一种PE薄膜包装材料及其制备方法

技术领域

本发明属于包装材料制备技术领域，尤其涉及一种PE薄膜包装材料及其制备方法。

背景技术

目前：塑料包装及塑料包装产品在市场上所占的份额越来越大，特别是复合塑料软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，其中又以食品包装所占比例最大，比如饮料包装、速冻食品包装、蒸煮食品包装、快餐食品包装等，这些产品都给人们生活带来了极大的便利。塑料薄膜材料稳定性较差，在受热和光照的作用下会发生老化分解，同时力学强度也会下降，作为食品包装而言，长期使用对人体健康产生影响，不能达到无菌的要求，这些都限制了塑料薄膜材料的适用范围。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：塑料薄膜材料稳定性较差、老化分解、力学强度无法满足食品包装要求，长期使用对人体健康产生影响，不能达到无菌的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种PE薄膜包装材料及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种PE薄膜包装材料的制备方法，所述PE薄膜包装材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按照质量份数称取PE树脂、聚乙烯醇，将称取的PE树脂、聚乙烯醇分别置于烘干箱进行干燥；

步骤二，将干燥后的PE树脂与干燥后的聚乙烯醇置于反应釜中，加入聚环氧乙烷、油酸，搅拌均匀后关闭反应釜，反应得到聚合物；

步骤三，进行纳米二氧化硅的制备并对纳米二氧化硅进行改性得到改性纳米二氧化硅；进行纳米氧化锌的制备并对纳米氧化锌进行改性得到改性纳米氧化锌；

所述对纳米二氧化硅进行改性得到改性纳米二氧化硅，包括：

(3.1)选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂；

(3.2)将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇溶液中，得到γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液，对溶液进行超声分散；

(3.3)在超声分散后的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中加入盐酸，调节pH值为4-5，得到改性溶液；

(3.4)将纳米二氧化硅置于改性溶液中，设定温度为68-70℃进行改性，得到纳米二氧化硅；

步骤四，进行纳米二氧化钛的制备；将改性纳米二氧化硅、改性纳米氧化锌、纳米二氧化钛超声分散于去离子水中，得到纳米混合物；

步骤五，在聚合物中加入纳米混合物，充分搅拌后加入丙三醇，得到PE薄膜原料；

所述在聚合物中加入纳米混合物，充分搅拌后加入丙三醇，包括：

(5.1)将聚合物搅拌均匀，升温至110-115℃，保温至固体完全溶解，得到液态聚合物；

(5.2)在液态聚合物中加入纳米混合物，得到纳米溶胶；

(5.3)对纳米溶胶进行超声处理，超声频率为20-30kHz，超声时间为10-15min；

(5.4)继续进行超声处理，直至纳米体系完全分散，加入丙三醇得到PE薄膜原料；

步骤六，将PE薄膜原料置于双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，得到熔合料；将熔合料熔融，挤出造粒，压延成型，得到PE薄膜包装材料。

进一步，步骤一中，所述将称取的PE树脂、聚乙烯醇分别置于烘干箱进行干燥包括：设定温度为60-72℃进行PE树脂的干燥，设定温度为65-70℃进行聚乙烯醇的干燥。

进一步，步骤二中，所述反应中，设定反应温度为120-130℃，压力为0.3-0.4MPa，反应时间为0.8-1h。

进一步，步骤三中，所述进行纳米二氧化硅的制备，包括：

(1)将正硅酸四乙酯、无水乙醇、蒸馏水进行混合，得到混合液；

(2)在混合液中滴加盐酸，搅拌后得到二氧化硅溶胶；

(3)将无水乙醇溶液滴入二氧化硅溶胶中，恒温反应，得到纳米二氧化硅分散液；

(4)对纳米二氧化硅分散液进行离心，对离心产物进行洗涤，干燥，得到纳米二氧化硅；

进一步，步骤(4)中，所述干燥的温度为65-73℃，干燥时间为3-5h。

进一步，步骤三中，所述对纳米氧化锌进行改性得到改性纳米氧化锌，包括：

1)称取纳米氧化锌于含有KH750的丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合液；

2)设定超声频率为50-60kHz，超声时间为20-25min，对混合液进行超声处理；

3)设定温度为58-65℃进行混合液的二次超声处理，得到改性纳米氧化锌溶液；

4)将纳米氧化锌溶液置于烘干箱中烘干，研磨，得到改性纳米氧化锌。

进一步，步骤(3.2)中，所述乙醇溶液质量浓度为65％。

进一步，步骤四中，所述进行纳米二氧化钛的制备，包括：

(1)采用聚乙烯吡咯烷酮与钛酸正丁酯进行密封反应，对反应产物进行水浴超声反应，得到二氧化钛凝胶；

(2)在二氧化钛凝胶中加入正庚烷进行加热回流反应，得到悬浊液；

(3)将悬浊液进行微电流与光照处理，得到纳米二氧化钛。

进一步，步骤六中，所述熔融温度为130-160℃。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述PE薄膜包装材料的制备方法制备得到的PE薄膜包装材料，所述PE薄膜包装材料按照质量份数由PE树脂60-90份、聚乙烯醇30-35份、聚环氧乙烷6-9份、丙三醇12-15份、改性纳米二氧化硅3-8份、纳米二氧化钛1-3份、纳米氧化锌4-6份、油酸5-12份组成。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过聚乙烯醇的添加实现包装材料的气体阻隔性与安全性的提升，升温可降解性更好；在包装材料中加入改性纳米二氧化硅与改性氧化锌，化学稳定性更好，使用安全性更好，并且能够实现包装材料的抗菌性能的提升，优化PE薄膜包装材料的整体性能。本发明的PE薄膜包装材料的制备方法简单，制备的PE薄膜包装材料性能更优，更符合食品安全的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的PE薄膜包装材料的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的进行纳米二氧化硅的制备的流程图。

