一种高密封性食品包装膜及其制备方法与流程

1.本技术涉及高分子材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高密封性食品包装膜及其制备方法。


背景技术：

2.传统塑料食品包装膜使用后，由于种类繁杂不易回收且回收后多以焚烧微珠，增加了温室气体和有害物质的排放，全生物降解薄膜由于在自然环境或者堆肥条件下可以完全分解成水、二氧化碳和有机质成分，对环境没有任何负面影响，因此今年来在食品包装等方面有这很大的开发和应用。
3.pbat是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具pba和pbt的特性，既具有较好的延展性和断裂伸长率，又具有较好的耐热性和耐冲击性，此外pbat还是优良的生物降解材料，因此它在薄膜，片材类包装类产品的生产中具有广泛的应用。但是因其本身材料的成分及结构特性，导致以其为原料制成的薄膜，水蒸气阻隔性较差，在食品包装膜的应用中受到限制。
4.现有技术中，申请号为cn2017101565309的中国发明专利申请文件公开了一种阻隔性pbat复合薄膜及其制备方法与应用，该复合薄膜包括以下质量份的成分：pbat100份、层状纳米无机填料0-10份、流平剂0-3份、消泡剂0-3份。
5.针对上述中的相关技术中，发明人发现采用无机填料与pbat熔融共混挤出流延，从而制备阻隔性pbat薄膜，物理共混得到的复合材料存在混合不均匀导致阻隔效果不彻底的缺点，而且因添加与pbat不相容的无机填料，使得pbat材料的力学性能有所下降。


技术实现要素：

6.为了提高pbat包装膜的阻隔性和机械强度，本技术提供一种高密封性食品包装膜及其制备方法。
7.第一方面，本技术提供一种高密封性食品包装膜，采用如下的技术方案：一种高密封性食品包装膜，包括基材和设置在基材一侧的阻隔层，所述基材包括以下重量份的原料：25-30份pbat、40-50份phbv、15-20份聚碳酸亚丙酯、10-15份聚乙醇酸、0.3-0.8份扩链剂、0.1-0.4份增塑剂、2-5份相容剂；所述阻隔层由包括以下重量份的原料升温混合后干燥形成：0.2-0.5份微纤化纤维素气凝胶、1-1.5份无机阻隔材料、10-15份聚乙烯醇、0.3-0.6份抗菌剂。
8.通过采用上述技术方案，在基材上涂覆阻隔层，降低添加无机填料对基材力学强度的影响，而且基材中使用phbv、ppc和pga等原料，其中ppc是一种完全生物降解的环保材料，其分子结构存在极性基团，分子间具有较强的相互作用，使其分子链拍了紧密，堆砌密度大，自由体积小，从而使其具有优良的阻隔性能，聚乙醇酸具有较好得到生物降解性、生物相容性、气体阻隔性和力学强度，但pbat、ppv和pga均存在脆性大的缺点，而phbv的韧性好，提高基材的耐拉伸能力，而且phbv具有耐热性好、气体阻隔性高的优点，利用pbat和
phbv的韧性、ppc、pga和phbv的阻隔性，制成力学性能优异，且阻隔性好的基材；在基材上经涂覆，制成阻隔层，且阻隔层中含微纤化纤维素气凝胶、聚乙烯醇、无机阻隔材料等组分，微纤化纤维素气凝胶是公认的环境友好且阻隔性能优异的材料，以聚乙烯醇作为胶粘剂，与基材的界面相容性好，使阻隔层与基材粘结牢固，阻隔层中无机阻隔材料作为增强剂，改善了阻隔层的拉伸性能，此外，无机阻隔材料作为活性中心在阻隔层中形成了物理交联结构，提高了包装膜的强度；微纤化纤维素气凝胶因其本身分子链导致其内部的原纤维分子易于发生缠结，致使形成高密度和更加弯曲的扩散路径，由此形成致密的三维拒水网络，使得气体渗透的孔隙更小，并且使得气体扩散路径延长，加上无机阻隔材料的多路径效应，及无机阻隔材料与微纤化纤维素气凝胶的协同作用，使得包装膜具有优异的阻隔性。
9.可选的，所述微纤化纤维素气凝胶的制法包括以下步骤：将微纤化纤维素溶解，制成质量浓度为1-3wt％的悬浮液，经加压均质后，制成微纤化纤维素水凝胶；将所述微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合，超声40-60min，真空冷冻干燥，制得微纤化纤维素气凝胶，微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油的质量比为1:0.3-0.5。
10.通过采用上述技术方案，微纤化纤维素是一种新型的纳米级功能材料，主要由植物纤维制备而成的可再生高分子材料，兼具天然纤维和纳米材料的特点，具有生物可降解、优良的力学性能、阻隔性能，将其制成微纤化纤维素水凝胶后，与抗菌精油混合后，在低温真空干燥过程中，冰晶升华，保留了原来的孔隙结构，形成了多孔的气凝胶，不仅可以将储存的抗菌精油缓慢持续释放，在密闭环境中，还能将释放的抗菌精油再进行吸附，制造出一个释放-吸附-释放的循环系统，从而延长微纤化纤维素气凝胶和抗菌精油的使用寿命，抗菌精油具有优异的抗菌活力和杀死微生物的能力，而且微纤化纤维素气凝胶的多孔结构实现了密闭环境内对抗菌精油的尺寸和长时间的持续释放，从而延长包装膜的抗菌力，延长包装食品的货架期，而且抗菌精油的缓慢和长久释放，其中的活性物质加强了薄膜分子间的作用力，使薄膜的力学强度有所提升，且分子链更加紧密，也能进一步增加水分子通过的难度，改善包装膜的水蒸气阻隔性。
