一種高阻隔高透明PET復合薄膜及其制備方法技術

一種高阻隔高透明PET復合薄膜及其制備方法，包括PET薄膜基材和涂覆在PET薄膜基材上表面的一層高阻隔高透明涂層，所述涂層包括以下重量分數的原料制成，濃度為6～18％水溶性聚合物水溶液55.4～66.5％，氮化硼納米片0.003～0.03％，干燥調節劑33.5～44.6％。本發明專利技術還包括高阻隔高透明PET復合薄膜的制備方法。本發明專利技術之高阻隔高透明PET復合薄膜具有對氣體高的阻隔性能和PET薄膜優異的機械性能，可顯著地提高包裝材料的阻隔性能，提高商品的保質期；同時還能保持PET復合薄膜材料的高透明性，廣泛應用于包裝領域，可產生良好的社會效益和經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種PET復合薄膜，具體涉及一種基于氮化硼納米片的高阻隔高透明PET復合薄膜及其制備方法。
技術介紹
PET薄膜具有很好的透明性、較好的氣密性和中等的防潮性；同時它在較寬的溫度范圍內具有優良的物理機械性能，長期使用溫度可達120℃，電絕緣性優良；還具有很好的抗蠕變性、耐疲勞性和尺寸穩定性，是一種性能優異的包裝薄膜，被廣泛應用于各行各業。但就包裝領域而言，還要求所使用的PET包裝薄膜具有更高的阻氣防潮的阻隔性能，以延長產品的保質期。目前，PET薄膜所使用的多層復合的方法不僅工藝復雜，還往往影響了PET薄膜的透明性。六方氮化硼(h-BN)是石墨烯的同構體，被稱作白石墨烯，具有與石墨烯類似的層狀結構，其層間靠范德華力結合，易于滑動和剝離，從而得到單片或數個片層的氮化硼納米片。這些氮化硼納米片雖然很薄，只有一個和數個納米厚，但其本身具有很好的阻隔性，不透水汽和各種氣體；同時，氮化硼納米片具有寬的帶隙和很好的絕緣性能，使其在降低材料滲透性的同時不影響材料的光學或電學性能。至今為止，未見將氮化硼納米片應用于高阻隔高透明薄膜的報道；同時，相對石墨，由于六方氮化硼中的相鄰兩個片層之間具有離子鍵，導致其層間的作用力比石墨層間的范德華力要強一些。因此，如何通過功能化或摻雜等手段來提高氮化硼納米片的應用性能也是一個極具挑戰性的問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種基于氮化硼納米片的高阻隔高透明的PET復合薄膜。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是，一種高阻隔高透明PET復合薄膜，是由上下兩層復合結構構成，下層為PET薄膜基材，上層為涂覆在PET薄膜基材上表面的一層高阻隔高透明涂層，所述涂層包括以下重量分數的原料制成，濃度為6～18％水溶性聚合物水溶液55.4～66.5％，氮化硼納米片0.003～0.03％，干燥調節劑33.5～44.6％。進一步，所述涂層還包括石墨烯納米片0.0005～0.001％。進一步，所述氮化硼納米片是由原料氮化硼粉末置于有機溶劑或水溶性聚合物水溶液中，配成濃度為1mg/ml～50mg/ml的懸浮液，超聲并經離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100～4000之間的氮化硼納米片。進一步，所述有機溶劑為N-十二烷基吡咯烷酮、N-環己基吡咯烷酮、異丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯仿、二甲亞砜、環己酮或N-甲基甲酰胺。進一步，所述水溶性聚合物為聚乙烯醇、淀粉、改性淀粉、纖維素及其衍生物中的一種或兩種以上的混合物，其中，聚乙烯醇的分子量為12000～75000，醇解度為85～99.5wt％。進一步，所述干燥調節劑為甲醇、乙醇、異丙醇、仲丁醇和異丁醇中的一種或兩種以上的混合物。進一步，所述石墨烯納米片是由原料石墨粉末置于有機溶劑或水溶性聚合物水溶液中，配成濃度為1mg/ml～50mg/ml的懸浮液，超聲并經離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100～4000之間的石墨烯納米片。進一步，所述有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內酯、N，N-二甲基乙酰胺、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-十二烷基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、異丙醇、N-辛基吡咯烷酮或丙酮。本專利技術進一步解決其技術問題采用的技術方案是，一種高阻隔高透明PET復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：(1)涂層料的制備：將氮化硼納米片加入干燥調節劑中分散均勻，得到氮化硼納米片的分散液，然后加入到水溶性聚合物水溶液中混合均勻，即得涂層料，備用。(2)將步驟(1)所述涂層料涂布在PET薄膜上表面，經60～80℃熱風干燥，即成。進一步，步驟(1)中，將氮化硼納米片加入干燥調節劑中分散均勻，得到氮化硼納米片的分散液，然后將石墨烯納米片加入到水性聚合物水溶液中分散均勻，得到石墨烯納米片的分散液，最后將氮化硼納米片的分散液加入到石墨烯納米片的分散液中混合均勻，即得涂層料。