一種高阻隔高透明pet復(fù)合薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種PET復(fù)合薄膜，具體涉及一種基于氮化硼納米片的高阻隔高透明 PET復(fù)合薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PET薄膜具有很好的透明性、較好的氣密性和中等的防潮性；同時它在較寬的溫度 范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達(dá)120°C，電絕緣性優(yōu)良；還具有很好的 抗蠕變性、耐疲勞性和尺寸穩(wěn)定性，是一種性能優(yōu)異的包裝薄膜，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 但就包裝領(lǐng)域而言，還要求所使用的PET包裝薄膜具有更高的阻氣防潮的阻隔性能，以延長 產(chǎn)品的保質(zhì)期。目前，PET薄膜所使用的多層復(fù)合的方法不僅工藝復(fù)雜，還往往影響了PET薄 膜的透明性。
[0003] 六方氮化硼(h-BN)是石墨烯的同構(gòu)體，被稱作白石墨烯，具有與石墨烯類似的層 狀結(jié)構(gòu)，其層間靠范德華力結(jié)合，易于滑動和剝離，從而得到單片或數(shù)個片層的氮化硼納米 片。這些氮化硼納米片雖然很薄，只有一個和數(shù)個納米厚，但其本身具有很好的阻隔性，不 透水汽和各種氣體;同時，氮化硼納米片具有寬的帶隙和很好的絕緣性能，使其在降低材料 滲透性的同時不影響材料的光學(xué)或電學(xué)性能。至今為止，未見將氮化硼納米片應(yīng)用于高阻 隔高透明薄膜的報道；同時，相對石墨，由于六方氮化硼中的相鄰兩個片層之間具有離子 鍵，導(dǎo)致其層間的作用力比石墨層間的范德華力要強一些。因此，如何通過功能化或摻雜等 手段來提高氮化硼納米片的應(yīng)用性能也是一個極具挑戰(zhàn)性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于氮化硼納米片的高阻隔高透明的 PET復(fù)合薄膜。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜，是由 上下兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，下層為PET薄膜基材，上層為涂覆在PET薄膜基材上表面的一層高 阻隔高透明涂層，所述涂層包括以下重量分?jǐn)?shù)的原料制成，濃度為6~18%水溶性聚合物水 溶液55.4~66.5%，氮化硼納米片0.003~0.03%，干燥調(diào)節(jié)劑33.5~44.6%。
[0006] 進(jìn)一步，所述涂層還包括石墨稀納米片0.0005~0.001 %。
[0007] 進(jìn)一步，所述氮化硼納米片是由原料氮化硼粉末置于有機溶劑或水溶性聚合物水 溶液中，配成濃度為lmg/ml~50mg/ml的懸浮液，超聲并經(jīng)離心干燥，得到厚度在50nm以下， 徑厚比在100~4000之間的氮化硼納米片。
[0008] 進(jìn)一步，所述有機溶劑為N-十二烷基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮、異丙醇、N-甲 基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯仿、二 甲亞砜、環(huán)己酮或N-甲基甲酰胺。
[0009] 進(jìn)一步，所述水溶性聚合物為聚乙烯醇、淀粉、改性淀粉、纖維素及其衍生物中的 一種或兩種以上的混合物，其中，聚乙烯醇的分子量為12000~75000,醇解度為85~ 99.5wt% 〇
[0010] 進(jìn)一步，所述干燥調(diào)節(jié)劑為甲醇、乙醇、異丙醇、仲丁醇和異丁醇中的一種或兩種 以上的混合物。
[0011] 進(jìn)一步，所述石墨烯納米片是由原料石墨粉末置于有機溶劑或水溶性聚合物水溶 液中，配成濃度為lmg/ml~50mg/ml的懸浮液，超聲并經(jīng)離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑 厚比在100~4000之間的石墨稀納米片。
[0012] 進(jìn)一步，所述有機溶劑為N-甲基啦咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯、N，N-二甲基乙酰胺、1，3_二 甲基-2-咪唑啉酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-十二烷基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、異 丙醇、N-辛基吡咯烷酮或丙酮。
[0013] 本發(fā)明進(jìn)一步解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種高阻隔高透明PET復(fù)合薄 膜的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)涂層料的制備:將氮化硼納米片加入干燥調(diào)節(jié)劑中分散均勻，得到氮化硼納米 片的分散液，然后加入到水溶性聚合物水溶液中混合均勻，即得涂層料，備用。
[0015] ⑵將步驟⑴所述涂層料涂布在PET薄膜上表面，經(jīng)60~80°C熱風(fēng)干燥，即成。
[0016] 進(jìn)一步，步驟（1)中，將氮化硼納米片加入干燥調(diào)節(jié)劑中分散均勻，得到氮化硼納 米片的分散液，然后將石墨烯納米片加入到水性聚合物水溶液中分散均勻，得到石墨烯納 米片的分散液，最后將氮化硼納米片的分散液加入到石墨烯納米片的分散液中混合均勻， 即得涂層料。
[0017] 進(jìn)一步，步驟⑴中，將石墨烯納米片加入到干燥調(diào)節(jié)劑中分散均勾，得到石墨烯 納米片的分散液，然后將氮化硼納米片加入到水性聚合物水溶液中分散均勻，得到氮化硼 納米片的分散液，最后將石墨烯納米片的分散液加入到氮化硼納米片的分散液中混合均 勻，即得涂層料。
