一种高阻隔可降解包装材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高阻隔可降解包装材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：（1）将聚2,6‑萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯‑乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机搅拌；（2）加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌；（3）装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒。（4）冷却后经吹塑机吹塑成型。本发明的一种高阻隔可降解包装材料具有较好的力学性能，阻隔性能卓越，同时具有良好的降解性能，绿色环保。

权利要求

1.一种高阻隔可降解包装材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯20-40份、聚碳酸亚丙酯20-50份、聚己内酯10-15份、石油树脂2-5份、乙烯-乙烯醇共聚物10-20份、钠基蒙脱土1-2份、纳米二氧化钛1-3份、甲壳素0.5-1份、羟丙基甲基纤维素2-4份、芥酸酰胺0.1-0.3份、硬脂酸正丁酯0.2-0.5份、蓖麻油0.5-1份、丙三醇2-5份，其制备方法为：（1）将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在转速

600-800r/min下搅拌3-5分钟；

（2）加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌5-10分钟；

（3）装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为190-200℃、210-220℃、195-

210℃，机头温度为 190-200℃，螺杆转速为25-40r/min；

（4）冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为200-220℃。

2.根据权利要求1所述的一种高阻隔可降解包装材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯25-35份、聚碳酸亚丙酯30-40份、聚己内酯11-14份、石油树脂3-4份、乙烯-乙烯醇共聚物12-18份、钠基蒙脱土1.2-1.7份、纳米二氧化钛1.5-

2.5份、甲壳素0.6-0.9份、羟丙基甲基纤维素2.5-3.5份、芥酸酰胺0.15-0.25份、硬脂酸正丁酯0.3-0.4份、蓖麻油0.6-0.9份、丙三醇3-4份。

说明书

一种高阻隔可降解包装材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及包装材料领域，具体涉及一种高阻隔可降解包装材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着社会的发展和人们生活水平的提高，产品的分类越来越细，对于产品的包装不仅局限在保护产品的基本功能上，而是要根据产品的特点和市场的需求，朝视觉化和功
能化方向发展。近年来，随着技术的进步，包装材料的功能化发展趋势日渐明显，高要求、高
技术含量的包装材料正成为许多企业的支柱产业和研发目标，其包装功能是多样的，除最
基本的要求外，通过原材料、助剂或工艺的调整使包装材料具有某些特殊的功能，高阻隔性
就是其中一种。高阻隔性材料主要用于对食品、药品的包装，要求具有高阻湿性和阻氧性，
还要求材料兼具较好的拉伸强度，不与内装物品发生任何化学反应，确保物品安全。同时，
近年来由于包装材料的大量使用，其中大多数为难降解材料，而导致环境的严重破坏，因此
在开发功能性包装材料的基础上，考虑其降解性，研究开发出应用范围更广泛，包装效果佳
且绿色环保的包装材料具有长远的价值和意义。

发明内容

[0003] 要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高阻隔可降解包装材料，具有较好的力学性能，阻隔性能卓越，同时具有良好的降解性能，绿色环保。

[0004] 技术方案：一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯20-40份、聚碳酸亚丙酯20-50份、聚己内酯10-15份、石油树脂2-5份、乙烯-
乙烯醇共聚物10-20份、钠基蒙脱土1-2份、纳米二氧化钛1-3份、甲壳素0.5-1份、羟丙基甲
基纤维素2-4份、芥酸酰胺0.1-0.3份、硬脂酸正丁酯0.2-0.5份、蓖麻油0.5-1份、丙三醇2-5
份。

[0005] 进一步优选的，所述的一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯25-35份、聚碳酸亚丙酯30-40份、聚己内酯11-14份、石油树脂
3-4份、乙烯-乙烯醇共聚物12-18份、钠基蒙脱土1.2-1.7份、纳米二氧化钛1.5-2.5份、甲壳
素0.6-0.9份、羟丙基甲基纤维素2.5-3.5份、芥酸酰胺0.15-0.25份、硬脂酸正丁酯0.3-0.4
份、蓖麻油0.6-0.9份、丙三醇3-4份。

