[发明专利]一种可全生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜及其制备方法

说明书

一种可生物降解高阻隔性真空蒸镀薄膜基材及其制备方法，薄膜自上而下依次由高阻隔涂布层及双向拉伸聚乳酸薄膜（BOPLA）薄膜基材层组成。基材层是由上表层、芯层、及下表层组成；其制备步骤分为两步，首先利用平拉法制备满足涂布要求的聚乳酸薄膜（BOPLA）基材，然后通过在线涂布工艺或离线涂布工艺，在薄膜基材表面形成高阻隔涂层。利用本发明制备出的高阻隔性蒸镀薄膜基材所生产的镀铝薄膜和镀氧化铝薄膜，最优的氧气透过率可小于0.02 cc/m².24h，最优的水蒸气透过率达到0.05 g/m².24h；该高阻隔性蒸镀薄膜基材不仅具有优秀的阻隔效果，而且是可生物降解的，可以有效解决废弃包装薄膜的带来环境问题，其工业上的利用价值高。

技术领域

本发明涉及一种高阻隔包装薄膜，具体为一种可生物降解高阻隔真空蒸镀薄膜基材及其制备方法。

背景技术

食品、药品以及电子器件在水分和氧气存在的条件下容易发生腐败变质或失效。使用具有高阻隔性的包装材料来保护处理过的产品是解决这一问题的关键所在。高阻隔膜材料以其优异的阻隔性能脱颖而出，成为许多行业包装产品的首选方式。目前市场上高阻隔包装薄膜通常的制备方法是在薄膜基材上涂布高阻隔涂层并与其他功能薄膜进行复合。所用的基材一般是BOPET、BOPP、CPP、BOPA和BOPE 其中的一种或者多种。

由于包装薄膜重量轻、基材种类多，这在一定程度上限制薄膜可回收利用，更多的包装薄膜直接作为固体垃圾处理。但是PET、PP、 PA、PE都是难以降解的塑料，在自然环境中需要上百年才会完全降解。由于目前处理薄膜常用的方法是填埋和焚烧。这些难以降解的塑料材料在填埋处理后，需要上百年才能完降解。未降解的塑料薄膜会导致土壤板结，影响作物生长。部分带有污染物的塑料，填埋后也会污染周围土壤和水体。焚烧处理塑料会产生有毒气体，危害生物安。基于这些认识，国际上一些大的公司已经开展行动，承诺到2015年实现包装用材料达到100％可回收、可重复使用或可降解,来减轻或消除塑料垃圾带来的各种问题。

现在已经有专利报道相关添加型的可降BOPP和CPP薄膜，但是这些薄膜需要在氧化降解后才会发生生物降解，不能称为生物降解薄膜。聚乳酸是一种无毒、无刺激的合成高分子材料，其原料是乳酸，主要来自淀粉(如玉米、大米)等发酵。PLA原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，是真正的绿色高分子材料。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170-230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。基于以上认识，聚乳酸用作生产制备可生物降解的环保包装材料。相关专利已经对此有详细报道。

目前市场上，常用的高阻隔包装薄膜包括：铝箔、蒸镀薄膜、镀氧化铝薄膜、镀氧化硅薄膜、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)五层共挤薄膜、聚偏二氯乙烯(PVDC)涂层薄膜以及PVA涂布薄膜。这其中铝箔的阻水、阻氧效果最好。但是铝箔单价高，弯折易形成微孔，在应用中受到一定限制。EVOH五层共挤薄膜兼有阻水和阻氧的效果，但设备投资较大，废弃后难以降解和重复利用。PVDC涂布薄膜虽然具有较好的阻水和阻氧性，但是燃烧时会产生二噁英等致癌物。

真空蒸镀薄膜，包括镀铝薄膜、镀氧化铝薄膜、镀氧化硅薄膜，同时可以提供高的氧气阻隔性和湿气阻隔性。真空蒸镀工艺对薄膜基材的要求比较高，包括(1)耐热性好，基材必须能耐受蒸发源的辐射热和蒸发物的冷凝潜热。(2)从薄膜基材上产生的挥发性物质要少；对吸湿性大的基材，在镀膜前理。(3)基材应具有一定的强度和表面平滑度。(4)对蒸镀层的粘接性良好。以上几点中，第四点是最重要也是与基材本质最相关的一点。对于非极性和极性比较弱的高分子材料，通过电晕处理和等离子处理可以提高基材的表面极性。这种方法有助于提高镀层与基材的结合牢度，但是仍不能满足一些高要求的应用。目前，仍需要对表层配方的材料进行改性处理。本发明针对高阻隔蒸镀薄膜生产的需要，开发可以用于真空蒸镀工艺的PLA 薄膜基材。

发明内容