進一步，步驟(1)中，將石墨烯納米片加入到干燥調節劑中分散均勻，得到石墨烯納米片的分散液，然后將氮化硼納米片加入到水性聚合物水溶液中分散均勻，得到氮化硼納米片的分散液，最后將石墨烯納米片的分散液加入到氮化硼納米片的分散液中混合均勻，即得涂層料。本專利技術利用氮化硼納米片的不可透過性及其納米尺度，制得的高阻隔高透明PET復合薄膜具有對氣體高的阻隔性能和PET薄膜優異的機械性能，可顯著地提高包裝材料的阻隔性能，提高商品的保質期；同時還能保持PET復合薄膜材料的高透明性，廣泛應用于包裝領域，可產生良好的社會效益和經濟效益。實驗證明，本專利技術之高阻隔高透明PET復合薄膜(12μm)的氧氣滲透量可達0.63cm3/(m2·day)，透光率達到86％以上。附圖說明圖1是氮化硼納米片的透射電鏡(TEM)圖。圖2是實施例1制備的基于氮化硼納米片的高阻隔高透明PET復合薄膜的剖面圖。其中，1為PET薄膜基材；2為高阻隔高透明涂層。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明。實施例1：1、氮化硼納米片的制備：稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100～4000之間的氮化硼納米片，見圖1。2、聚乙烯醇PVOH水溶液的制備：將18份醇解度為88％的PVOH加入82份92℃的水中，400rpm攪拌60min，降溫至室溫。3、涂層料的制備：將6mg的氮化硼納米片加入89.2g異丙醇中分散均勻，得到氮化硼納米片的分散液，然后加入110.8g的PVOH水溶液中混合均勻，即得到所需的涂層料。4、高阻隔高透明PET復合薄膜的制備：將涂層料涂布在表面張力50達因的12μm厚的BOPET亮光薄膜表面，經70℃熱風干燥，即成，見圖2。測量涂層厚度約3μm，測量含有涂層的PET復合薄膜的氧氣透過率和透光率，其中，透氧率采用GB/T19789-2005標準進行測試，透光率采用GB/T2410-2008標準進行測試，測試結果見表1。實施例2：1、氮化硼納米片的制備：稱取3g原料氮化硼粉末于60ml異丙醇中，用超聲儀器進行超聲處理48h，隨后離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100～4000之間的氮化硼納米片，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征在于，所述PET薄膜是由上下兩層復合結構構成，下層為PET薄膜基材，上層為涂覆在PET薄膜基材上表面的一層高阻隔高透明涂層，所述涂層包括以下重量分數的原料制成，濃度為6～18％水溶性聚合物水溶液55.4～66.5％，氮化硼納米片0.003～0.03％，干燥調節劑33.5～44.6％。

【技術特征摘要】
1.一種高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征在于，所述PET薄膜是
由上下兩層復合結構構成，下層為PET薄膜基材，上層為涂覆在PET
薄膜基材上表面的一層高阻隔高透明涂層，所述涂層包括以下重量分
數的原料制成，濃度為6～18％水溶性聚合物水溶液55.4～66.5％，氮
化硼納米片0.003～0.03％，干燥調節劑33.5～44.6％。
2.根據權利要求1所述的高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征在于，
所述涂層還包括石墨烯納米片0.0005～0.001％。
3.根據權利要求1或2所述的高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征
在于，所述氮化硼納米片是由原料氮化硼粉末置于有機溶劑或水溶性
聚合物水溶液中，配成濃度為1mg/ml～50mg/ml的懸浮液，超聲并經
離心干燥，得到厚度在50nm以下，徑厚比在100～4000之間的氮化
硼納米片。
4.根據權利要求3所述的高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征在于，
所述有機溶劑為N-十二烷基吡咯烷酮、N-環己基吡咯烷酮、異丙醇、
N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、二甲基甲酰
胺、二甲基乙酰胺、氯仿、二甲亞砜、環己酮或N-甲基甲酰胺。
5.根據權利要求3所述的高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征在于，
所述水溶性聚合物為聚乙烯醇、淀粉、改性淀粉、纖維素及其衍生物
中的一種或兩種以上的混合物，其中，聚乙烯醇的分子量為12000～
75000，醇解度為85～99.5wt％。
6.根據權利要求1或2所述的高阻隔高透明PET復合薄膜，其特征
在于，所述干燥調節劑為甲醇、乙醇、異丙醇、仲丁醇...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝少波，韓忠強，段文鋒，
申請(專利權)人：北京東方雨虹防水技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11