一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及尼龙功能性包装薄膜领域，特别涉及一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜及其制备方法，其中，所述透明抗菌耐高温BOPA预涂膜包括聚酰胺薄膜层和将水性聚氨酯混合液涂覆在所述聚酰胺薄膜的上、下表面形成的涂布层；所述水性聚氨酯混合液的组分包括：水性聚氨酯分散体、纳米银水溶液、胺类催化剂、架桥剂和水。采用本发明专利技术制备的一种透明抗菌耐高温的BOPA预涂膜，具有抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等菌类性能，且薄膜透明性不受影响，能耐125℃40min高温蒸煮，满足尼龙本身特性及后续加工需求，同时该涂布层对于印刷附着力及胶水的粘合力也会有显著的提升，还能有效防止薄膜本身细菌的生成，降低了人们触摸时接触到细菌的风险，具有广泛的应用前景。

A transparent, antibacterial and high temperature resistant BOPA pre coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜及其制备方法
本专利技术涉及尼龙功能性包装薄膜领域，特别涉及一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜及其制备方法。
技术介绍
在人们的日常生活环境中，细菌等致病性微生物无处不在，威胁着人类的健康。虽然食品在加工过程中已经通过灭菌处理，且许多食品本身也含有抗菌体系如香辛料等，但是食品在储运，摆放在超市架子上售卖等过程表面仍然容易被微生物污染，人在接触时就会配到细菌，从而影响人的健康。双向拉伸BOPA薄膜正继BOPP及BOPET之后，成为拉伸薄膜家族中的第三者，在食品包装上备受国内外用户的青睐，但是其本身不具有抗菌性能限制了其能够实施应用的领域；因此，申请号为201010230063.8的《一种抗菌纤维及纤维制品制备方法》公开了一种抗菌纤维及纤维制品制备方法，其公开日为2012年2月1日，以化学相转移方法将水性纳米银抗菌剂制备成有机纳米银溶胶，使抗菌剂与高聚合物基体具有良好的相容性，并直接以该溶剂与高聚合物混合干燥后，制得一种抗拒高聚合物，经过纺丝或喷熔等加工方式可将该抗菌高聚合物直接用于制备抗菌纤维和纤维制品，所获得的纤维和纤维制品具有抗菌长效快速的优异性；而申请号为201510712775.6的《一种抗菌尼龙及其制备方法》公开了一种抗菌尼龙及其制备方法，其公开日为2017年5月10日，所述抗菌尼龙包括尼龙树脂以及分散在所述树脂中的抗菌剂，所述抗菌剂为凹凸捧土-纳米银符合无机粉末，将银离子与凹凸捧土复合，使制备的凹凸捧土符合粉末尺寸减小，从而在塑料中达到更好的分散效果，由此制备得到的抗菌尼龙抗菌性好，刚性好；虽然包装上添加含银的抗菌剂具有突出的杀菌效果和安全性，但是直接添加到尼龙中做改性，会影响薄膜本身的雾度等特性，且纳米银水溶液直接涂布到尼龙膜上附着力低，不耐水煮、蒸煮等问题仍亟待解决。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提及的在包装上银具有突出的杀菌和安全性，但是直接添加到尼龙中做改性，会影响薄膜本身的雾度等特性，且纳米银水溶液直接涂布到尼龙膜上附着力低，不耐水煮、蒸煮的问题，本专利技术提供一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，包括聚酰胺薄膜层和将水性聚氨酯混合液涂覆在所述聚酰胺薄膜的上、下表面形成的涂布层，所述水性聚氨酯混合液涂覆优选采用浸扎方式进行；其中，所述水性聚氨酯混合液的组分包括：水性聚氨酯分散体、纳米银水溶液、胺类催化剂、架桥剂和水。在上述方案的基础上，进一步地，所述水性聚氨酯分散体主要由异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇制得；所述的纳米银水溶液是通过在溶液中加入分散剂，以还原剂还原硝酸银溶液制得；所述的架桥剂主要由氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和乙酰乙酸乙酯制得。在上述方案的基础上，进一步地，所述水性聚氨酯混合液包括以下质量比的组分：其中，通过大量实验得出在该比例条件下得到的涂层，不仅对聚酰胺薄膜附着力好，同时也具有优异的抗菌性、耐温性及对复合的剥离强度及印刷强度都有明显的提高。由于水性架桥剂为封闭型架桥剂，温度需要达到80～90℃以上才能解封得到-NCO基团，这样可以保持水性聚氨酯混合液在常温时不会发生胶黏。同时-NCO基团能与水性聚氨酯反应，提高胶水的耐温性能，在加上胺类催化剂的作用使得在高温下反应速度加快，使得涂层在定型后不发粘，不返粘，且能保持良好的柔韧性。如果架桥剂添加量太高，与水性聚氨酯反应过头，虽然能提高涂层与聚酰胺薄膜的附着力，但是由于涂层交联过头，涂层太硬，不仅容易造成横向拉伸时薄膜被拉破，而且还会印刷牢度及复合剥离强度偏低。在上述方案的基础上，进一步地，所述水性聚氨酯分散体的制备方法为：在反应釜中,加入异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇,所述聚碳酸酯二醇优选但不限于脱水的聚碳酸酯二醇，升温并保持在60℃～65℃下反应,所述在60℃～65℃下反应的反应时间优选为120～125小时，根据取样测定反应物中NCO基团的含量,当达到10％～20％后,则停止反应，再加入亲水扩链剂,所述亲水扩链剂优选但不限于DMBA，加热至80℃～85℃继续反应，接着继续加入小分子扩链剂，所述小分子扩链剂优选但不限于蓖麻油，在70℃下进行扩链反应,然后，降温至40℃～45℃,再加入中和剂，所述中和剂优选但不限于氨水，快速搅拌混合,所述快速搅拌的转速优选为500～600r/min，得到中间体；再将去离子水缓慢加入中间体中,同时高速搅拌乳化,所述高速搅拌的转速优选为800～1000r/min，然后优选在45℃～55℃和真空度(绝压)为0.02～0.1MPa的条件下脱除溶剂，所述溶剂优选为丙酮，最后得到水性聚氨酯分散体。在上述方案的基础上，进一步地，所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、亲水扩链剂、扩链剂和中和剂的质量比为(40～50):(20～30)：(5～7):(0.6～0.8):(1～2)。在上述方案的基础上，进一步地，所述纳米银水溶液的制备方法为：将硝酸银、蒸馏水加入反应釜中搅拌，所述反应釜优选但不限于含有聚四氟乙烯内衬的高压反应釜，接着依次加入葡萄糖溶液以及分散剂，所述葡萄糖溶液的加入方式优选为缓慢加入，所述分散剂优选但不限于甲醛磺酸萘钠盐，然后再缓慢加入十六烷基三甲基溴化铵溶液，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液加入的过程优选缓慢加入的方式直至溶液变澄清，即得到纳米银溶液。在上述方案的基础上，进一步地，所述的硝酸银、蒸馏水、葡萄糖、分散剂和十六烷基三甲基溴化铵溶液的质量比为(5.0～6.0):(20～30):(3.5～4.5):(1.0～1.5):(0.5～0.6)。在上述方案的基础上，进一步地，所述胺类催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺等中的一种或多种组成。在上述方案的基础上，进一步地，所述架桥剂的制备方法为：将氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1,4-二羟乙氧基苯、丁酮和二月桂酸二丁基锡加入反应釜中，升温至85℃～90℃反应，所述升温至85℃～90℃反应优选为进行恒温反应，接着降至室温，并加入乙酰乙酸乙酯，所述乙酰乙酸乙酯的加入方式优选为缓慢加入，加入完毕后，再升温至70℃～75℃并在该温度范围内进行反应，优选采用正二丁胺法实时测定-NCO基团含量，当游离-NCO含量基本为零时，反应结束后应，加入中和剂中和，所述中和剂优选但不限于二甲基乙醇胺，然后加水进行分散，再抽出丁酮，制得架桥剂，所述架桥剂为水性封闭型架桥剂，即水分散型封端基异氰酸酯。在上述方案的基础上，进一步地，所述的氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、乙酰乙酸乙酯、1,4-二羟乙氧基苯、丁酮和二月硅酸二丁基锡的质量比为(3.5～6.5):(3.5～6.5):(1.0～2.0):(4.0～5.0):(0.0005～0.0010)。在上述方案的基础上，进一步地，所述涂布层的厚度为0.5μm～1.0μm。在上述方案的基础上，进一步地，所述聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于：包括聚酰胺薄膜层(10)和将水性聚氨酯混合液涂覆在所述聚酰胺薄膜(10)的上、下表面形成的涂布层(20)；/n其中，所述水性聚氨酯混合液的组分包括：水性聚氨酯分散体、纳米银水溶液、胺类催化剂、架桥剂和水。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于：包括聚酰胺薄膜层(10)和将水性聚氨酯混合液涂覆在所述聚酰胺薄膜(10)的上、下表面形成的涂布层(20)；
其中，所述水性聚氨酯混合液的组分包括：水性聚氨酯分散体、纳米银水溶液、胺类催化剂、架桥剂和水。