[0018] 本發(fā)明利用氮化硼納米片的不可透過性及其納米尺度，制得的高阻隔高透明PET 復(fù)合薄膜具有對氣體高的阻隔性能和PET薄膜優(yōu)異的機械性能，可顯著地提高包裝材料的 阻隔性能，提高商品的保質(zhì)期；同時還能保持PET復(fù)合薄膜材料的高透明性，廣泛應(yīng)用于包 裝領(lǐng)域，可產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0019] 實驗證明，本發(fā)明之高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜（12μπ0的氧氣滲透量可達(dá) 0.63〇113/(111 2.(^5〇，透光率達(dá)到86%以上。
【附圖說明】
[0020] 圖1是氮化硼納米片的透射電鏡(ΤΕΜ)圖。
[0021] 圖2是實施例1制備的基于氮化硼納米片的高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜的剖面圖。 其中，1為PET薄膜基材;2為高阻隔高透明涂層。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023] 實施例1:
[0024] 1、氮化硼納米片的制備:稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進(jìn) 行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100~4000之間的氮化硼納 米片，見圖1。
[0025] 2、聚乙烯醇PV0H水溶液的制備：將18份醇解度為88 %的PV0H加入82份92 °C的水 中，400rpm攪拌60min，降溫至室溫。
[0026] 3、涂層料的制備:將6mg的氮化硼納米片加入89.2g異丙醇中分散均勻，得到氮化 硼納米片的分散液，然后加入110.8g的PV0H水溶液中混合均勻，即得到所需的涂層料。 [0027] 4、高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜的制備:將涂層料涂布在表面張力50達(dá)因的12μπι厚 的Β0ΡΕΤ亮光薄膜表面，經(jīng)70 °C熱風(fēng)干燥，即成，見圖2。
[0028]測量涂層厚度約3μπι，測量含有涂層的PET復(fù)合薄膜的氧氣透過率和透光率，其中， 透氧率采用GB/T19789-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，透光率采用GB/T2410-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試 結(jié)果見表1。
[0029] 實施例2:
[0030] 1、氮化硼納米片的制備：稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進(jìn) 行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100~4000之間的氮化硼納 米片，見圖1。
[0031] 2、PV0H水溶液的制備：將15份醇解度為88 %的PV0H加入85份92 °C的水中，400rpm 攪拌60min，降溫至室溫。
[0032] 3、涂層料的制備：將12mg氮化硼納米片加入67.6g異丙醇中分散均勻，然后加入 132.4g PV0H水溶液中混合均勻，即得到所需的涂層料。
[0033] 4、高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜的制備:將涂層料涂布在表面張力50達(dá)因的12μπι厚 的Β0ΡΕΤ亮光薄膜表面，經(jīng)70 °C熱風(fēng)干燥，即成，見圖2。
[0034]測量涂層厚度約3μπι，測量含有涂層的PET復(fù)合薄膜的氧氣透過率和透光率，其中， 透氧率采用GB/T19789-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，透光率采用GB/T2410-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試 結(jié)果見表1。
[0035] 實施例3:
[0036] 1、氮化硼納米片的制備：稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進(jìn) 行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100~4000之間的氮化硼納 米片，見圖1。
[0037] 2、PV0H水溶液的制備:將6份醇解度為88 %的PV0H加入94份92 °C的水中，400rpm攪 拌60min，降溫至室溫。
[0038] 3、涂層料的配制:將0.03g氮化硼納米片加入185. lg異丙醇中分散均勻，然后加入 328.25g的上述PV0H水溶液中混合均勻，即得到所需的涂層料。
[0039] 4、高阻隔高透明PET復(fù)合薄膜的制備:將涂層料涂布在表面張力50達(dá)因的12μπι厚 的Β0ΡΕΤ亮光薄膜表面，經(jīng)70 °C熱風(fēng)干燥，即成，見圖2。
[0040]測量涂層厚度約3μπι，測量含有涂層的PET復(fù)合薄膜的氧氣透過率和透光率，其中， 透氧率采用GB/T19789-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，透光率采用GB/T2410-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，測試 結(jié)果見表1。
[0041 ] 實施例4:
[0042] 1、氮化硼納米片的制備:稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進(jìn) 行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100~4000之間的氮化硼納 米片，見