一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋的制作方法

本发明属于高分子材料，尤其涉及一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋。

背景技术：

1、耐高温蒸煮包装是常用于肉类、豆制品等食品的包装形式，一般采用真空包装，经过高温加热灭菌，可在常温下储存。耐蒸煮包装食品携带方便，开袋即食，卫生方便，又能很好地保持食品的风味，深受消费者喜爱。现有技术中的耐高温蒸煮包装通常由多种基材复合而成，这种由多种不同材质复合而成的包装袋在使用完成后，分类、回收均较为困难，容易造成资源浪费和环境污染。

2、针对这一问题，人们在长期的生产生活实践中也进行了探索研究，例如，中国发明专利申请公开了一种基于单一pp可回收材质的高阻隔耐高温蒸煮包装膜[申请号：202510580158.9]，该发明专利申请的产品结构为依次设置的以下各层：pp层/pp-g-mah层/功能层/pp-g-mah层/mpp层；pp层：原料配方为100wt%聚丙烯树脂、用量为20-35重量份；pp-g-mah层：原料配方为100wt%马来酸酐接枝聚丙烯树脂、用量为3-10重量份；mpp层：原料配方为100wt%茂金属聚丙烯树脂、用量为20-35重量份；功能层：原料配方为100wt%耐高温且耐刺穿的高阻隔聚丙烯基复合材料、用量为20-35重量份；耐高温且耐刺穿的高阻隔聚丙烯基复合材料由烯基化苯基双夹板结构笼型聚倍半硅氧烷通过π-π堆积作用及氢键作用先与氧化石墨烯复合、再通过自由基偶联反应及分子链插层方式负载到聚丙烯树脂上得到。

3、该发明专利申请虽然提供了一种由单一聚丙烯材料制得的高阻隔耐高温蒸煮包装膜，但其阻隔能力仍然相对有限，需进行进一步提升。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋。

2、为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

3、一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，所述包装袋由高阻隔膜制得，所述高阻隔膜由外至内依次包括外层、高阻隔功能层、粘结层、结构增强层和内层，所述外层、高阻隔功能层、粘结层、结构增强层和内层中均包含有聚丙烯材料。

4、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述外层由双向拉伸聚丙烯材料制得，外层厚度为20-30μm。

5、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述高阻隔功能层包括质量份数分别为60-90份的等规聚丙烯、0.05-0.2份的改性石墨烯纳米片、2-20份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和1-10份的马来酸酐接枝聚丙烯。

6、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述改性石墨烯纳米片通过以下方法制得：

7、步骤一：将石墨烯纳米片置于容器中，并加入10倍体积以上的无水乙醇进行分散，再进行超声波处理30-60min，固液分离后得到预处理石墨烯纳米；

8、步骤二：将步骤一中制得的预处理石墨烯纳米转移至旋转式冷等离子体反应器中，抽真空并在80-100℃的条件下进行干燥30-60min，再通入氩气，启动射频电源进行等离子体活化5-10min，活化过程中压力保持在20-50pa，活化结束后关闭氩气进气阀，向反应器中通入丙烯单体和乙烯单体，等离子体改性45-90min，改性过程中压力保持为20pa，得到改性石墨烯纳米片。

9、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述丙烯单体和乙烯单体的体积比为9-3：1。

10、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述高阻隔功能层的厚度为10-20μm。

11、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述粘结层为马来酸酐接枝聚丙烯，粘结层的厚度为5-8μm。

12、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.9%-1.1%。

13、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述结构增强层包括质量份数分别为80-100份的嵌段共聚聚丙烯和13-17份的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，结构增强层的厚度为20-30μm。

14、在上述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋中，所述内层包括质量份数分别为90-100份的三元无规共聚聚丙烯、4-6份的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、0.8-1.2份的芥酸酰胺、0.1-0.3份的硬脂酸钙和0.8-1.2份的纳米二氧化硅，内层的厚度为20-50μm。

15、与现有的技术相比，本发明的优点在于：

16、1、本发明提供了一种由外至内依次包括外层、高阻隔功能层、粘结层、结构增强层和内层的五层结构的高阻隔膜，且每层的主要成分均为聚丙烯，故在实现高阻隔的同时又方便了后续的分类回收步骤。

17、2、本发明对石墨烯纳米片进行等离子改性，可在石墨烯纳米片表面形成一个界面层，提高石墨烯纳米片与聚丙烯材料的相容性，使得其在高阻隔功能层中有较好的分散状态，在高阻隔功能层中有效形成“迷宫”结构，提升阻隔性。

18、3、本发明以特定比例的丙烯单体和乙烯单体对石墨烯纳米片进行等离子改性，引入少量的乙烯单体可使得形成的界面层在保证与聚丙烯材料的相容性的同时，具有更好的柔韧性，能更好地缓冲应力，减少在加工过程中石墨烯纳米片发生脆性断裂的可能。

1.一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，所述包装袋由高阻隔膜制得，其特征在于：所述高阻隔膜由外至内依次包括外层、高阻隔功能层、粘结层、结构增强层和内层，所述外层、高阻隔功能层、粘结层、结构增强层和内层中均包含有聚丙烯材料。

2.如权利要求1所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述外层由双向拉伸聚丙烯材料制得，外层厚度为20-30μm。

3.如权利要求1所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述高阻隔功能层包括质量份数分别为60-90份的等规聚丙烯、0.05-0.2份的改性石墨烯纳米片、2-20份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和1-10份的马来酸酐接枝聚丙烯。

4.如权利要求3所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述改性石墨烯纳米片通过以下方法制得：

5.如权利要求4所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述丙烯单体和乙烯单体的体积比为9-3：1。

6.如权利要求3所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述高阻隔功能层的厚度为10-20μm。

7.如权利要求1所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述粘结层为马来酸酐接枝聚丙烯，粘结层的厚度为5-8μm。

8.如权利要求3或7所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.9%-1.1%。

9.如权利要求1所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述结构增强层包括质量份数分别为80-100份的嵌段共聚聚丙烯和13-17份的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，结构增强层的厚度为20-30μm。

10.如权利要求1所述的一种单一材料高阻隔液体蒸煮包装袋，其特征在于：所述内层包括质量份数分别为90-100份的三元无规共聚聚丙烯、4-6份的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、0.8-1.2份的芥酸酰胺、0.1-0.3份的硬脂酸钙和0.8-1.2份的纳米二氧化硅，内层的厚度为20-50μm。