2.根据权利要求1所述的透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于：所述水性聚氨酯混合液包括以下质量比的组分：





3.根据权利要求1所述的透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的制备方法为：
在反应釜中,加入异佛尔酮二异氰酸酯和聚碳酸酯二醇,升温并保持在60℃～65℃下反应,再加入亲水扩链剂,加热至80℃～85℃继续反应，接着继续加入小分子扩链剂在70℃下进行扩链反应,然后，降温至40℃～45℃,再加入中和剂搅拌混合,得到中间体；
再将去离子水缓慢加入中间体中,同时搅拌乳化，得到水性聚氨酯分散体。


4.根据权利要求3所述的透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于：所述的异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、亲水扩链剂、扩链剂和中和剂的质量比为(40～50):(20～30)：(5～7):(0.6～0.8):(1～2)。


5.根据权利要求1所述的透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于，所述纳米银水溶液的制备方法为：
将硝酸银、蒸馏水加入反应釜中搅拌，接着依次加入葡萄糖溶液以及分散剂，然后再缓慢加入十六烷基三甲基溴化铵溶液，即得到纳米银溶液。


6.根据权利要求5所述的透明抗菌耐高温BOPA预涂膜，其特征在于：所述的硝酸银、蒸馏水、葡萄糖、分散剂和十六烷基三甲基溴化铵溶液的质量比为(5.0～6.0):(20～30):(3.5～4.5):(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智尧，贾露，林新土，陈曦，郑伟，廖贵何，刘运锦，牟青英，
申请(专利权)人：厦门长塑实业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35