11.可选的，所述微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合前，经过以下预处理：将微纤化纤维素水凝胶与纳米二氧化钛混合后超声20-30min，纳米二氧化钛加入量为微纤化纤维素水凝胶质量的30-45wt％。
12.通过采用上述技术方案，将微纤化纤维素水凝胶先与纳米二氧化钛混合后，再与抗菌精油混合，在气凝胶上负载纳米二氧化钛，纳米二氧化钛能减少微纤化纤维素在凝胶化过程中的聚集，使气凝胶具有均匀的孔结构，从而获得更优异的储存和释放抗菌精油的孔隙结构，使抗菌精油缓慢和长久释放，延长包装膜的抗菌持久性和阻隔持久性，且纳米二氧化钛本身含有抗菌能力，还能进一步改善包装膜的抑菌效果。
13.可选的，所述抗菌精油选自百里香精油、肉桂精油和茶树精油中的至少一种。
14.通过采用上述技术方案，百里香精油中含有的主要抑菌成分为百里香酚，具有很强的广谱抑菌能力，绿色无污染且对人体健康相对安全，可以用于食品的缓释包装；肉桂精油中的抗菌成分为肉桂醛，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色表皮葡萄球菌等具有非常强的抗菌；茶树精油具有强大的抗病毒、抗霉菌和抗菌效果，用于食品包装，安全程度高。
15.可选的，所述抗菌剂由以下方法制成：
将生物炭浸入硝酸银溶液中，搅拌均匀，调节ph至9-10，搅拌1-1.5h，离心，将生物炭烘干，在氮气保护下，升温至800-850℃煅烧0.8-1h，获得载银生物炭；将所述载银生物炭进行疏水处理，制成疏水载银生物炭；将含有phbv抗菌纤维的石蜡热熔后，涂刷在所述疏水载银生物炭上，干燥，制成抗菌剂。
16.通过采用上述技术方案，生物炭具有多孔结构，且具有可再生、环保、可降解的优点，将其在硝酸银溶液中浸渍后，高温热解加速银纳米颗粒的形成，且有助于银纳米颗粒的分散，使纳米银团聚降低，使纳米银负载于生物炭的表面和孔隙内，改善抗菌活性和抗菌耐久性，然后将载银生物炭进行疏水处理，便于石蜡在其表面包覆牢固，当阻隔层中各原料升温混合后，石蜡热熔流动，并且石蜡中含有的phbv抗菌纤维随石蜡流动，在阻隔层内相互搭接，降低水汽渗透路径，改善阻隔层的阻隔性，而且phbv抗菌纤维本身含有抗菌能力，能进一步改善抗菌性；当石蜡热熔流动后，被包覆的疏水载银生物炭与其余组分的相容性得到改善，从而改善了阻隔层的均匀性和稳定性，而且石蜡流动后，能流动至无机阻隔材料的层间或附近，降低渗透路径，改善阻隔层，疏水载银生物炭不经包覆后，能持续释放纳米银，达到长效抗菌效果。
17.可选的，所述载银生物炭的疏水处理方法如下：以重量份计，将9-12份氨水、8-10份水和16-20份乙醇混合，搅拌并升温至60-65℃，加入8-10份所述载银生物炭、1-2份四乙氧基硅烷、2-4份十八烷基三乙氧基硅烷和0.2-0.4份环氧树脂胶，搅拌3-4h，取出载银生物炭，烘干。
18.通过采用上述技术方案，四乙氧基硅烷在氨水的作用下，首先水解发生缩合反应形成二氧化硅颗粒，随着二氧化硅的生成，十八烷基三乙氧基硅烷中的si-och3水解形成硅醇结构，与二氧化硅的羟基以及载银生物炭上的羟基发生反应生成共价键，产生三维网状交联的结构，在载银生物炭表面形成牢固的结合，使二氧化硅和载银生物炭呈现疏水性，而且在环氧树脂胶的作用下，二氧化硅颗粒与载银生物炭的结合力高，不易脱落，另外二氧化硅颗粒的黏附，能使载银生物炭在阻隔层中镶嵌紧密，从而在阻隔层内持续且长久的释放抗菌成分。
19.可选的，所述石蜡与phbv抗菌纤维的质量比为1:0.08-0.2，石蜡与所述疏水载银生物炭的质量比为0.1-0.2:1。
20.通过采用上述技术方案，phbv抗菌纤维的量较少，降低phbv纤维对石蜡流动性的影响，且防止石蜡中含有较多phbv纤维，影响石蜡对疏水载银生物炭的包覆性。
21.可选的，所述有机阻隔材料选自水滑石、纳米蒙脱土和膨润土中的至少一种。
22.通过采用上述技术方案，有机阻隔材料添加到阻隔层中，能使阻隔层具有较好的机械性能，又能降低成本，且具有片层结构的有机阻隔材料能降低水汽的渗透路径，改善阻隔性。
23.可选的，所述增塑剂选自乙二醇、丙三醇、邻苯二甲酸二辛脂中的至少一种；所述相容剂选自异氰酸酯类化合物是二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中、1,6-己二异氰酸酯、邻苯二甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、偶氮二异丁腈中的至少一种。