[0006] 上述易降解包装材料的制备方法包括以下步骤：

[0007] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速600-800r/min下搅拌3-5分钟；

[0008] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌5-10分钟；

[0009] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为190-200℃、210-220℃、195-210℃，机头温度为190-200℃，螺杆转速为25-40r/min。

[0010] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为200-220℃。

[0011] 进一步优选的，步骤（1）中转速为650-750r/min，搅拌时间为4分钟。

[0012] 进一步优选的，步骤（2）中搅拌时间为6-9分钟。

[0013] 进一步优选的，步骤（3）中各区温度依次为195℃、215℃、200℃，机头温度为195℃，螺杆转速为30-35r/min。

[0014] 进一步优选的，步骤（4）中温度为210℃。

[0015] 有益效果：本发明的一种高阻隔可降解包装材料，具有较好的力学性能，其拉伸强度最高可达32.6MPa，其透湿系数、透氧系数和200-400nm波段紫外光透过率分别仅为501g/
(cm·s·pa)、0.053×10-15/(cm·s·pa)和0%，具有卓越的阻隔性能，同时其经土壤掩埋法
掩埋20天后失重率达到55.1%，具有良好的降解性能，绿色环保。

具体实施方式

[0016] 实施例1

[0017] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯20份、聚碳酸亚丙酯20份、聚己内酯10份、石油树脂2份、乙烯-乙烯醇共聚物10份、钠
基蒙脱土1份、纳米二氧化钛1份、甲壳素0.5份、羟丙基甲基纤维素2份、芥酸酰胺0.1份、硬
脂酸正丁酯0.2份、蓖麻油0.5份、丙三醇2份。

[0018] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0019] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速600r/min下搅拌3分钟；

[0020] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌5分钟；

[0021] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为190℃、210℃、195℃，机头温度为190℃，螺杆转速为25r/min。

[0022] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为200℃。

[0023] 实施例2

[0024] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯25份、聚碳酸亚丙酯30份、聚己内酯11份、石油树脂3份、乙烯-乙烯醇共聚物12份、钠
基蒙脱土1.2份、纳米二氧化钛1.5份、甲壳素0.6份、羟丙基甲基纤维素2.5份、芥酸酰胺
0.15份、硬脂酸正丁酯0.3份、蓖麻油0.6份、丙三醇3份。

[0025] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0026] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速650r/min下搅拌4分钟；

[0027] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌6分钟；

[0028] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为195℃、215℃、200℃，机头温度为195℃，螺杆转速为30r/min。

[0029] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为210℃。

[0030] 实施例3

[0031] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯30份、聚碳酸亚丙酯35份、聚己内酯12.5份、石油树脂3.5份、乙烯-乙烯醇共聚物15
份、钠基蒙脱土1.5份、纳米二氧化钛2份、甲壳素0.75份、羟丙基甲基纤维素3份、芥酸酰胺
0.2份、硬脂酸正丁酯0.35份、蓖麻油0.75份、丙三醇3.5份。

[0032] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0033] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速700r/min下搅拌4分钟；

[0034] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌7分钟；

[0035] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为195℃、215℃、203℃，机头温度为195℃，螺杆转速为33r/min。

[0036] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为210℃。

[0037] 实施例4

[0038] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯35份、聚碳酸亚丙酯40份、聚己内酯14份、石油树脂4份、乙烯-乙烯醇共聚物18份、钠
基蒙脱土1.7份、纳米二氧化钛2.5份、甲壳素0.9份、羟丙基甲基纤维素3.5份、芥酸酰胺
0.25份、硬脂酸正丁酯0.4份、蓖麻油0.9份、丙三醇4份。

[0039] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0040] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速750r/min下搅拌4分钟；

[0041] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌9分钟；

[0042] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为195℃、215℃、205℃，机头温度为195℃，螺杆转速为35r/min。

