【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及高分子膜，尤其涉及一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、近年來，隨著生活水平的提高，食品種類的日益豐富，人們對食品的包裝材料要求越來越高，其主要目的是為了延長食品保持期，進(jìn)而要求包裝材料具備高阻隔性。高阻隔包裝材料的應(yīng)用不僅減少了食品的浪費(fèi)，而且保障了健康與安全。
2、聚乙烯醇(pva)是一種水溶性高分子，具有生物降解性能，成膜性好，具有良好的明度、力學(xué)性能、氣體阻隔性等優(yōu)點(diǎn)。其阻氧性甚至優(yōu)于乙烯/乙烯醇共聚物，但單純的pva薄膜，其阻隔性和抗uv依然無法滿足要求較高的包裝制品，在一定程度上限制了其的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請目的在于針對當(dāng)前技術(shù)的不足，提供一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜及其制備方法。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，如下技術(shù)方案：
3、一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，包括高分子膜和涂布于高分子膜上的抗uv高阻隔涂布液，所述高分子膜的厚度為50-80μm；所述抗uv高阻隔涂布液，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：聚乙烯醇50-55份，乙醇10-15份，反應(yīng)前驅(qū)體1-3份、去離子水90-100份，金紅石型二氧化鈦添加劑3-5份，可分散石墨烯1-3份，尿素0.5-0.8份，偶聯(lián)劑0.5-1份。
4、通過采用上述技術(shù)方案，在本申請中，各組分起到了不同的作用，并且相互之間發(fā)生了協(xié)同作用，以提高抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的性能。聚乙烯醇(pva)：作為高分子膜的主要組分之一，它具有較好的阻水性能和機(jī)械強(qiáng)度，
5、優(yōu)選的，所述高分子膜為聚酯膜、聚氨酯膜和pet膜中的一種。
6、優(yōu)選的，所述反應(yīng)前驅(qū)體為正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種。
7、通過采用上述技術(shù)方案，正硅酸乙酯或正硅酸甲酯水解生產(chǎn)納米二氧化硅，利用反應(yīng)前驅(qū)體水解產(chǎn)物的活硅羥基與pva的羥基在干燥過程中縮合交聯(lián)，提高了涂層的阻隔性能和抗uv性能。
8、優(yōu)選的，所述金紅石型二氧化鈦添加劑的制備方法包括：將去離子水、甘露醇和改性金紅石型二氧化鈦加入到反應(yīng)器中，超聲分散25min，將反應(yīng)器轉(zhuǎn)移帶有機(jī)械攪拌的鐵架臺上攪拌，向反應(yīng)器中加入乙二胺四乙酸鈉和乙二胺，反應(yīng)器溫度升高至150-160℃，反應(yīng)3-5h，然后溫度降低至室溫，將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移到透析袋中，透析24h，將透析袋中的液體轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，設(shè)置水浴溫度為75℃，減壓蒸餾至無液體流出，得到金紅石型二氧化鈦添加劑。
9、優(yōu)選的，所述去離子水、甘露醇和改性金紅石型二氧化鈦、乙二胺四乙酸鈉和乙二胺的用量比為60ml:90ml:25g:15g:10ml。
10、優(yōu)選的，所述改性金紅石型二氧化鈦的制備方法包括：將25g納米金紅石型二氧化鈦、120ml乙醇和25ml水加入到反應(yīng)器中，超聲分散50min，將反應(yīng)器轉(zhuǎn)移到帶有機(jī)械攪拌的鐵架臺上攪拌，反應(yīng)器溫度升高至55℃，向三口燒瓶中滴加2g3-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完畢反應(yīng)2-3h，然后抽濾，濾餅用乙醇和純化水洗滌后，將濾餅轉(zhuǎn)移到溫度為70℃的干燥箱中真空干燥至恒重后處理，得到改性金紅石型二氧化鈦。
11、通過采用上述技術(shù)方案，通過納米金紅石型二氧化鈦與3-氨丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)，在納米金紅石型二氧化鈦的表面接枝修飾3-氨丙基三乙氧基硅烷，得到改性二氧化硅，改性二氧化硅與乙二胺四乙酸鈉、乙二胺反應(yīng)，在改性金紅石型二氧化鈦的表面形成對金紅石型二氧化鈦上的鈦量子點(diǎn)修飾的亞氨、羥基、羰基等官能團(tuán)，提高鈦量子點(diǎn)的uv吸收特性，進(jìn)而提高抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的抗uv性能，并且金紅石型二氧化鈦粒子通過改性處理，提高了其在聚乙烯醇中的分散性和相容性，進(jìn)而提升抗uv高阻隔復(fù)合薄膜阻隔性能和抗uv性能。