24.第二方面，本技术提供一种高密封性食品包装膜的制备方法，采用如下的技术方
案：一种高密封性食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：将pbat、phbv、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸、扩链剂、增塑剂和相容剂混合，然后挤出造粒，制得共混料；将所得共混料经过吹膜成型，得到基体；将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为10-15wt％的聚乙烯醇溶液，加入纳米纤维素、有机阻隔材料和抗菌剂，升温至60-65℃，搅拌均匀，制成阻隔涂料；将所述阻隔涂料涂覆在所述基材上，室温下干燥。
25.通过采用上述技术方案，将基材中各原料混合、挤出、造粒后，经吹膜制成基体，在基体上涂覆阻隔涂料，形成阻隔层，制备方法简单，适合工业化生产。
26.可选的，所述阻隔涂料的涂覆量为3.8-4g/m2。
27.通过采用上述技术方案，在此涂覆量以下，在基材表面形成厚度均匀，且阻隔性强、抗菌力高、抗菌性持久的阻隔层。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用pbat与ppc、pga和phbv等材料制备基材，在基材上设置由聚乙烯醇、微纤化纤维素气凝胶、抗菌剂等成分制成的阻隔层，ppc和pga、phbv均具有较强的阻隔能力，能改善基材的密封性，而且阻隔层中微纤化纤维素气凝胶在聚乙烯醇的作用下，与基材的界面作用力高，微纤化纤维素气凝胶具有较强的阻隔性，能改善包装膜的密封性和力学性能。
29.2、本技术中优选采用使用微纤化纤维素水凝胶和抗菌精油共混后经冷冻干燥制备微纤化纤维素气凝胶，气凝胶中孔隙均匀且致密，能使抗菌精油持续且长久释放，延长包装膜的抗菌能力和阻隔长久性；并且在微纤化水凝胶中添加二氧化钛，能进一步改善微纤化纤维素气凝胶的抗菌能力，更有利于抗菌精油的储存和释放。
30.3、本技术中优选采用生物炭载纳米银颗粒后经疏水处理，并包覆含有phbv抗菌纤维的石蜡制备抗菌剂，在抗菌剂与聚乙烯醇等混合升温时，石蜡受热熔流，含有的phbv抗菌纤维在石蜡的流动下，在阻隔层内相互搭接，改善抗菌性和阻隔性，石蜡热熔改善阻隔能力，疏水载银生物炭暴露，与聚乙烯醇等组分接触，持续释放纳米银颗粒，改善抗菌长效性。
具体实施方式
31.微纤化纤维素气凝胶的制备例1-4制备例1：(1)将微纤化纤维素用去离子水溶解，制成质量浓度为3wt％的悬浮液，经加压至700bar，均质6h后，制成微纤化纤维素水凝胶；(2)将微纤化纤维素水凝胶与纳米二氧化钛混合后，以500w的功率超声30min，纳米二氧化钛加入量为微纤化纤维素水凝胶质量的45wt％；(3)将微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合，以800w的功率，超声60min，在-54℃下真空冷冻干燥24h，制得微纤化纤维素气凝胶，微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油的质量比为1:0.5，抗菌精油为百里香精油。
32.制备例2：(1)将微纤化纤维素用去离子水溶解，制成质量浓度为1wt％的悬浮液，经加压至700bar，均质6h后，制成微纤化纤维素水凝胶；
(2)将微纤化纤维素水凝胶与纳米二氧化钛混合后，以500w的功率超声20min，纳米二氧化钛加入量为微纤化纤维素水凝胶质量的30wt％；(3)将微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合，以900w的功率，超声40min，在-54℃下真空冷冻干燥24h，制得微纤化纤维素气凝胶，微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油的质量比为1:0.3，抗菌精油为百里香精油。
33.制备例3：(1)将微纤化纤维素用去离子水溶解，制成质量浓度为3wt％的悬浮液，经加压至700bar，均质6h后，制成微纤化纤维素水凝胶；(2)将微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合，以800w的功率，超声60min，在-54℃下真空冷冻干燥24h，制得微纤化纤维素气凝胶，微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油的质量比为1:0.5，抗菌精油为百里香精油。
34.制备例4：(1)将微纤化纤维素用去离子水溶解，制成质量浓度为3wt％的悬浮液，经加压至700bar，均质6h后，制成微纤化纤维素水凝胶；(2)将微纤化纤维素水凝胶在-54℃下真空冷冻干燥24h，制得微纤化纤维素气凝胶。
