本发明属于金属包装材料,具体涉及一种包装用覆膜铁及其制备方法。
背景技术:
1、在各种覆膜金属中,覆膜铁在包装行业备受瞩目。在饮料、食品及其他的一些包装中都可以见到覆膜铁的身影。覆膜铁具有很高的耐磨性和耐腐蚀性,并具有出色的外观和防潮性能,解决了双酚a、三聚氰胺等物质进入食品的隐患,在金属包装行业有着非常广泛的应用前景。
2、覆膜铁通常是将厚度约为15-40μm的聚酯薄膜与冷轧钢板进行层压复合。其中薄膜的选择研制是非常重要的,薄膜既要具备良好的阻隔能力,避免对金属板的腐蚀,又要与基板有很强的附着力,防止在蒸煮等过程中脱落,此外还需要很好的湿润密闭性。pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)就是一种性能良好的聚合物薄膜,具有良好的光透过性、力学性能、阻隔性、化学稳定性和耐热性等优点,但在实际应用中,存在高温结晶速率慢、注塑成型温度高、加工生产周期长、热传导性能差和抗缺口冲击强度差等缺陷,因此,需要一种有效的改进方法,使得pet薄膜与金属钢板热辊压覆合得到覆膜铁具有良好的力学性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种包装用覆膜铁及其制备方法,以解决背景技术中覆膜铁力学性能较差的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种包装用覆膜铁的制备方法,包括以下步骤:
4、s1.在60-80℃条件下,向3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯中加入纳米s io2,混合均匀得到悬浮液,再加入甲醇钠,90-110℃真空回流搅拌反应6-8h,过滤收集得到功能化s i o2;
5、s2.将端羟基聚丁二烯(htpb)和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(kh590)加入到四氢呋喃(thf)中,搅拌混合均匀,再加入2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(dmpa),在200w uv光照条件下反应2-4h,旋蒸得到htpb接枝硅烷偶;
6、s3.向pet中加入htpb接枝硅烷和功能化s i o2,加热熔融至220-240℃,以100-200rpm的转速搅拌共聚反应1-3h后,挤出压制成pet薄膜;
7、s4.将pet薄膜与经过前处理的铁板进行热复合,得到覆铁膜。
8、进一步的,所述s1中纳米s i o2、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯和甲醇钠的重量份数比为1:10-20:0.5-2。
9、进一步的,所述s2中端羟基聚丁二烯、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、四氢呋喃、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的重量份数比为1.5:0.3-0.4:50:0.01。
10、进一步的,所述s3中htpb接枝硅烷的用量为pet用量的2-6%。
11、进一步的,所述s3中功能化s i o2的用量为pet用量的1-3%。
12、进一步的,所述s3中pet薄膜厚度为10-20μm。
13、进一步的,所述s4中铁板的前处理具体为将铁板浸泡于乙醇溶液中超声清洗10-30min,去除表面油污,风干。
14、进一步的,所述s4中铁板包括马口铁、冷轧铁板。
15、进一步的,所述pet为pet母粒。
16、进一步的,所述搅拌转速为100-300rpm。
17、一种包装用覆膜铁,由上述制备方法制备而成。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果:
19、1.本发明提供了一种包装用覆膜铁及其制备方法,通过向pet中加入htpb接枝硅烷和功能化s io2共聚挤出法制备pet薄膜,一方面向pet分子中引入不对称的单体破坏原有的结构,降低分子链排列的规整性,利用htpb接枝硅烷向pet中引入巯基,利用巯基与铁板产生吸附提升与金属板材之间的附着力;另一方面引入功能化的s io2在充当共聚反应氧化剂的同时作为成核剂,负载到pet的交联结构网络中,提升覆膜铁的力学性能。
20、2.由于纳米s i o2表面具有大量的羟基,通过酯交换法与3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯进行反应,赋予纳米s i o2抗氧化性;通过巯基点击化学反应,将γ-巯丙基三甲氧基硅烷接枝到端羟基聚丁二烯上,功能化s i o2作为抗氧剂参与pet和htpb接枝硅烷的共聚反应,由于pet和htpb接枝硅烷的熔融共聚过程中会产生分子链结,在挤出成膜发生形变过程中需要更大的外力,因此薄膜的力学能力逐步提高。
21、3.通过辊压覆膜将铁板通过预热带加热到聚合物薄膜的熔点以上,当与钢基材接触的聚合物薄膜表层部分熔化时,通过覆膜辊使膜与基材之间的熔融态聚合物在界面上充分流动、铺展、接触以及冷却凝固,直至膜与基材实现辊压复合,进一步冷却固化。在辊压覆膜过程中,基材与薄膜的接触界面处形成一种带钢基材-熔融态聚合物-固态聚合物膜的3层结构。本发明利用巯基优先与铁板发生吸附效应,使得不规则分子链多排布于靠近铁板一侧,降低熔融态聚合物层的结晶度,避免冷却过程中的再结晶现象,保证了pet薄膜在原有机械强度的基础上,具有更好的粘结性和延展性。
22、4.本发明制备得到的覆膜铁生产过程中不需要胶黏剂而直接热熔贴合,覆合的牢度极高,具有优越的抗剥离性能。此外其本身也不含有害物质,化学稳定性好,抗硫性、耐蚀力和抗划伤性能优越,外观光洁、表面爽滑,加工性能优良,耐深冲、耐磨,在加工中不易破损,可广泛用于高中端食品罐、饮料、酒类包装中。
1.一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s1中纳米sio2、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯和甲醇钠的重量份数比为1:10-20:0.5-2。
3.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s2中htpb、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、四氢呋喃、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的重量份数比为1.5:0.3-0.4:50:0.01。
4.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s3中htpb接枝硅烷的用量为pet用量的2-6%。
5.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s3中功能化si o2的用量为pet用量的1-3%。
6.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s3中pet薄膜厚度为10-20μm。
7.根据权利要求1所述的一种包装用覆膜铁的制备方法,其特征在于,所述s4中铁板的前处理具体为将铁板浸泡于乙醇溶液中超声清洗10-30min,风干。
8.一种包装用覆膜铁,其特征在于,由权利要求1-权利要求7任意一项制备方法制备而成。
