[发明专利]一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜及其制备方法，该高阻氧的双向拉伸高密度聚乙烯薄膜包括上层、粘结层、中间层、粘结层和下层共五层结构。发明所述上下层材料均为高密度聚乙烯，中间层材料为具有高阻氧性能的乙烯‑乙烯醇共聚物，乙烯‑丙烯酸共聚物作为粘结层；所述薄膜由高密度聚乙烯层、粘结层和乙烯‑乙烯醇共聚物经过多层共挤，然后进行同步双向拉伸制备而成。本发明所述的高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜具有优异的力学性能和高的氧气阻隔性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

与传统的吹塑和流延薄膜相比，双向拉伸聚乙烯薄膜由于其大分子链和聚集态结构发生高度取向，因而使得薄膜的力学强度和光学性能均得到显著提升，其中薄膜的拉伸模量(挺度)可提高2～5倍，拉伸强度可提高2～8倍，穿刺强度和冲击强度可提高2～5倍，薄膜雾度可降低30～85％，作为包装膜、复合膜、农用膜、医用膜，特别是高强度抗穿刺复合包装袋等具有广阔的应用前景、较高的产品附加值，且更加绿色环保。然而，由于聚乙烯薄膜气体阻隔性较差、氧气透过量高的特点严重阻碍了其在食品包装领域上的应用。

乙烯－乙烯醇共聚物(EVOH)具有极好的气体阻隔性和良好的加工性，另外透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。在包装领域，EVOH制成复合膜中间阻隔层，应用在所有的硬性和软性包装中；在食品业中用于无菌包装、热罐和蒸煮袋，包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品；在非食品方面，用于包装溶剂、化学药品、空调结构件、汽油桶内衬、电子元件等。与目前普遍采用的吹塑或流延工艺制备EVOH薄膜相比，双向拉伸EVOH薄膜拉伸强度和弹性模量高，冲击强度大，耐穿刺性好，其氧气透过量为未拉伸EVOH薄膜的1/10，是一种强度和刚性兼具的高阻隔性基材。虽然EVOH具有优异的气体阻隔性能，但由于EVOH树脂分子间和分子内的作用力较强，以及结晶度较高，不易进行双向拉伸，因而难以用EVOH对聚乙烯进行改性，提高双向拉伸聚乙烯的气体阻隔性能。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜及其制备方法，具有良好的拉伸强度和弹性模量，以及优异的气体阻隔性能，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜，所述薄膜包括上层、粘结层、中间层、粘结层和下层共五层结构，所述薄膜的厚度为60～100μm，所述薄膜的拉伸强度为100～132Mpa，断裂伸长率为210～290％，氧气透过率为2×10^-5～6×10^-5cm³/m².day.Pa，雾度为4.6～5.9％。

优选的，所述薄膜的上、下层材料均为高密度聚乙烯，粘结层材料为乙烯-丙烯酸共聚物，中间层材料为具有高阻氧性能的乙烯-乙烯醇共聚物；所述薄膜由高密度聚乙烯、粘结层和乙烯-乙烯醇共聚物经过多层共挤，然后进行同步双向拉伸制备而成。

优选的，所述的高密度聚乙烯密度为0.94～96g/cm³，熔体流动指数为3～8g/10min。

优选的，所述的乙烯-乙烯醇共聚物中的乙烯基含量为32～48％，熔体流动指数为6～12g/10min，所述的乙烯-乙烯醇共聚物中还添加二维层状材料，含量为0.05％～0.5％。

优选的，所述的二维层状材料是石墨烯或MXene。

优选的，所述的乙烯-丙烯酸共聚物中的丙烯酸基含量为2～8％。

优选的，所述高密度聚乙烯层的厚度为12～40μm，乙烯-丙烯酸粘结层的厚度为2～10μm，乙烯-乙烯醇中间阻氧层的厚度为5～20μm的。

此外，为了实现上述目的，本发明还提出了一种高阻氧双向拉伸高密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：