35.生物炭的制备例5-10制备例5：(1)将生物炭浸入浓度为0.3mol/l的硝酸银溶液中，在60℃下以400r/min搅拌均匀，用浓度为2％wt％的氢氧化钠调节ph至9，搅拌1h，离心，将生物炭在60℃的真空干燥箱中烘干5h，在氮气保护下，以10℃/min升温至800℃煅烧1h，获得载银生物炭；(2)将步骤(1)所得载银生物炭进行疏水处理，制成疏水载银生物炭，疏水方法为：将12g浓度为15mol/l的氨水、10g水和20g乙醇混合，搅拌并升温至60℃，加入10g载银生物炭、2g四乙氧基硅烷、4g十八烷基三乙氧基硅烷和0.4g环氧树脂胶，以500r/min的转速搅拌4h，取出载银生物炭，烘干，环氧树脂胶为环氧树脂ab胶，其中a胶和b胶的质量比为1:1。
36.(3)将含有phbv抗菌纤维的石蜡热熔后，涂刷在步骤(2)所得疏水载银生物炭上，干燥，制成抗菌剂，石蜡与phbv抗菌纤维的质量比为1:0.2，石蜡与疏水载银生物炭的质量比为0.2:1，phbv抗菌纤维的长度为3μm，直径为100nm，选自禾素，型号为hfs。
37.制备例6：(1)将生物炭浸入浓度为0.3mol/l的硝酸银溶液中，在60℃下以400r/min搅拌均匀，用浓度为2％wt％的氢氧化钠调节ph至10，搅拌1.5h，离心，将生物炭在60℃的真空干燥箱中烘干5h，在氮气保护下，以10℃/min升温至850℃煅烧0.8h，获得载银生物炭；(2)将步骤(1)所得载银生物炭进行疏水处理，制成疏水载银生物炭，疏水方法为：将9g浓度为15mol/l的氨水、8g水和16g乙醇混合，搅拌并升温至65℃，加入8g载银生物炭、1g四乙氧基硅烷、2g十八烷基三乙氧基硅烷和0.2g环氧树脂胶，以800r/min的转速搅拌3h，取出载银生物炭，烘干，环氧树脂胶为环氧树脂ab胶，其中a胶和b胶的质量比为1:1。
38.(3)将含有phbv抗菌纤维的石蜡热熔后，涂刷在步骤(2)所得疏水载银生物炭上，干燥，制成抗菌剂，石蜡与phbv抗菌纤维的质量比为1:0.08，石蜡与疏水载银生物炭的质量比为0.1:1，phbv抗菌纤维的长度为3μm，直径为100nm，选自禾素，型号为hfs。
39.制备例7：与制备例5的区别在于，石蜡中不含phbv抗菌纤维。
40.制备例8：与制备例5的区别在于，未用含有phbv抗菌纤维的石蜡进行涂刷。
41.制备例9：与制备例5的区别在于，载银生物炭未进行疏水处理。
42.制备例10：与制备例5的区别在于，载银生物炭疏水处理时未添加四乙氧基硅烷。
43.实施例11：与制备例5的区别在于，生物炭未进行载银处理。实施例
44.实施例1：一种高密封性食品包装膜，包括基材和设置在基材一侧的阻隔层，基材和阻隔层的原料用量如表1所示，其中pbat选自德国巴斯夫，型号为c1200，phbv选自的分子量为680000g/mol，扩链剂牌号为adr-4368，增塑剂为丙三醇，相容剂为甲苯二异氰酸酯，阻隔层中微纤化纤维素气凝胶由制备例1制成，抗菌剂由制备例5制成，无机阻隔材料为纳米蒙脱土。
45.上述高密封性食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：s1、将pbat、phbv、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸、扩链剂、增塑剂和相容剂混合，然后挤出造粒，制得共混料；s2、将步骤s1所得共混料经过吹膜成型，得到基体；s3、将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为15wt％的聚乙烯醇溶液，加入纳米纤维素、有机阻隔材料和抗菌剂，升温至65℃，搅拌均匀，制成阻隔涂料；s4、将阻隔涂料涂覆在步骤s2所得基材上，室温下干燥，在基材上形成阻隔层，由此制成高密封性食品包装膜，阻隔涂料的涂覆量为4g/m2。
46.表1实施例1-4中高密封性食品包装膜的原料用量实施例2：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示，且该高密封性食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：s1、将pbat、phbv、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸、扩链剂、增塑剂和相容剂混合，然后挤出造粒，制得共混料；s2、将步骤s1所得共混料经过吹膜成型，得到基体；s3、将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液，加入纳米纤维素、有机阻隔材料和抗菌剂，升温至60℃，搅拌均匀，制成阻隔涂料；
