一种可降解增强镀铝膜及其制备方法

文档序号:184217 发布日期:2021-11-02 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种可降解增强镀铝膜及其制备方法 (Degradable reinforced aluminizer and preparation method thereof ) 是由 林伟强 魏旭兵 高勇 朱杭丽 于 2021-07-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种可降解增强镀铝膜及其制备方法,包括基材和蒸镀在基材表面的铝膜层,其特征在于,所述基材包括可降解塑料层和增强纤维层,所述可降解塑料层由PBAT、PLA、淀粉和添加剂混料造粒形成的母粒吹膜成型而得,所述增强纤维层由木质素-纤维素浆料喷涂在可降解塑料层而得。本发明解决了现有技术中镀铝膜可降解与强度低不能兼容的难题。(The invention provides a degradable reinforced aluminized film and a preparation method thereof, and the degradable reinforced aluminized film comprises a base material and an aluminum film layer evaporated on the surface of the base material, and is characterized in that the base material comprises a degradable plastic layer and a reinforced fiber layer, the degradable plastic layer is formed by blowing master batches formed by mixing and granulating PBAT, PLA, starch and an additive, and the reinforced fiber layer is formed by spraying lignin-cellulose slurry on the degradable plastic layer. The invention solves the problem that the degradable and low-strength aluminizer in the prior art can not be compatible.)

一种可降解增强镀铝膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合膜技术领域,尤其涉及一种可降解增强镀铝膜及其制备方法。

背景技术

镀铝膜兼具塑料薄膜和金属的特性。在薄膜表面镀铝具有遮光、防紫外照射等作用,既能延长内容物的保质期,又可提高薄膜的亮度,从一定程度上代替了铝箔,其具有价廉、美观及较好的阻隔性能,因此,镀铝膜在复合包装中的应用十分广泛,目前主要应用于饼干等干燥、膨化食品包装以及一些医药、化妆品的外包装上。

然而,当前此种材料最大弊端是不可降解,废弃后形成白色污染,需要上百年才能崩解为微塑料,微塑料污染地下水、海洋、土壤,最终对人类持续发展产生不利影响。因此,提高此种材料的可降解性能成为首要需要解决的问题。

以可降解塑料代替传统的不可降解的塑料,能够改善镀铝膜的可降解性能,例如采用PBAT(聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯)或者PLA(聚乳酸)为主体的塑料。但是,随着可降解类聚酯材料的比重加大,成型材料的整体断裂强度和伸长率会受到较大影响。因此,如何在改善可降解性能的同时,保持较好的断裂强度和伸长率,是镀铝膜当前改进的重要方向。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题,本发明提供一种可降解增强镀铝膜及其制备方法,以解决现有技术中镀铝膜可降解与强度低不能兼容的难题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种可降解增强镀铝膜,包括基材和蒸镀在基材表面的铝膜层,其特征在于,所述基材包括可降解塑料层和增强纤维层,所述可降解塑料层由PBAT、PLA、淀粉和添加剂混料造粒形成的母粒吹膜成型而得,所述增强纤维层由木质素-纤维素浆料喷涂在可降解塑料层而得。

优选的,所述母粒由65-70重量份PBAT、5-15重量份PLA、20-30重量份淀粉、0.3-0.5重量份硬脂酸、2-3重量份甘油、2-3重量份山梨醇、0.3-0.6重量份抗氧剂1010、0.5-1重量份铝-钛酸酯混料造粒而得。

优选的,所述木质素-纤维素浆料的固含量为15wt%-20wt%。

优选的,木质素-纤维素浆料通过木粉在低共熔溶剂中溶解,再加水再生而成,所述低共熔溶剂为摩尔比(1-1.2):1的氯化胆碱和草酸。氯化胆碱和草酸,通过破坏木粉纤维之间的氢键可以有效的溶解木质素,形成纤维素和半纤维素的混合溶液;然后向溶液中加水,由于木质素的疏水性,加水后溶解的木质素原位再生,原位再生的木质素又作为胶黏剂被利用起来,再用水洗去残留的DES,就得到了高粘度纤维素-木质素浆料,最终实现交叉的纤维结构提高强度。

一种上述可降解增强镀铝膜的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括以下步骤:

S1:可降解塑料层的制备:

S1.1:称取20-30重量份淀粉、0.3-0.5重量份硬脂酸、2-3重量份甘油、2-3重量份山梨醇、0.3-0.6重量份抗氧剂1010、0.5-1重量份铝-钛酸酯在高速混料机混合10-30min;

S1.2:称取65-70重量份PBAT、5-15重量份PLA,加入S1.1的高速混料机中继续混合30-60min;

S1.3:S1.2中所得的混料用双螺杆造粒机挤出造粒;

S1.4:S1.3中所得的母粒用吹膜机吹膜成型;

