[发明专利]一种充气包装袋用复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种充气包装袋用复合膜，包括外层PET膜，中间胶粘剂层和内层PE膜，其中，所述内层PE膜为由核壳粒子增韧的聚乙烯薄膜，所述核壳粒子为由碳纳米材料包覆纳米CaCO₃组成的粒子，所述纳米CaCO₃为经过表面改性剂处理的纳米颗粒。本发明还公开了一种充气包装袋用复合膜的制备方法。采用PET膜作为包装袋用复合膜的外层结构，并对内层聚乙烯层进行增韧改性可以降低整个包装袋的制作成本，成本降低幅度为20～30％。将纳米碳酸钙先用表面改性剂进行表面处理，再用碳纳米材料进行包覆组成核壳结构，并将核壳结构粒子填充到聚乙烯材料中，可以改善聚乙烯的力学性能，在提高聚乙烯韧性、抗冲击能力的同时，也增加了聚乙烯膜的耐磨性。

技术领域

本发明涉及聚乙烯复合膜技术领域，具体涉及一种充气包装袋用复合膜及其制备方法。

背景技术

充气包装广泛用于电子半导体行业、纤维光学器件制造行业、电信及无线电通讯、汽车制造行业等，部分精密的电子元件需要使用充气包装的方式进行运输，这些精密的电子元件在运输过程中需要保证其遮光、密封、耐穿刺、防静电、防水防潮性能，目前，在电子元件的充气包装领域，运用最多的复合膜为尼龙/聚乙烯复合膜。尼龙/聚乙烯复合膜之所以可以被广泛应用于充气包装领域，主要是其结合了尼龙材料优良的力学性能和化学稳定性，即优良的耐磨性、韧性、耐热性和耐化学药品性，以及聚乙烯膜质轻、易成型、吸水率低、耐湿性好等优点，这使得用尼龙/聚乙烯复合膜制作的包装袋具有良好的耐磨、韧性、防水、防潮性能。

目前应用最为广泛的尼龙/聚乙烯复合膜的结构由外层尼龙膜层，中间胶粘剂层和内层聚乙烯膜组成，尼龙膜虽然有优良的力学性能和化学稳定性，在包装材料领域有着极为广泛的应用，但由于它本身造价较高，由尼龙膜和聚乙烯膜复合制成的包装膜相较于聚乙烯膜的其他复合膜来说制作成本较高，不具有较好的经济效益。PET薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜，透明性好，有光泽，具有良好的气密性和优良的机械性能，本身造价较低，可替代尼龙膜作为包装膜的外层材料。然而，相对于尼龙膜来说，PET膜韧性较差，因此，在使用PET 膜作为包装膜的外层膜时，增加PET/聚乙烯复合膜的韧性成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，采用由碳纳米材料包覆纳米CaCO₃组成的核壳粒子对聚乙烯进行增韧，以提高整个复合膜的韧性，核壳粒子中的外层碳纳米材料还可以提高聚乙烯以及整个复合膜的耐磨性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种充气包装袋用复合膜，包括外层PET膜，中间胶粘剂层和内层PE膜，其中，所述内层PE膜为核壳粒子增韧的聚乙烯薄膜，所述聚乙烯和核壳粒子的质量比为1～1.5:1，所述核壳粒子为碳纳米材料包覆纳米CaCO₃组成的粒子，所述纳米CaCO₃为经过表面改性剂处理的纳米颗粒。

进一步优选的技术方案为，所述聚乙烯薄膜包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的任意一种。

进一步优选的技术方案为，所述碳纳米材料包括石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管中的任意一种。

进一步优选的技术方案为，所述表面改性剂包括硬脂酸、钛酸酯、硅烷偶联剂中的任意一种。

聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀。因为优良的电绝缘性能、稳定性、耐湿性以及易于加工成型等优点被广泛应用于电子元件、医疗、食品等包装产品上。目前，在包装领域应用最多的聚乙烯材料主要被分为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及超高分子量聚乙烯五种。其中，中密度聚乙烯的支链数目和长短介于低密度聚乙烯和高密度聚乙烯之间，具有优良的耐环境应力开裂性和机械强度、以及分子链柔顺性和易于加工的性能，被广泛应用于光纤缆、护套料通信等领域，这种材料由于工业化生产较为困难，目前我国中密度聚乙烯材料的使用主要依赖于进口。