h后，放入馬弗爐中400°C烘烤2h，得負(fù)載量為27%的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土。2)將步驟I)得到的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土分散在去離子水中，加入插層劑十六烷基三甲基溴化銨，插層劑與負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，651:下恒溫攪拌511，過濾并充分洗滌，然后真空干燥48h，研磨過200目篩得負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土。3)將步驟2)得 到的負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土與100質(zhì)量份的LDPE、30質(zhì)量份的馬來酸酐接枝聚乙烯按比例置于高混機中混合40min后靜置24h，再利用雙螺桿擠出機造粒制得納米復(fù)合改性母料，其中，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，擠出機機頭溫度為160°C。4)將經(jīng)步驟3)得到的納米復(fù)合改性母料按3%的質(zhì)量比例添加到LDPE基體樹脂中，采用擠出吹膜系統(tǒng)吹塑成型，得到兼具阻隔性和抗菌性的PE膜。對本實施例的產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測，其中氧氣透過量按GB/T1038-2000檢測，水氣透過量按GB/T1037-1988檢測，抗菌率按QB/T2591-2003檢測，檢測結(jié)果見表I。實施例3:本實施例中高阻隔抗菌PE膜是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜；所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的8%。各組份配比為:LDPE100份，納米Zn03.2份，蒙脫土 10份，馬來酸酐接枝聚乙烯10份；其制備方法如下:I)先將10質(zhì)量份的蒙脫土分散在Imol Γ1的醋酸鋅水溶液中，固液比lg/10ml，65°C下恒溫攪拌4h，過濾并反復(fù)洗滌至濾液中無鋅離子，80°C下鼓風(fēng)干燥24h后，放入馬弗爐中400°C烘烤2h，得負(fù)載量為32%的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土。2)將步驟I)得到的負(fù)載納米ZnO的蒙脫土分散在去離子水中，加入插層劑十六烷基三甲基氯化銨，插層劑與負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，651:下恒溫攪拌511，過濾并充分洗滌，然后真空干燥48h，研磨過200目篩得負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土。3)將步驟2)得到的負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土與100質(zhì)量份的LDPE、10質(zhì)量份的馬來酸酐接枝聚乙烯按比例置于高混機中混合40min后靜置24h，再利用雙螺桿擠出機造粒制得納米復(fù)合改性母料，其中，螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，擠出機機頭溫度為160°C。4)將經(jīng)步驟3)得到的納米復(fù)合改性母料按8%的質(zhì)量比例添加到LDPE基體樹脂中，采用擠出吹膜系統(tǒng)吹塑成型，得到兼具阻隔性和抗菌性的PE膜。對本實施例的產(chǎn)品性能進(jìn)行檢測，其中氧氣透過量按GB/T1038-2000檢測，水氣透過量按GB/T1037-1988檢測，抗菌率按QB/T2591-2003檢測，檢測結(jié)果見表I。表權(quán)利要求
1.一種高阻隔抗菌PE膜，其特征在于: 所述高阻隔抗菌PE膜是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜； 所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的3-8% ； 所述納米復(fù)合改性母料由負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土、LDPE和馬來酸酐接枝聚乙烯共混擠出得到，所述負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土是由負(fù)載納米ZnO的蒙脫土與插層劑插層復(fù)合后得到，所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土是由蒙脫土負(fù)載納米ZnO后得到，各組份配比量為:納米Zn02.5-10.5份，蒙脫土 10-30份，插層劑與負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，LDPE100份，馬來酸酐接枝聚乙烯10-30份； 所述低密度聚乙烯的數(shù)均分子量為20000-30000。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻隔抗菌PE膜，其特征在于: 所述馬來酸酐接枝聚乙烯的接枝率為0.6-1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻隔抗菌PE膜，其特征在于: 所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土中納米ZnO的負(fù)載量為蒙脫土質(zhì)量的25_35%。
4.一種權(quán)利要求1、2或3所述的高阻隔抗菌PE膜的制備方法，包括母料的制備和吹塑成型各單元過程，其特征在于所述母料的制備按以下步驟操作: 1)將蒙脫土分散在Imol*L_1的鋅鹽水溶液中，65°C下恒溫攪拌4h，過濾并反復(fù)洗滌至濾液中無鋅離子，80°C下鼓 風(fēng)干燥24h后，放入馬弗爐中400°C烘烤2h，得負(fù)載納米ZnO的蒙脫土，負(fù)載量為25-35%; 2)將所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土分散在去離子水中，加入插層劑，所述插層劑與所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土的質(zhì)量比為1:4，65°C下恒溫攪拌5h，過濾并充分洗滌，然后真空干燥48h，研磨過篩得負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土 ； 3)將所述負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土、LDPE和馬來酸酐接枝聚乙烯加入高混機中混合均勻，再通過雙螺桿擠出機擠出造粒制得納米復(fù)合改性母料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于: 步驟I)中所述鋅鹽選自醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅或硫酸鋅等有機或無機鋅鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于: 步驟2)中所述插層劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基氯化銨等烷基季銨鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于: 步驟3 )中擠出造粒時雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為100-140r/min，機頭溫度為140-170°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的制備方法，其特征在于: 步驟3)中擠出造粒時雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，機頭溫度為160°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高阻隔抗菌PE膜及其制備方法，其中高阻隔抗菌PE膜是將納米復(fù)合改性母料添加到LDPE基體樹脂中，通過擠出吹塑得到高阻隔抗菌PE膜；所述納米復(fù)合改性母料的質(zhì)量為所述LDPE基體樹脂質(zhì)量的3-8%；所述納米復(fù)合改性母料由負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土、LDPE和馬來酸酐接枝聚乙烯共混擠出得到，所述負(fù)載納米ZnO的有機蒙脫土是由負(fù)載納米ZnO的蒙脫土與插層劑插層復(fù)合后得到，所述負(fù)載納米ZnO的蒙脫土是由蒙脫土負(fù)載納米ZnO后得到。本發(fā)明高阻隔抗菌PE膜與純PE膜相比，氧氣透過量降低了31%，水氣透過量下降40%，抗菌率達(dá)到99.7%。
文檔編號C08K9/12GK103205049SQ201310153879
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者焦國平, 王華林, 翟林峰, 齊繼業(yè) 申請人:安徽國泰印務(wù)有限公司