本發(fā)明涉及食品包裝材料，具體為一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜及制備工藝。

背景技術(shù)：

1、聚乙烯(pe)由于質(zhì)輕、耐熱性好、價格便宜、干凈衛(wèi)生而廣泛應(yīng)用于食品包裝，但聚乙烯為非極性聚合物，雖然對水等極性溶劑具有良好的阻隔性，但對有機溶劑具有較高的透過性，氣體阻隔性也不好，因此，其應(yīng)用范圍受到了限制。而尼龍6(pa6)為極性聚合物，對非極性溶劑、氣體的阻隔性好，但對極性溶劑的阻隔性較差，并且尼龍6的吸水性對其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及阻隔性能也有較大影響。

2、三菱化學(xué)集團生產(chǎn)的bvoh是一種水溶性阻隔材料，與傳統(tǒng)的聚乙烯醇(pvoh)不同，其具有出色的可回收性，有助于促進包裝整個生命周期的資源節(jié)約。

3、因此，將pa6、bvoh和pe進行復(fù)合可以得到具有三者綜合性能的阻隔材料。但是由于pa6、bvoh和pe三者的分子極性、鏈結(jié)構(gòu)和粘彈性比差異較大，屬于熱力學(xué)不相容體系，為獲得所需要的形態(tài)和最終材料的優(yōu)異綜合性能，必須引入合適的相容助劑來改善體系的相容性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明自主研發(fā)了含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的具有相容功能的化合物，將其與馬來酸酐接枝聚乙烯樹脂進行復(fù)配，用于改善pa6、bvoh和pe三者的相容性能，并據(jù)此提供了一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜，該膜不僅具有非常優(yōu)異的阻隔性能，能夠有效阻隔肉類、奶酪、堅果和其他食品包裝中的氧氣，而且衛(wèi)生性能符合國標(biāo)要求，并且利用水溶性bvoh發(fā)生水解反應(yīng)使pe與pa實現(xiàn)層間分離，非常容易被回收，符合環(huán)保趨勢。

2、一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，包括以下步驟：

3、步驟一：制備含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體或含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體；

4、步驟二：將60-90wt%馬來酸酐接枝聚乙烯樹脂pe-g-mah和10-40wt%含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體或含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體加入到高速混合機中混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，制備得到相容組分；

5、步驟三：以pa6、bvoh和pe為原料，利用相容組分改善bvoh與pe的相容性能，并利用水溶性bvoh發(fā)生水解反應(yīng)使pe與pa實現(xiàn)層間分離，采用十一層共擠吹塑成膜工藝，制備得到食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜。

6、優(yōu)選的，所述十一層共擠膜的膜結(jié)構(gòu)和各膜層的原料配方及用量，具體如下：

7、第一層：原料為低密度聚乙烯樹脂ldpe、用量為5-15重量份；

8、第二層：原料為茂金屬聚乙烯樹脂m-lldpe、用量為10-20重量份；

9、第三層：原料為相容組分、用量為3-10重量份；

10、第四層：原料為bvoh、用量為3-10重量份；

11、第五層：原料為尼龍樹脂pa6、用量為5-15重量份；

12、第六層：原料為bvoh、用量為5-15重量份；

13、第七層：原料為尼龍樹脂pa6、用量為5-15重量份；

14、第八層：原料為bvoh、用量為3-10重量份；

15、第九層：原料為相容組分、用量為3-10重量份；

16、第十層：原料為茂金屬聚乙烯樹脂m-lldpe、用量為10-20重量份；

17、第十一層：原料為低密度聚乙烯樹脂ldpe、用量為5-15重量份。

18、優(yōu)選的，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體的制備方法為：基于mannich反應(yīng)機理，通過含有α-h的3,5-二叔丁基-4-羥基苯乙酮與4-甲?；夤鹚峒柞ゼ岸涟钒l(fā)生縮合反應(yīng)，生成含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體。

19、優(yōu)選的，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體的制備方法為：

20、首先以正辛胺為親核試劑，利用三乙胺催化3.01-3.08摩爾當(dāng)量正辛胺的氨基官能團與1摩爾當(dāng)量三聚氯氰的氯官能團發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成三(仲胺基)單體；

