[发明专利]一种纳米稀土成核剂改性的高阻隔薄膜

说明书

技术领域

本发明属于双向拉伸薄膜领域，具体涉及阻隔性薄膜领域。

背景技术

MXD6是一种具有优异阻隔性能的芳香族聚酰胺树脂，阻隔性能受环境湿度影响较小，蒸煮处理后恢复快。双向拉伸尼龙薄膜是目前市面上通用的包装材料，其力学强度高，印刷性能优异，被称为包装材料领域的“皇后”，为中等阻隔材料。随着人们对包装要求的不断提高，不断减少防腐剂等的添加，对薄膜阻隔性能的要求越来越高。通过MXD6改性PA6，进而进行双向拉伸得到高阻隔的尼龙薄膜产品已有报道。但现有通过MXD6改性PA6的产品性能存在许多问题，如强度不高，脆性较大，雾度高。

发明内容

本发明通过大量研究发现MXD6与PA6的结晶速度差异较大，MXD6在150-170℃时具有最快的结晶速度，而PA6结晶速度最快的温度在80℃左右，且两者半结晶速度相差较大。因此，在现有的生产工艺条件下，采用MXD6改性PA6得到的高阻隔尼龙薄膜中，MXD6相通常以大球晶形态存在，而PA6相结晶比较细致，由此造成产品强度不高，脆性较大，雾度高等问题。

为此，本发明提出一种解决上述问题的技术方案：采用纳米稀土成核剂进行改性，改善MXD6与PA6的结晶行为，促使薄膜中两种材料的晶体更为细致且均匀；同时在MXD6与PA6的混合体系中加入特定的相容剂，提高两相的相容性，进而获得具有优异阻隔性能，力学强度高，透明性良好的薄膜。

一种纳米稀土成核剂改性的高阻隔薄膜，所述薄膜包括表层1、芯层、表层2，其特征是：表层1中MXD6的含量为10~30%，PA6的含量为63~84.9%，防粘母料的含量为2~4%，相容剂的含量为3~8%，纳米稀土成核剂的含量为0.1~5%；芯层中MXD6的含量为95~99.9%，纳米稀土成核剂的含量为0.1~5%；在表层2中MXD6的含量为10~30%，PA6的含量为63~84.9%，防粘母料的含量为2~4%，相容剂的含量为3~8%，纳米稀土成核剂的含量为0.1~5%。

优选地，表层1、芯层和表层2中所述的纳米稀土成核剂的含量为0.5~4%；更优选地，表层1、芯层和表层2所述的纳米稀土成核剂的含量为1~3%；最优选地，表层1、芯层和表层2所述的纳米稀土成核剂的含量为2%。

在一个实施方案中，表层1、芯层和表层2所述的纳米稀土成核剂是氧化铈、氧化镧、氧化铷、硬脂酸铈、硬脂酸镧、硬脂酸铷中的一种或几种混合物。

所述的纳米稀土成核剂，其粒径为10~500nm，优选90-400nm，更优选150-250nm，比表面积为10~100m²/g，松装比重为0.5~2.0g/cm³。

在一些实施方案中，表层1、芯层和表层2所述相容剂的含量相同，所述的相容剂为马来酸酐接枝MXD6；优选地，相容剂的含量为4~6%；最优选地，相容剂的含量为5.5%。

在一个实施方案中，所述的稀土成核剂改性的高阻隔薄膜，其特征在于：在表层1中MXD6的含量为30%，PA6的含量为64.5%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为3%，纳米稀土成核剂的含量为0.5%；芯层中MXD6的含量为99.5%，纳米稀土成核剂的含量为0.5%；在表层2中MXD6的含量为30%，PA6的含量为64.5%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为3%，纳米稀土成核剂的含量为0.5%。

在一个实施方案中，所述的稀土成核剂改性的高阻隔薄膜，其特征在于：在表层1中MXD6的含量为30%，PA6的含量55%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为8%，纳米稀土成核剂的含量为5%；芯层中MXD6的含量为95%，纳米稀土成核剂的含量为5%；在表层2中MXD6的含量为30%，PA6的含量为55%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为8%，纳米稀土成核剂的含量为5%。

在一个实施方案中，所述的稀土成核剂改性的高阻隔薄膜，其特征在于：在表层1中MXD6的含量为30%，PA6的含量60.5%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为5.5%，纳米稀土成核剂的含量为2%；芯层中MXD6的含量为98%，纳米稀土成核剂的含量为2%；在表层2中MXD6的含量为30%，PA6的含量为60.5%，防粘母料的含量为2%，相容剂的含量为5.5%，纳米稀土成核剂的含量为2%。

所述的纳米稀土成核剂改性的高阻隔薄膜的制备方法与BOPA薄膜的生产工艺相同，按预定的质量百分比进行投料，完成熔融挤出、铸片、拉伸工序，最后得到高阻隔薄膜，其中拉伸工艺可以选用分步法拉伸工艺，机械同步拉伸工艺或者磁线性电机驱动拉伸工艺。