一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及包装材料技术领域，特别涉及一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法和应用。其中，该抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜包括聚酰胺基材层，聚酰胺基材层上依次涂覆有阻隔涂层和表面保护层；聚酰胺基材层至少有一表层含有抗菌剂；其中，阻隔涂层的组分包括水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯、固化剂和具有层状结构无机粒子；抗菌剂的组分包括由己内酰胺和己二酸己二胺盐通过原位聚合得到的聚合单体。该薄膜采用原位聚合的方式制备的尼龙抗菌剂，可避免因直接添加抗菌剂而导致薄膜的雾度变大等问题，同时阻隔涂层的设置可延长气体的渗透路径，阻碍气体在基体中的扩散，从而提高尼龙薄膜的气体阻隔性能，具有优异的抗菌性能和阻隔性能。菌性能和阻隔性能。菌性能和阻隔性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及包装材料
，特别涉及一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着人们对食品安全质量的要求越来越高，薄膜类软包装在延长食品货架期，保证食品安全方面起到越来越重要的作用。因此，各种薄膜类软包装广泛应用于食品的包装。食品在存储和运输的过程中容易受到微生物的污染而造成品质的下降，甚至腐败变质。
[0003]聚酰胺薄膜是一种非常坚韧的薄膜，具有拉伸强度大、阻隔性高、耐穿刺性优良及耐热性和耐寒性好等优点，因此被广泛应用于食品包装、电子包装、医药包装等众多行业和领域。
[0004]如公告号为CN110564143B，公告日为2021年11月12日的专利文件公开了一种双向拉伸聚酮共挤阻隔薄膜及其制备方法，其中，该双向拉伸聚酮共挤阻隔薄膜，包括聚酰胺外表层、第一聚酮复合材料层、聚酰胺抗菌芯层、第二聚酮复合材料层、聚酰胺内表层；第一聚酮复合材料层和第二聚酮复合材料层的组分包括：聚酮树脂，半芳香族聚酰胺，相容剂，聚丙烯酸和润滑剂。该双向拉伸聚酮共挤阻隔薄膜具备优异的阻隔性能，耐穿刺性能，适合高温蒸煮和水煮，低温冷藏软包装领域。
[0005]由于食品还会因微生物污染而变质，因此薄膜往往还需要具有抗菌性。如公开号为CN110641107A，公开日为2020年01月03日的专利文件公开了一种抗菌高阻隔尼龙薄膜，其为五层结构，由外层到内层依次为PE聚乙烯保护层、TIE树脂粘结剂层、第一PA聚酰胺层、EVOH乙烯/乙烯醇共聚物层、第二PA聚酰胺层，其中所述PE聚乙烯保护层和第二PA聚酰胺层内添加有抗菌剂和抗静电剂。
[0006]上述薄膜虽然具有阻隔性和抗菌性等优点，但其中的EVOH受外部湿度影响大，阻隔性能会下降，从而影响包装内部食品的保藏。