S2:增强纤维层的制备:

S2.1:将氯化胆碱和草酸按照(1-1.2):1的摩尔比搅拌混合10-30min形成低共熔溶剂;

S2.2:称取木粉,按照每公斤加2L的低共熔溶剂的比例加入S2.1中的低共熔溶剂,搅拌6-10h;

S2.3:按照每升低共熔溶剂加0.2L水的比例,向S2.2的混合物加入水,搅拌10-30min;

S2.4:将S2.3所得浆料进行过滤,依次加入乙醇和水清洗,直至洗液中低共熔溶剂体积含量≤1%;

S2.5:将S2.4的浆料用乙醇稀释至固含量15wt%-20wt%,喷涂于步骤S1.4所得的可降解塑料膜层上,干燥;

S3:通过镀膜机将金属铝蒸镀到步骤S2所得的基材的两个表面上,形成铝膜层。

优选的,步骤S1.3中的双螺杆挤出机,螺杆转速为80-100rpm,从挤出机料斗到模具区之间的温度为140~160℃。

优选的,步骤S2.5中的喷嘴温度为120~150℃,喷射压力为65~75MPa。

优选的,步骤S2.2中的木粉为以速生木材为原料粉碎至80目以下的颗粒。

本发明的有益效果是:本发明的基材均为可降解材料,有利于环保,能够在土壤中在100天内自然降解,不产生白色污染,而增强纤维层在整体薄膜中形成了交叉的微/纳米直径的纤维结构,既提高了整体结构的强度,又使得各层的结合更为紧密,不易分层。

附图说明

图1为本发明的增强纤维膜的SEM照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

在本专利申请中,PBAT指的是聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯,PLA指的是聚乳酸。

实施例1

一种可降解增强镀铝膜,包括依次的铝膜层、可降解塑料层、增强纤维层、铝膜层,其制备过程如下:

S1:可降解塑料层的制备:

S1.1:称取20-30重量份淀粉、0.3-0.5重量份硬脂酸、2-3重量份甘油、2-3重量份山梨醇、0.3-0.6重量份抗氧剂1010、0.5-1重量份铝-钛酸酯在高速混料机混合10-30min;

S1.2:称取65-70重量份PBAT、5-15重量份PLA,加入S1.1的高速混料机中继续混合30-60min;

S1.3:S1.2中所得的混料用双螺杆造粒机挤出造粒,螺杆转速为80-100rpm,从挤出机料斗到模具区之间的温度为140~160℃;

S1.4:S1.3中所得的母粒用吹膜机吹膜成型;

S2:增强纤维层的制备:

S2.1:将氯化胆碱和草酸按照(1-1.2):1的摩尔比搅拌混合10-30min形成低共熔溶剂;

S2.2:称取80目的杨木木粉,按照每公斤加2L的低共熔溶剂的比例加入S2.1中的低共熔溶剂,搅拌6-10h;

S2.3:按照每升低共熔溶剂加0.2L水的比例,向S2.2的混合物加入水,搅拌10-30min;

S2.4:将S2.3所得浆料进行过滤,依次加入乙醇和水清洗,直至洗液中低共熔溶剂体积含量≤1%;

S2.5:将S2.4的浆料用乙醇稀释至固含量15wt%-20wt%,喷涂于步骤S1.4所得的可降解塑料膜层上,喷嘴温度为120~150℃,喷射压力为65~75MPa,干燥;

S3:通过镀膜机将金属铝蒸镀到步骤S2所得的基材的两个表面上,形成铝膜层,得到产品。

对比例1

与实施例1不同的是,本实施例的基材由PET制成,PET母料的原料组成按质量份数计,包括38质量份PTA、58质量份乙二醇、0.6质量份助剂。

对比例2

与实施例1不同的是,本实施例的基材层由20微米的可降解塑料层构成,该可降解塑料层的原料为65-70重量份PBAT、5-15重量份PLA、20-30重量份淀粉、0.3-0.5重量份硬脂酸、2-3重量份甘油、2-3重量份山梨醇、0.3-0.6重量份抗氧剂1010、0.5-1重量份铝-钛酸酯。

产品性能

实施例1、对比例1、对比例2中的最终产品的物理机械性能指标和土壤降解性如下表:

项目 实施例1 对比例1 对比例2
拉伸强度(MD/TD)/MPa 45 200 21
断裂伸长率(MD/TD)/% 298 96 312
撕裂强度(MD/TD)/(Kn/m) 85 66 42
镀层牢度 5级 4级 3级
土埋完全降解时间 97天 不降解 98天

通过上表可以看出,本发明中所述的可降解增强镀铝膜的强度高于普通可降解镀铝膜,土埋后97天能实现自然降解,较普通PET镀铝膜有利于环保,有利于推广应用。

以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

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