本发明涉及膜材料领域，具体是涉及一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜及其制备方法。
背景技术：
高温蒸煮袋是一种能进行加热处理的符合塑料薄膜袋，具有罐头容器和耐沸水塑袋料两者的优点。食品可在高温蒸煮袋内原封不动，经过高温(一般在120-135℃)杀菌加热，取出便可食用。经过多年的使用证明，是一种理想的包装容器，适合肉类、豆制品的包装，方便、卫生又实用，并能很好的保持食品原有的风味，备受青睐。
早期的高温蒸煮袋采用铝塑复合膜，一般为三层，典型结构是表层/胶黏剂/铝箔/胶黏剂/热封层，具有高阻隔性能、耐高温蒸煮性能，并且质轻柔软，因而被广泛用于各种食品的包装。后来，铝箔复合膜包装食品因不透明而使消费者看不到内装物的色和形而不利于消费者购买，并且铝塑复合包装不能用微波加热，与塑料薄膜相比价格较贵。因此人们希望可以采用一种阻隔性与铝塑复合膜相似，但既全透明，又能耐高温蒸煮的包装材料来替代铝塑复合膜。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，按重量份计，其原料组分包括：蒸煮级氯化聚丙烯60-80份、聚醚砜树脂60-80份、碳纳米管30-40份、聚偏二氟乙烯树脂10-20份、有机溶剂5-10份、分散剂0.6-1份、消泡剂0.2-0.5份、固化剂0.8-2份、聚乳酸20-25份。
优选地，所述碳纳米管的粒径为50-100nm。
优选地，所述蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为3-4:3-4:1-2。
优选地，所述有机溶剂包括丙二醇丁醚、丙二醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙二醇中的任意一种或多种的混合。
优选地，所述分散剂包括聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任意一种或多种的混合。固化剂和消泡剂为普通市售产品，无特殊要求。
优选地，所述防粘连剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的任意一种或多种的混合。
本发明还提供了一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份将蒸煮级氯化聚丙烯、聚醚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、有机溶剂、聚乳酸混合，搅拌升温至85-90℃，反应1-2h；
(2)按重量份向步骤(1)所得的混合料中碳纳米管、分散剂、消泡剂、固化剂，在80-90℃下反应1-2h；
(3)将步骤(2)所得的混合料送入螺杆挤出机中，熔融塑化，流延冷却成型，即得。
优选地，步骤(3)中所述挤出机温度为150-200℃，模头温度为150-200℃。
优选地，步骤(3)中所述冷却时冷却辊的温度为20-30℃。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，采用重量比为3-4:3-4:1-2蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管作为主要材料，利用其协同作用，得到耐高温、机械强度高的高温蒸煮袋膜，制备方法简单，可实现大规模生产。
具体实施方式
为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。
实施例1
一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，按重量份计，其原料组分包括：蒸煮级氯化聚丙烯70份、聚醚砜树脂70份、碳纳米管30份、聚偏二氟乙烯树脂15份、有机溶剂8份、分散剂0.8份、消泡剂0.3份、固化剂1.4份、聚乳酸22份。
其中，碳纳米管的粒径为50-100nm。
其中，蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为3.5:3.5:1.5。
其中，有机溶剂包括丙二醇丁醚、丙二醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙二醇中的任意一种或多种的混合。
其中，分散剂包括聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任意一种或多种的混合。固化剂和消泡剂为普通市售产品，无特殊要求。
其中，防粘连剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的任意一种或多种的混合。
本发明还提供了一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份将蒸煮级氯化聚丙烯、聚醚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、有机溶剂、聚乳酸混合，搅拌升温至90℃，反应1h；
(2)按重量份向步骤(1)所得的混合料中碳纳米管、分散剂、消泡剂、固化剂，在85℃下反应1.5h；
(3)将步骤(2)所得的混合料送入螺杆挤出机中，熔融塑化，流延冷却成型，即得。
其中，步骤(3)中所述挤出机温度为200℃，模头温度为200℃。
其中，步骤(3)中所述冷却时冷却辊的温度为25℃。
实施例2
一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，按重量份计，其原料组分包括：蒸煮级氯化聚丙烯60份、聚醚砜树脂80份、碳纳米管20份、聚偏二氟乙烯树脂10份、有机溶剂10份、分散剂0.6份、消泡剂0.2份、固化剂2份、聚乳酸20份。
其中，碳纳米管的粒径为50-100nm。
其中，蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为3:4:1。
其中，有机溶剂包括丙二醇丁醚、丙二醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙二醇中的任意一种或多种的混合。
其中，分散剂包括聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任意一种或多种的混合。固化剂和消泡剂为普通市售产品，无特殊要求。
其中，防粘连剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的任意一种或多种的混合。