12、優(yōu)選的，所述可分散石墨烯的制備方法包括：將10g氧化石墨烯溶于100g體積比為1:1的乙醇水溶液中，加入直徑為0.1mm的鋯球，并調(diào)節(jié)溶液的ph值為9，逐滴滴加30ml濃度為10g/l的3-脲丙基三甲氧基硅烷，球磨120min，然后離心取沉淀，用乙醇洗滌三遍，干燥后得到可分散石墨烯。
13、通過采用上述技術(shù)方案，通過表面化學(xué)設(shè)計將改性金紅石型二氧化鈦添加劑與可分散石墨烯有效結(jié)合，通過反應(yīng)吸附及組裝形成致密的“磚-墻”結(jié)構(gòu)，使得小分子透過路徑極為曲折，制備的抗uv高阻隔復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的氧氣阻隔性能，阻水性和抗紫外線性能。
14、優(yōu)選的，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3-脲丙基三甲氧基硅烷按照質(zhì)量比為5:1-3:3-5的組合物。
15、通過采用上述技術(shù)方案，在本申請中，偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3-脲丙基三甲氧基硅烷以5:1-3:3-5的質(zhì)量比組合物的作用和協(xié)同作用如下：乙烯基三甲氧基硅烷：它是一種偶聯(lián)劑，能夠提高改性二氧化硅與高分子膜和其他成分之間的相容性和粘附性，從而增強(qiáng)復(fù)合薄膜的整體性能。γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：它具有良好的親水性和改善納米金紅石型二氧化鈦和可分散石墨烯分散性的能力，可以增強(qiáng)改性二氧化硅和可分散石墨烯與水溶性成分之間的相容性，提高涂布液的穩(wěn)定性。3-脲丙基三甲氧基硅烷：它在反應(yīng)中可以與納米金紅石型二氧化鈦和可分散石墨烯相互作用，形成穩(wěn)定的界面結(jié)構(gòu)，提高改性二氧化硅、納米金紅石型二氧化鈦和可分散石墨烯的相容性和分散性。通過以上偶聯(lián)劑的作用及協(xié)同作用，可以增強(qiáng)納米二氧化硅與高分子膜、改性金紅石型二氧化鈦、可分散石墨烯、聚乙烯醇等成分之間的相容性和粘附性，提高抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的整體性能和抗uv性能。
16、優(yōu)選的，所述抗uv高阻隔涂布液的制備方法,采用上述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的原料，包括：按照質(zhì)量份數(shù)，依次將聚乙烯醇、乙醇、反應(yīng)前驅(qū)體、去離子水、金紅石型二氧化鈦添加劑、可分散石墨烯、尿素和偶聯(lián)劑加入反應(yīng)器中，攪拌，攪拌速度為600rpm，然后加熱至95℃后，保溫回流2小時，然后自然降溫至50℃，繼續(xù)保溫回流5小時，自然冷卻至室溫，得到抗uv高阻隔涂布液。
17、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的制備方法，如下技術(shù)方案：
18、一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的制備方法，采用上述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜的原料，其制備方法包括以下步驟：
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1.一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，包括高分子膜和涂布于高分子膜上的抗UV高阻隔涂布液，所述高分子膜的厚度為50-80μm；所述抗UV高阻隔涂布液，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：聚乙烯醇50-55份，乙醇1015份，反應(yīng)前驅(qū)體1-3份、去離子水90-100份，金紅石型二氧化鈦添加劑3-5份，可分散石墨烯1-3份，尿素0.5-0.8份，偶聯(lián)劑0.5-1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述高分子膜為聚酯膜、聚氨酯膜和PET膜中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述反應(yīng)前驅(qū)體為正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述金紅石型二氧化鈦添加劑的制備方法包括：將去離子水、甘露醇和改性納米金紅石型二氧化鈦加入到反應(yīng)器中，超聲分散25min，將反應(yīng)器轉(zhuǎn)移帶有機(jī)械攪拌的鐵架臺上攪拌，向反應(yīng)器中加入乙二胺四乙酸鈉和乙二胺，反應(yīng)器溫度升高至150160℃，反應(yīng)35h，然后溫度降低至室溫，將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移到透析袋中，透析24h，將透析袋中的液體