21、之后基于mannich反應(yīng)機理，通過3.01-3.08摩爾當(dāng)量含有α-h的3,5-二叔丁基-4-羥基苯乙酮與3.01-3.08摩爾當(dāng)量4-甲?；夤鹚峒柞ゼ?摩爾當(dāng)量三(仲胺基)單體發(fā)生縮合反應(yīng)，生成含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體。

22、優(yōu)選的，所述十一層共擠膜的制備方法為：根據(jù)十一層共擠膜的配方進行配料，將各層原料分別投入到十一層共擠薄膜吹塑機組的十一臺螺桿擠出機的料斗中，熔融樹脂經(jīng)分流器在機頭處匯合，經(jīng)模頭擠出吹塑，吹脹比控制在2.5-2.9，冷卻、收卷，制備得到十一層共擠膜。

23、根據(jù)上述工藝制備得到的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的厚度為50-200μm。

24、優(yōu)選的，所述十一層共擠膜的氧氣透過量<0.5cm3/(m2?24h?0.1mpa)、水蒸氣透過量<0.5g/(m2?24h)。

25、優(yōu)選的，所述十一層共擠膜的縱向拉伸強度為40-45mpa、熱氧老化10天后的縱向拉伸強度為30-40mpa、光氧老化10天后的縱向拉伸強度為30-40mpa。

26、有益效果：本發(fā)明設(shè)計合成了含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的具有相容功能的化合物，具體為：含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體和含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體；

27、利用含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體或含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體與馬來酸酐接枝聚乙烯樹脂pe-g-mah進行復(fù)配，得到用于改善bvoh與pe相容性能的相容組分，將其引入至pa6、bvoh和pe的復(fù)合體系中，采用十一層共擠吹塑成膜工藝，制備得到一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜產(chǎn)品，該膜產(chǎn)品表現(xiàn)出優(yōu)異的阻隔性能、耐老化性能和力學(xué)性能，且其衛(wèi)生性能符合國標(biāo)要求，能夠在食品包裝中使用。

技術(shù)特征：

1.一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述十一層共擠膜的膜結(jié)構(gòu)和各膜層的原料配方及用量，具體如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體的制備方法為：基于mannich反應(yīng)機理，通過含有α-h的3,5-二叔丁基-4-羥基苯乙酮與4-甲酰基肉桂酸甲酯及二正辛胺發(fā)生縮合反應(yīng)，生成含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的雙烷基鏈型相容單體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的三烷基鏈型相容單體的制備方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜的制備工藝，其特征在于，所述十一層共擠膜的制備方法為：根據(jù)十一層共擠膜的配方進行配料，將各層原料分別投入到十一層共擠薄膜吹塑機組的十一臺螺桿擠出機的料斗中，熔融樹脂經(jīng)分流器在機頭處匯合，經(jīng)模頭擠出吹塑，吹脹比控制在2.5-2.9，冷卻、收卷，制備得到十一層共擠膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的工藝制備得到的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜，其特征在于，所述十一層共擠膜的厚度為50-200μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜，其特征在于，所述十一層共擠膜的氧氣透過量<0.5cm3/(m2?24h?0.1mpa)、水蒸氣透過量<0.5g/(m2?24h)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜，其特征在于，所述十一層共擠膜的縱向拉伸強度為40-45mpa、熱氧老化10天后的縱向拉伸強度為30-40mpa、光氧老化10天后的縱向拉伸強度為30-40mpa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及食品包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜及制備工藝，包括：制備含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的具有相容功能的化合物；將含有受阻酚基團和肉桂酸酯基團的具有相容功能的化合物與馬來酸酐接枝聚乙烯樹脂PE?g?MAH進行復(fù)配，制備得到相容組分；以PA6、BVOH和PE為原料，利用相容組分改善BVOH與PE的相容性能，并利用水溶性BVOH發(fā)生水解反應(yīng)使PE與PA實現(xiàn)層間分離，采用十一層共擠吹塑成膜工藝，制備得到食品包裝用高阻隔可回收十一層共擠膜，該膜不僅具有非常優(yōu)異的阻隔性能，而且衛(wèi)生性能符合國標(biāo)要求，并且容易回收，符合環(huán)保趨勢。

技術(shù)研發(fā)人員：儲婧婧,周磊磊,吳亮,康鵬,朱武超
受保護的技術(shù)使用者：安徽紫金新材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2