本发明还提供了一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份将蒸煮级氯化聚丙烯、聚醚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、有机溶剂、聚乳酸混合，搅拌升温至85℃，反应2h；
(2)按重量份向步骤(1)所得的混合料中碳纳米管、分散剂、消泡剂、固化剂，在80℃下反应2h；
(3)将步骤(2)所得的混合料送入螺杆挤出机中，熔融塑化，流延冷却成型，即得。
其中，步骤(3)中所述挤出机温度为150℃，模头温度为150℃。
其中，步骤(3)中所述冷却时冷却辊的温度为20℃。
实施例3
一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，按重量份计，其原料组分包括：蒸煮级氯化聚丙烯80份、聚醚砜树脂60份、碳纳米管40份、聚偏二氟乙烯树脂20份、有机溶剂10份、分散剂1份、消泡剂0.5份、固化剂2份、聚乳酸25份。
其中，碳纳米管的粒径为50-100nm。
其中，蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为4:3:2。
其中，有机溶剂包括丙二醇丁醚、丙二醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙二醇中的任意一种或多种的混合。
其中，分散剂包括聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任意一种或多种的混合。固化剂和消泡剂为普通市售产品，无特殊要求。
其中，防粘连剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的任意一种或多种的混合。
本发明还提供了一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份将蒸煮级氯化聚丙烯、聚醚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、有机溶剂、聚乳酸混合，搅拌升温至90℃，反应1h；
(2)按重量份向步骤(1)所得的混合料中碳纳米管、分散剂、消泡剂、固化剂，在80℃下反应1h；
(3)将步骤(2)所得的混合料送入螺杆挤出机中，熔融塑化，流延冷却成型，即得。
其中，步骤(3)中所述挤出机温度为200℃，模头温度为200℃。
其中，步骤(3)中所述冷却时冷却辊的温度为30℃。
对比例1
其中，蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为5:3:2。其余同实施例1。
对比例2
其中，蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为4:5:2。其余同实施例1。
对比例3
其中，不添加碳纳米管，其余同实施例1。
按照iso527-3-2018测定上述实施例和对比例制得的新型材料膜的屈服抗张强度、断裂抗张强度和屈服断裂伸长率，测定结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，实施例制备的新型材料膜具有较好的机械强度，并明显优于对比例所制备的材料膜。从对比例3可以看出，不添加碳纳米管的材料膜，其机械性能显著降低。
将上述实施例所制备的新型材料膜在121℃中蒸煮30min或135℃下蒸煮15min，试验结果显示：表面膜不起皱、不变形，并且未释放有毒有害物质。
依照gb/t1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》测定上述实施例所指的新型材料膜的氧气透过量，均小于0.5cm3/(m2.24h.0.1mpa)；依照gb/t1037-88《塑料薄膜和片材透水蒸汽试验方法-杯式法》测定上述实施例所制得的新型材料膜的水蒸气透过量，均小于0.5g/(m2.24h)
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于，按重量份计，其原料组分包括：蒸煮级氯化聚丙烯60-80份、聚醚砜树脂60-80份、碳纳米管30-40份、聚偏二氟乙烯树脂10-20份、有机溶剂5-10份、分散剂0.6-1份、消泡剂0.2-0.5份、固化剂0.8-2份、聚乳酸20-25份。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于：所述碳纳米管的粒径为50-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于：所述蒸煮级氯化丙烯、聚醚砜树脂和碳纳米管的重量比为3-4:3-4:1-2。
4.根据权利要求1所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于：所述有机溶剂包括丙二醇丁醚、丙二醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙二醇中的任意一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于：所述分散剂包括聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任意一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜，其特征在于：所述防粘连剂为硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的任意一种或多种的混合。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份将蒸煮级氯化聚丙烯、聚醚砜树脂、聚偏二氟乙烯树脂、有机溶剂、聚乳酸混合，搅拌升温至85-90℃，反应1-2h；
(2)按重量份向步骤(1)所得的混合料中碳纳米管、分散剂、消泡剂、固化剂，在80-90℃下反应1-2h；
(3)将步骤(2)所得的混合料送入螺杆挤出机中，熔融塑化，流延冷却成型，即得。
8.根据权利要求7所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述挤出机温度为150-200℃，模头温度为150-200℃。
9.根据权利要求7所述的一种用于高温蒸煮袋的新型材料膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述冷却时冷却辊的温度为20-30℃。
技术总结