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述去離子水、甘露醇和改性金紅石型二氧化鈦、乙二胺四乙酸鈉和乙二胺的用量比為60mL:90mL:25g:15g:10mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述改性金紅石型二氧化鈦的制備方法包括：將25g納米金紅石型二氧化鈦、120mL乙醇和25mL水加入到反應(yīng)器中，超聲分散50min，將反應(yīng)器轉(zhuǎn)移到帶有機(jī)械攪拌的鐵架臺上攪拌，反應(yīng)器溫度升高至55℃，向三口燒瓶中滴加2g?3-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完畢反應(yīng)23h，然后抽濾，濾餅用乙醇和純化水洗滌后，將濾餅轉(zhuǎn)移到溫度為70℃的干燥箱中真空干燥至恒重后處理，得到改性金紅石型二氧化鈦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述可分散石墨烯的制備方法包括：將10g氧化石墨烯溶于100g體積比為1:1的乙醇水溶液中，加入直徑為0.1mm的鋯球，并調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，逐滴滴加30mL濃度為10g/L的3-脲丙基三甲氧基硅烷，球磨120min，然后離心取沉淀，用乙醇洗滌三遍，干燥后得到可分散石墨烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3-脲丙基三甲氧基硅烷按照質(zhì)量比為5:1-3:3-5的組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述抗UV高阻隔涂布液的制備方法,采用權(quán)利要求3-8任一所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜的原料，包括：按照質(zhì)量份數(shù)，依次將聚乙烯醇、乙醇、反應(yīng)前驅(qū)體、去離子水、金紅石型二氧化鈦添加劑、可分散石墨烯、尿素和偶聯(lián)劑加入反應(yīng)器中，攪拌，攪拌速度為600rpm，然后加熱至95℃后，保溫回流2小時，然后自然降溫至50℃，繼續(xù)保溫回流5小時，自然冷卻至室溫，得到抗UV高阻隔涂布液。
10.一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任一所述一種抗UV高阻隔復(fù)合薄膜的原料，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，包括高分子膜和涂布于高分子膜上的抗uv高阻隔涂布液，所述高分子膜的厚度為50-80μm；所述抗uv高阻隔涂布液，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：聚乙烯醇50-55份，乙醇1015份，反應(yīng)前驅(qū)體1-3份、去離子水90-100份，金紅石型二氧化鈦添加劑3-5份，可分散石墨烯1-3份，尿素0.5-0.8份，偶聯(lián)劑0.5-1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述高分子膜為聚酯膜、聚氨酯膜和pet膜中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述反應(yīng)前驅(qū)體為正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述金紅石型二氧化鈦添加劑的制備方法包括：將去離子水、甘露醇和改性納米金紅石型二氧化鈦加入到反應(yīng)器中，超聲分散25min，將反應(yīng)器轉(zhuǎn)移帶有機(jī)械攪拌的鐵架臺上攪拌，向反應(yīng)器中加入乙二胺四乙酸鈉和乙二胺，反應(yīng)器溫度升高至150160℃，反應(yīng)35h，然后溫度降低至室溫，將反應(yīng)體系轉(zhuǎn)移到透析袋中，透析24h，將透析袋中的液體轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，設(shè)置水浴溫度為75℃，減壓蒸餾至無液體流出，得到金紅石型二氧化鈦添加劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述去離子水、甘露醇和改性金紅石型二氧化鈦、乙二胺四乙酸鈉和乙二胺的用量比為60ml:90ml:25g:15g:10ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種抗uv高阻隔復(fù)合薄膜，其特征在于，所述改性金紅石型二氧化鈦的制備方法包括：將25g納米金紅石型二氧化鈦、120ml...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃斌成，黃自凱，李川，
申請(專利權(quán))人：深圳市鼎力盛科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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