[发明专利]一种高阻隔聚合物涂布液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成膜后高氧气阻隔性的高阻隔聚合物的制备方法。

背景技术

食品储存运输过程中，导致食品腐败变质的因素很多，其中主要是食品和空气中的氧气接触导致的食品变质。而对于液态食品，为了提高食品的储存时间和货架期，通常采用对氧气有高阻隔性能的材料进行包装，同时该包装要有足够的耐水性能以防止内容物发生泄漏流失。

对于耐水性，如果选用非极性高分子材料如聚烯烃，包括聚乙烯、聚丙烯等，足够厚度的连续模即能提供很好的阻水性能；而对于分子直径很小的氧气，必须采用较强极性，高结晶，高致密的材料才能获得低的氧气透过率。

对氧气有不错阻隔性的高分子物质主要包括聚酰胺(PA)、聚酯(PET)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、淀粉(Starch)及纤维素等。其中PVA、EVOH、PVDC为高阻隔材料，这三种物质各有明显的缺点：EVOH有足够的阻隔性和加工性，但是成本很高；PVDC分子为强极性，虽然隔氧隔湿，但是由于分解温度和熔点很接近，加工困难，不能通过挤出方法成形。而且包装功能用尽后很难回收处理，PVDC焚烧会产生大量有毒气体氯化氢(HCl)，其环保性能很差，在环境问题日益尖锐的今天，被淘汰只是时间问题；PVA的羟基密度高，极性分子链间结合紧密，结晶度很高，对非极性氧气分子具有优异的阻隔性能，但是高结晶度导致加工困难，加工温度甚至高于其熔点，虽然可以通过添加淀粉、甘油酯类增塑剂改善其加工性能，但是效果并不理想。而有企业运用流延法成膜，但具有膜较厚，产品储存对环境较严格(过干膜变脆，过湿则粘连)，工序复杂，对设备要求高的缺点。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的用作高阻隔聚合物涂布液的高分子材料难加工、不易回收，为此本发明提供了一种多成分环保型高阻隔聚合物涂布液的制备方法，利用该方法制备的涂布液在形成较薄涂层情况下即具有优异的氧气阻隔性能，同时该涂布液具有制备工艺简单，性能稳定的优点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

(1)将水溶性高羟基密度高分子聚合物加入92-99℃的部分水中，搅拌，得到水溶性高羟基密度高分子聚合物的溶液，并降温至30-40℃备用；

(2)将纳米金属氧化物、硅烷偶联剂、粘度调节剂、高分子分散剂加入部分水中，搅拌得到均一透明分散液；

(3)将步骤(1)制备的水溶性高羟基密度高分子聚合物的溶液和步骤(2)制备的均一透明分散液混合后，再依次添加余量的水、羧基高分子聚合物、碱金属交联剂和干燥调节剂，50-500rpm搅拌30-60min，200-800目不锈钢过滤器过滤即得高阻隔性涂布液。

优选地，所述的高阻隔聚合物涂布液的制备方法为：

(1)将水溶性高羟基密度高分子聚合物加入92-99℃的部分水中，搅拌速度为300-1000rpm，搅拌时间为40-60min，得到水溶性高羟基密度高分子聚合物的溶液(称为A溶液)，并降温至30-40℃备用；

(2)将纳米金属氧化物、硅烷偶联剂、部分粘度调节剂、高分子分散剂加入部分水中，搅拌速度3000-8000rpm条件下搅拌30-60min后用100-400目过滤器过滤，得到均一透明分散液(称为B分散液)；

(3)将步骤(1)制备的A溶液和步骤(2)制备的B分散液混合后，再依次添加余量的水、余量的粘度调节剂、羧基高分子聚合物、碱金属交联剂和干燥调节剂，50-500rpm搅拌30-60min，200-800目不锈钢过滤器过滤即得高阻隔性涂布液。

进一步优选地，，所述的高阻隔聚合物涂布液的制备方法为：

(1)将水溶性高羟基密度高分子聚合物加入92-99℃的部分水中，搅拌速度为300-1000rpm，搅拌时间为40-60min，得到水溶性高羟基密度高分子聚合物的溶液(称为A溶液)，并降温至30-40℃备用；

(2)将纳米金属氧化物、硅烷偶联剂、部分粘度调节剂、高分子分散剂、部分干燥剂加入部分水中，搅拌速度3000-8000rpm条件下搅拌30-60min后用100-400目过滤器过滤，得到均一透明分散液(称为B分散液)；

(3)将步骤(1)制备的A溶液和步骤(2)制备的B分散液混合后，再依次添加余量的水、余量的粘度调节剂、羧基高分子聚合物、碱金属交联剂和余量干燥调节剂，50-500rpm搅拌30-60min，200-800目不锈钢过滤器过滤即得高阻隔性涂布液。

制备的高阻隔聚合物涂布液含有下述组分：

水溶性高羟基密度高分子聚合物  4-15wt％；