[0043] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为210℃。

[0044] 实施例5

[0045] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯40份、聚碳酸亚丙酯50份、聚己内酯15份、石油树脂5份、乙烯-乙烯醇共聚物20份、钠
基蒙脱土2份、纳米二氧化钛3份、甲壳素1份、羟丙基甲基纤维素4份、芥酸酰胺0.3份、硬脂
酸正丁酯0.5份、蓖麻油1份、丙三醇5份。

[0046] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0047] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在
转速800r/min下搅拌5分钟；

[0048] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌10分钟；

[0049] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为200℃、220℃、210℃，机头温度为200℃，螺杆转速为40r/min。

[0050] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为220℃。

[0051] 对比例1

[0052] 本实施例与实施例1的区别在于不含有钠基蒙脱土和纳米二氧化钛。具体地说是：

[0053] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯20份、聚碳酸亚丙酯20份、聚己内酯10份、石油树脂2份、乙烯-乙烯醇共聚物10份、甲
壳素0.5份、羟丙基甲基纤维素2份、芥酸酰胺0.1份、硬脂酸正丁酯0.2份、蓖麻油0.5份、丙
三醇2份。

[0054] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0055] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚己内酯、石油树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在转速600r/min下搅拌3-5分
钟；

[0056] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌5分钟；

[0057] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为190℃、210℃、195℃，机头温度为 190℃，螺杆转速为25r/min。

[0058] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为200℃。

[0059] 对比例2

[0060] 本实施例与实施例1的区别在于不含有聚己内酯和乙烯-乙烯醇共聚物，以聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯代替。具体地说是：

[0061] 一种高阻隔可降解包装材料，由以下成分以重量份制备而成：聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯40份、聚碳酸亚丙酯20份、石油树脂2份、钠基蒙脱土1份、纳米二氧化钛1份、甲壳素
0.5份、羟丙基甲基纤维素2份、芥酸酰胺0.1份、硬脂酸正丁酯0.2份、蓖麻油0.5份、丙三醇2
份。

[0062] 上述易降解包装材料的制备方法为：

[0063] （1） 将聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、石油树脂、钠基蒙脱土、纳米二氧化钛、甲壳素和羟丙基甲基纤维素混合，用高速搅拌机在转速600r/min下搅拌3分钟；

[0064] （2） 加入芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、蓖麻油和丙三醇，继续用高速搅拌机搅拌5分钟；

[0065] （3） 装入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，各区温度依次为190℃、210℃、195℃，机头温度为190℃，螺杆转速为25r/min。

[0066] （4） 冷却后经吹塑机吹塑成型，温度为200℃。

[0067] 本发明的包装材料的力学和阻隔性能及降解性指标见下表，我们可以看到本发明材料具有较好的力学性能，其拉伸强度最高可达32.6MPa，其透湿系数、透氧系数和200-
-15
400nm波段紫外光透过率分别仅为501g/(cm·s·pa)、0.053×10 /(cm·s·pa)和0%，具
有卓越的阻隔性能，同时其经土壤掩埋法掩埋20天后失重率达到55.1%，具有良好的降解性
能，绿色环保。

[0068] 表1 高阻隔可降解包装材料的力学和阻隔性能及降解性指标

[0069]产品名称 拉伸强度（MPa） 透湿系数（g/(cm·s·pa)） 透氧系数（×10-15/(cm·s·pa)）  200-400nm 波段紫外光透过率（%） 20天失重率（%）实施例1 32.1 510 0.055 0 54.2
实施例2 32.3 508 0.054 0 54.5
实施例3 32.4 504 0.054 0 54.7
实施例4 32.6 501 0.053 0 55.1
实施例5 32.4 503 0.055 0 54.8
对比例1 27.2 563 0.065 0 52.6
对比例2 28.7 537 0.077 3.2 49.6

[0070] 注：失重率的测定为采用土壤掩埋法。