图3是本发明实施例提供的对纳米二氧化硅进行改性得到改性纳米二氧化硅的流程图。

图4是本发明实施例提供的对纳米氧化锌进行改性得到改性纳米氧化锌的流程图。

图5是本发明实施例提供的在聚合物中加入纳米混合物，充分搅拌后加入丙三醇的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种PE薄膜包装材料及其制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的PE薄膜包装材料按照质量份数由PE树脂60-90份、聚乙烯醇30-35份、聚环氧乙烷6-9份、丙三醇12-15份、改性纳米二氧化硅3-8份、纳米二氧化钛1-3份、纳米氧化锌4-6份、油酸5-12份组成。

如图1所示，本发明实施例提供的PE薄膜包装材料的制备方法包括以下步骤：

S101，按照质量份数称取PE树脂、聚乙烯醇，分别置于烘干箱中，设定温度为60-72℃进行PE树脂的干燥，设定温度为65-70℃进行聚乙烯醇的干燥；

S102，将干燥后的PE树脂与干燥后的聚乙烯醇置于反应釜中，加入聚环氧乙烷、油酸，搅拌均匀后关闭反应釜，反应得到聚合物；

S103，进行纳米二氧化硅的制备并对纳米二氧化硅进行改性得到改性纳米二氧化硅；进行纳米氧化锌的制备并对纳米氧化锌进行改性得到改性纳米氧化锌；

S104，进行纳米二氧化钛的制备；将改性纳米二氧化硅、改性纳米氧化锌、纳米二氧化钛超声分散于去离子水中，得到纳米混合物；

S105，在聚合物中加入纳米混合物，充分搅拌后加入丙三醇，得到PE薄膜原料；

S106，将PE薄膜原料置于双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，得到熔合料；将熔合料熔融，挤出造粒，压延成型，得到PE薄膜包装材料。

步骤S102中，本发明实施例提供的反应中，设定反应温度为120-130℃，压力为0.3-0.4MPa，反应时间为0.8-1h。

如图2所示，步骤S103中，本发明实施例提供的进行纳米二氧化硅的制备，包括：

S201，将正硅酸四乙酯、无水乙醇、蒸馏水进行混合，得到混合液；

S202，在混合液中滴加盐酸，搅拌后得到二氧化硅溶胶；

S203，将无水乙醇溶液滴入二氧化硅溶胶中，恒温反应，得到纳米二氧化硅分散液；

S204，对纳米二氧化硅分散液进行离心，对离心产物进行洗涤，干燥，得到纳米二氧化硅。

步骤S204中，本发明实施例提供的干燥的温度为65-73℃，干燥时间为3-5h。

如图3所示，步骤S103中，本发明实施例提供的对纳米二氧化硅进行改性得到改性纳米二氧化硅，包括：

S301，选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂；

S302，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于质量浓度为65％的乙醇溶液中，得到γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液，对溶液进行超声分散；

S303，在超声分散后的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中加入盐酸，调节pH值为4-5，得到改性溶液；

S304，将纳米二氧化硅置于改性溶液中，设定温度为68-70℃进行改性，得到纳米二氧化硅。

如图4所示，步骤S103中，本发明实施例提供的对纳米氧化锌进行改性得到改性纳米氧化锌，包括：

S401，称取纳米氧化锌于含有KH750的丙酮溶液中，搅拌均匀得到混合液；

S402，设定超声频率为50-60kHz，超声时间为20-25min，对混合液进行超声处理；

S403，设定温度为58-65℃进行混合液的二次超声处理，得到改性纳米氧化锌溶液；

S404，将纳米氧化锌溶液置于烘干箱中烘干，研磨，得到改性纳米氧化锌。

步骤S104中，本发明实施例提供的进行纳米二氧化钛的制备，包括：

采用聚乙烯吡咯烷酮与钛酸正丁酯进行密封反应，对反应产物进行水浴超声反应，得到二氧化钛凝胶；

在二氧化钛凝胶中加入正庚烷进行加热回流反应，得到悬浊液；

将悬浊液进行微电流与光照处理，得到纳米二氧化钛。

如图5所示，步骤S105中，本发明实施例提供的在聚合物中加入纳米混合物，充分搅拌后加入丙三醇，包括：

S501，将聚合物搅拌均匀，升温至110-115℃，保温至固体完全溶解，得到液态聚合物；

S502，在液态聚合物中加入纳米混合物，得到纳米溶胶；

S503，对纳米溶胶进行超声处理，超声频率为20-30kHz，超声时间为10-15min；

S504，继续进行超声处理，直至纳米体系完全分散，加入丙三醇得到PE薄膜原料。

步骤S106中，本发明实施例提供的熔融温度为130-160℃。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。