技术实现思路

[0007]为提高现有技术中聚酰胺薄膜的阻隔性和抗菌性，本专利技术提供一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其中，包括聚酰胺基材层，所述聚酰胺基材层上依次涂覆有阻隔涂层和表面保护层；
[0008]所述聚酰胺基材层至少有一表层含有抗菌剂；
[0009]其中，所述阻隔涂层的组分包括水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯、固化剂和具有层状结构无机粒子；
[0010]所述抗菌剂的组分包括由己内酰胺和己二酸己二胺盐通过原位聚合得到的聚合单体。
[0011]在一实施例中，按质量百分比计，所述阻隔涂层由15％～25％的水性丙烯酸树脂，1％～5％的水性聚氨酯，0.5％～1％的固化剂，1％～5％的具有层状结构无机粒子和64％
～82.5％的水制备而成。
[0012]在一实施例中，所述固化剂为氨基树脂类固化剂、多异氰酸酯类固化剂中的至少一种。
[0013]在一实施例中，所述无机粒子为纳米二氧化硅，纳米云母、纳米蒙脱土、层状双氢氧化物、高岭土、纳米氧化铝中的至少一种。
[0014]在一实施例中，所述表面保护层为水性聚氨酯涂层。
[0015]在一实施例中，所述聚合单体中己内酰胺的质量含量为70％～95％,己二酸己二胺盐的质量含量为5％～30％。
[0016]在一实施例中，所述抗菌剂由聚合单体、纳米氧化锌和水按质量比90～100：3～12：3～10制备而成。
[0017]在一实施例中，所述抗菌剂的制备方法为将聚合单体、纳米氧化锌和水加入反应容器中，抽真空，通入保护气，升温至225～250℃，在0.3～2.5Mpa下反应，反应3～6h,将压力调整为常压后抽真空，在
‑
0.06～
‑
0.3Mpa下继续反应3～6h，最后再通入保护气，静置平衡1～2.5h后，再将得到的物料经冷切水槽，拉丝切粒、水煮、干燥后得到所述抗菌剂。
[0018]优选地，所述保护气为氮气。
[0019]在一实施例中，所述基材层的厚度为12～30μm，所述阻隔涂层的厚度为1～3μm，所述表面保护层的厚度为1～3μm。
[0020]在一实施例中，所述聚酰胺基材层由第一表层、芯层和第二表层三层共挤双向拉伸聚酰胺薄膜组成；
[0021]按质量百分比计，所述第一表层包括0％～50％尼龙树脂，46.5％～99.5％抗菌剂,0.5％～3.5％防粘母料；
[0022]所述芯层为100％尼龙树脂；
[0023]所述第二表层包括96％～99.5％尼龙树脂和0.5％～4％防粘母料。
[0024]在一实施例中，所述尼龙树脂为PA6、PA66、PA6/66、PA66/6、PA510、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA410、PA11、PA12、PA1212、MXD6、PA46、PA9T和PA6T中的至少一种。
[0025]在一实施例中，所述第一表层和第二表层厚度均为1.5～6μm。
[0026]在一实施例中，所述第一表层和第二表层中的至少一面进行电晕处理，其电晕值＞50dyn。
[0027]本专利技术还提供如上任意所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方法，具体为先将聚酰胺基材层每层的组分按比例混合后分别加入挤出机，统一经T型模头熔融挤出，并与激冷辊接触冷却，再将由此得到的未取向薄膜铸片进行双向拉伸而得到聚酰胺基材层薄膜；
[0028]在所述基材薄膜上通过凹版涂布依次涂覆所述阻隔涂层和表面保护层；并进行烘干，收卷即得所述抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜。
[0029]优选地，具体包括如下制备步骤：
[0030]S100、将聚酰胺基材层每层的组分按比例混合后分别加入挤出机熔融、共挤出，使熔体通过T型口模流延至表面温度为20～40℃的激冷辊骤冷铸片；
[0031]S200、将S100中得到的铸片在30～65℃水槽中进行1～2分钟的调湿处理，调湿后的铸片表面用气刀将表面残留水分吹干，并进行同步拉伸，拉伸温度为170～200℃，拉伸倍
率2.5
×
2.5～3.5
×
3.5；
[0032]S300、将S200中的得到的薄膜经过热定型，并对聚酰胺基材层中的至少一面进行电晕处理，然后收卷、分切得到所述的聚酰胺基材层薄膜，使薄膜厚度为12～30μm；
[0033]S400、在S300中的聚酰胺基材层薄膜上通过凹版涂布涂覆配置好的阻隔涂布液，然后对涂布完成后的薄膜进行烘干，然后在阻隔涂布层上涂布保护涂层，并进行烘干，收卷，即得到所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜。
[0034]基于上述，与现有技术相比，本专利技术提供的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜具有优异的抗菌性能和阻隔性能，通过采用原位聚合的方式制备尼龙抗菌剂，可有效避免因直接添加抗菌剂而导致薄膜的雾度变大等问题，同时阻隔涂层的设置可形成“曲折路径”延长气体的渗透路径，阻碍气体在基体中的扩散，从而显著提高尼龙薄膜的气体阻隔性能，表面涂层的设置，可有效保护阻隔层不被破坏或者脱落，有利于进一步保证薄膜的阻隔性能。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：包括聚酰胺基材层，所述聚酰胺基材层上依次涂覆有阻隔涂层和表面保护层；所述聚酰胺基材层至少有一表层含有抗菌剂；其中，所述阻隔涂层的组分包括水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯、固化剂和具有层状结构无机粒子；所述抗菌剂的组分包括由己内酰胺和己二酸己二胺盐通过原位聚合得到的聚合单体。2.根据权利要求1所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：按质量百分比计，所述阻隔涂层由15％～25％的水性丙烯酸树脂，1％～5％的水性聚氨酯，0.5％～1％的固化剂，1％～5％的具有层状结构无机粒子和64％～82.5％的水制备而成。3.根据权利要求1所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述表面保护层为水性聚氨酯涂层。4.根据权利要求1所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述聚合单体中己内酰胺的质量含量为70％～95％,己二酸己二胺盐的质量含量为5％～30％。5.根据权利要求1所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于：所述抗菌剂由聚合单体、纳米氧化锌和水按质量比90～100：3～12：3～10制备而成。6.根据权利要求3所述的抗菌型高阻隔双向拉伸聚酰胺薄膜，其特征在于...

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