[发明专利]一种阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜及制备方法。

背景技术

许多传统型包装膜（如PP、PE、PVC、PET），它们有很好的热封性、印刷性、镀金属性、气体阻隔性以及可控的摩擦系数，但这些材料均不具备生物降解性能，污染环境。

随着全生物降解材料的开发，生物降解材料逐渐应用到包装膜中，如聚乳酸膜（BOPLA膜），但是聚乳酸本身的阻隔性较差，不能单独做为阻隔材料使用。

中国专利200980108671.7公开了一种生物降解复合氧阻隔膜，是由至少两个支撑层和设在所述每两个支撑层之间的阻隔层组成，该复合氧阻隔膜有利于延长食品和药物等的保质期、货架寿命；同时可以防止造成白色污染的优点，但是其采用的是多层共挤的方法来制备，薄膜的机械性能较差，使用范围受到限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有较好阻隔性且具有较好机械性能的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜及其该复合薄膜的制备方法。

本发明所述的一种阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜，其特征在于，由两个聚乳酸层和设在两个聚乳酸层中间的阻隔层组成，所述聚乳酸层包含以下重量百分比的成分：结晶性聚乳酸75%-100%，熔体增强剂0%-5%，增韧剂0%-5%，抗静电剂0%-5%，抗氧剂0%-5%，爽滑剂 0%-5%，抗粘连剂0%-5%；所述阻隔层为全生物降解并具有气体阻隔性的二氧化碳共聚物。

在上述阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜的结构中，所述聚乳酸层为薄膜的力学支撑层，所用聚乳酸为结晶性聚乳酸，是由乳酸的两种光学异构体：D-乳酸或L-乳酸为原料合成的结晶性的均聚物，该类聚乳酸熔点高，耐热性好。本发明优先选择10万-30万分子量的聚乳酸，如果分量较小，几乎不显机械性或耐热性等实用物性，如果太大，熔体粘度会变高，成形加工性差。另外由于聚乳酸是一种极性聚合物，容易吸水，使用之前需要干燥，需保持水分低于0.02%。

在聚乳酸层还可以添加一些功能助剂如熔体增强剂、熔体增韧剂、抗静电剂、抗粘连剂、抗氧剂、爽滑剂等。

聚乳酸熔体增强剂里有微量的扩链剂可在一定程度上使聚乳酸接枝扩链，提高其热稳定性，较好保持分子量；熔体增韧剂可增加聚乳酸抗冲击强度，降低聚乳酸膜的硬度，增加横拉宽度等，如聚乳酸专用丙烯酸共聚物；抗静电剂降低薄膜的表面电阻率，能够防尘、改善薄膜的放卷性能和薄膜的使用性能，抗静电剂可采用现行一般常用的抗静电剂，其主要是胺类、酯类或两者复配的；抗粘连剂防止薄膜粘连，抗粘连剂可使用现行一般塑料薄膜上常用的，例如二氧化硅，碳酸钙、碳酸镁、滑石、二氧化钛、高岭土和氧化铝，聚甲基丙烯酸甲酯，玻璃珠等的任一种；抗氧剂可以防止聚合物因氧化而引起变质，抗氧剂可使用现行一般塑料薄膜上常用的，例如受阻酚类抗氧剂、硫代二丙酸双酯等；爽滑剂可以使薄膜表面具有爽滑特性，可降低薄膜的摩擦系数，避免薄膜发生粘合，爽滑剂可采用现行常用的爽滑剂，如油酸酰胺、芥酸酰胺。 

   本发明所述阻隔层为全生物降解并具有气体阻隔性的二氧化碳共聚物。可以选二氧化碳环氧丙烷共聚物或二氧化碳环氧乙烷共聚物，优选二氧化碳环氧丙烷共聚物即碳酸亚丙酯（PPC）。PPC是以二氧化碳和环氧丙烷原料，采用稀土三元催化剂合成的一种新型完全生物可降解的环保材料。该材料分子链段柔软，易分解，生物相容性好，且具有极低氧气、二氧化碳透过率，可广泛用于包装材料。

为了提高PPC的热稳定性和流动性，可以用马来酸酐接枝PPC改性；可以添加天然无机或有机填料共混改性，例如淀粉、天然纤维、碳酸钙、二氧化硅、蒙脱土和蛭石等；也可以添加生物降解聚合物共混改性，如聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚乙烯醇（PVA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚羟基丁酸酯、聚ε-己内酯（PCL）、聚羟基烷酸酯（PHA）等。

本发明所述的阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜，总厚度在20μm-120μm，外层厚度在2μm-118μm，阻隔层厚度2μm-116μm。 

本发明所述的阻隔性的双轴拉伸聚乳酸复合薄膜还可以在聚乳酸层外再添加热封层，也可以再添加金属接受层，金属接受层外可添加镀铝层等。

上述热封层、金属接受层所用聚乳酸为非结晶性聚乳酸，是以D-乳酸和L-乳酸为原料，两者比例在80:20～20:80之间合成的无规共聚物，该类聚乳酸熔点低，耐热性较差，适用于薄膜的热封层、金属接受层。

在热封层和金属接受层也可以添加一些功能助剂如熔体增强剂、熔体增韧剂、抗静电剂、抗粘连剂、抗氧剂等。