[发明专利]一种控温聚乙烯醇包装薄膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及包装领域，尤其是涉及一种控温聚乙烯醇(PVA)包装薄膜及其制备方法。

背景技术

众所周知，二氧化钒(VO₂)在68℃存在一个从低温半导体相到高温金属相的转变。在相变时，一些物理性质如导电率、电阻率、红外光的透射率和反射率会发生可逆的突变，特别是对二氧化钒进行掺杂时，可以降低其相变温度。例如每掺入1.0at％Mo原子，相变温度降低11℃；每掺入1.0at％W原子，相变温度降低23℃。当外界温度低于VO₂的相变温度(即，处于低温半导体相)时，二氧化钒能使红外线大量透过，产生温热效应，从而提高温度；相反，当外界温度高于其相变温度(即，处于高温金属相)时，二氧化钒反射红外线，从而保持温度在一定范围内不再升高。二氧化钒的这些特殊性质，可以应用于诸多领域，如用在控温包装方面。传统的包装材料无法满足控温的需求，易使商品在运输、储存等过程中，受到外界环境的变化特别是光照条件的影响，出现因环境温度的升高导致的变质现象的发生，所以人们为满足适宜的贮藏和运输温度，需要通过制冷装置将热量吸收并排放到包装品外部，但是这种方法给商品运输和储存带来了极大的不便，因此需要新的方法对包装品进行控温。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是利用上述二氧化钒的特性，将其与聚乙烯醇(PVA)相复合，制成控温PVA包装薄膜，用来自动调节包装品内部的温度；本发明同时提供了一种控温聚乙烯醇(PVA)包装薄膜及其制备方法和应用。

本发明的技术方案是：一种控温聚乙烯醇包装薄膜，其特征在于，该薄膜由如下混合溶液经干燥制得，该混合溶液质量百分数的原料组成为：0.5～3％纳米钨掺杂二氧化钒粉体、0.5～2％十二烷基硫酸钠、7～15％聚乙烯醇树脂，余量为去离子水；所述纳米钨掺杂二氧化钒粉体通过掺杂钨元素使二氧化钒相变温度降低，其中，钒钨的原子比V∶W＝1∶(2～0)，使相变温度在36.3～68℃之间。

所述十二烷基硫酸钠作为纳米钨掺杂二氧化钒粉体的分散剂，其与纳米钨掺杂二氧化钒粉体的质量比为：(0.6～0.8)∶1。

本发明还提供上述控温聚乙烯醇包装薄膜的制备方法：1)取配比量的纳米钨掺杂二氧化钒粉体、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇树脂和去离子水，待用；将占原料总量7～15wt％的聚乙烯醇树脂溶于部分去离子水，制成质量分数为8～15％聚乙烯醇树脂溶液；2)将占原料总量0.5～3wt％的纳米钨掺杂二氧化钒粉体中添加占原料总量0.5～2wt％的十二烷基硫酸钠分散剂，然后再与剩余部分的去离子水混合，超声振荡均匀；3)上述步骤2)制得的混合液慢慢滴加到聚乙烯醇(PVA)树脂溶液中，混合均匀后制成薄膜。

将上述混有纳米钨掺杂二氧化钒粉体的聚乙烯醇树脂溶液平铺于聚四氟乙烯模具中，在室温下自然干燥48小时以上，即可制成薄膜，薄膜厚度约为0.5～1.0mm。

将所述薄膜用于包装领域。

本发明制备的薄膜的突出特点是：

1.该薄膜主要原料的大部分来源丰富，价格低廉，且纳米钨掺杂二氧化钒粉体添加量少，对总体价格影响不太大。

2.该薄膜制备工艺较简单，工艺参数较易控制。

3.该薄膜的控温功能效果明显。

4.该薄膜可节约能源，应用于包装方面，便于包装品储存和运输。

具体实施方式

本发明的控温聚乙烯醇包装薄膜由如下混合溶液经干燥制得，该混合溶液质量百分数的原料组成为：0.5～3％纳米钨掺杂二氧化钒粉体、0.5～2％十二烷基硫酸钠、7～15％聚乙烯醇树脂，余量为去离子水；其中，纳米钨掺杂二氧化钒粉体通过掺杂钨元素使其相变温度降低，这里通过掺杂不同原子比(V∶W＝1∶(2～0))的钨元素，使相变温度在36.3～68℃之间。

本发明上述控温聚乙烯醇包装薄膜的制备方法：1)取占原料总量7～15wt％的聚乙烯醇树脂溶于去离子水，制成质量分数为8～15％聚乙烯醇树脂溶液；

2)将占原料总量0.5～3wt％的纳米钨掺杂二氧化钒粉体中添加占原料总量的组分量0.5～2wt％的十二烷基硫酸钠分散剂，然后再与剩余的去离子水(水的总用量占原料总量的80-92wt％)混合，超声振荡均匀；其中，十二烷基硫酸钠与纳米钨掺杂二氧化钒粉体的质量比为：(0.6～0.8)∶1。