[发明专利]一种高阻隔生物降解材料及其制备方法以及应用

说明书

本发明涉及一种高阻隔生物降解材料及其制备方法以及应用。高阻隔生物降解材料的原料包括按重量份计的以下组分：在各组分材料聚合反应的过程中，不同分子和官能团间相互作用而形成具有空间网络分子结构且非常致密的材料，降低玻璃态下高分子材料链段的运动频率，减少高分子链间自由体积出现的频率或减小自由体积，减少甚至关闭可供水蒸气分子扩散的通道，从而提高水蒸气阻隔性能。同时，上述材料是一种环境友好生物基材料。

技术领域

本发明涉及环境友好生物基材料领域，特别是涉及一种高阻隔生物降解材料及其制备方法以及应用。

背景技术

阻隔包装材料是对气液渗透物具有屏蔽功能的材料，能防止氧气、水蒸汽、液体和香味的渗透，保护内容物不变味、不变质，延长商品的流通周期和货架寿命。因此，阻隔包装材料被广泛用于食品、药品、化学品等产品的包装，特别是冷冻食品、肉制品、油脂食品、茶叶、香料、化妆品和农药等商品的包装。

当今，市场上的阻隔包装材料主要有铝箔、镀铝薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等传统阻隔材料及镀氧化硅或镀氧化铝薄膜等阻隔材料。

然而，传统的阻隔包装材料在加工制造和后处理的过程中都会带来或多或少的环境问题。例如，包材中含有金属层(例如铝箔)不易降解，复合包材中的铝箔目前国内又无能力加以分离，结果造成纸塑铝结构和塑铝结构的复合材料的废弃物既无法回收再利用，又无法焚烧，对环境保护的危害很大。同时，铝箔或镀铝包材不透明，不能用于微波加热，铝箔耐折性差、成本高，镀铝强度差(铝层遇水易自动脱落)。而聚偏二氯乙烯(PVDC)具有以下缺点：首先，热稳定性差，成膜条件苛刻，即使经过增塑、稳定配方处理的PVDC塑料，也必须使用具有特种合金螺杆、料筒和模头的特种挤出设备，在严格的工艺条件控制下，才能顺利生产出含PVDC阻隔层的多层共挤薄膜，含PVDC阻隔层的薄膜环保适应性差，由于PVDC的热稳定性差，含PVDC阻隔层的薄膜边角料及回收料，目前尚不能通过热熔融造粒再生利用；其次，PVDC焚烧处理时会产生氯乙烯之类的有害物质，甚至产生强致癌物质二噁英。而对于乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，当环境湿度超过50％RH时，其阻隔性能急剧变差。

上述石油基的阻隔材料以石化资源作为原材料，同时给环境造成危害，不利于应用。而镀氧化硅和镀氧化铝薄膜等阻隔材料的设备投资极其昂贵，加工技术难度很高，故产品成本极高。

为此，随着石化资源的日渐枯竭以及人类生存和发展的可持续要求，生物降解高分子材料已成为当今环保材料领域的研究热点。然而，传统的生物降解材料存在阻隔性能不良的缺陷，尤其是对水蒸气的阻隔性较差。

发明内容

基于此，有必要针对传统生物降解材料存在的阻隔性能不良的问题，提供一种高阻隔生物降解材料及其制备方法以及应用。

一种高阻隔生物降解材料，所述高阻隔生物降解材料的原料包括按重量份计的以下组分：

本发明的高阻隔生物降解材料的原材料均具有良好的特性：酸化高蛋白胶体具有良好的成膜特性，材料本身致密，阻隔性能良好；优选的可生物降解树脂的阻隔性均是生物降解聚酯材料中的佼佼者；漂白紫胶树脂、松香树脂酸、动植物蜡均是成膜性优良的天然生物基材料，能够应用于水果或食品保鲜行业；纳米粉体的引入，可以弥补涂覆薄膜微观上的物理针孔、或者形成片状插层结构对水蒸气分子产生阻隔作用，延长水蒸气分子的扩散路径。