s4、将阻隔涂料涂覆在基材上，室温下干燥，在基材上形成阻隔层，由此制成高密封性食品包装膜，阻隔涂料的涂覆量为3.8g/m2。
47.实施例3-4：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
48.实施例5：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，微纤化纤维素气凝胶由制备例2制成。
49.实施例6：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，微纤化纤维素气凝胶由制备例3制成。
50.实施例7：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，微纤化纤维素气凝胶由制备例4制成。
51.实施例8：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例6制成。
52.实施例9：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例7制成。
53.实施例10：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例8制成。
54.实施例11：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例9制成。
55.实施例12：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例10制成。
56.实施例13：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂由制备例11制成。
57.实施例14：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，抗菌剂选自银系抗菌剂，型号为daw502。
58.对比例对比例1：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，基材中未添加聚乙醇酸。
59.对比例2：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，基材中未添加phbv。
60.对比例3：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，阻隔层中未添加微纤化纤维素气凝胶。
61.对比例4：一种高密封性食品包装膜，与实施例1的区别在于，未设置阻隔层。
62.对比例5：一种高阻隔真空降解薄膜，包括基材以及涂覆于基材上的高阻隔涂层，基材按照原材料重量比组成：40份聚丙交酯(phbv，2003d)、5份聚乙交酯(pga，重均分子量20万)、10份聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(pbat，重均分子量20万)、3份纳米有机蒙脱土(ommt，由十六烷基三甲基溴化铵改性，纳米有机蒙脱土：十六烷基三甲基溴化铵＝2:1(质量比))，2份滑石粉，40份直链淀粉；高阻隔水性涂布乳液，按照原材料重量比组成：60份水，10份聚乙烯醇(pva，0599)，10份二丙二醇甲醚，20份丙三醇。
63.上述高阻隔真空降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)制备高阻隔真空降解薄膜基材：将薄膜基材原料混合均匀后，加入造粒机中依
次进行熔融混炼、挤出、冷却和切粒，得到可生物降解塑料；然后将所述可生物降解塑料吹膜得到基材膜，基材膜厚度为30μm，涂布厚度7μm；(2)将所述高阻隔水性涂布乳液涂覆于高阻隔真空降解薄膜基材表面，干燥后，得到食品包装用高阻隔真空降解薄膜。
64.性能检测试验将实施例1-11和对比例1-3中基材厚度为30μm，阻隔层厚度为7μm，然后按照以下方法，检测包装膜的各项性能，将检测结果记录于表2中。
65.1、拉伸强度和断裂伸长率：按照gb/t1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片》进行检测。
66.2、水汽透过率：按照gb/t1037-2021《塑料薄膜和薄片水蒸气透过性能测定杯式增重与减重法》进行测试。
67.3、氧气透过率：按照gb/t1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》进行测试。
68.4、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率：按照qb/t2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能试验方法和抗菌效果》进行测定。
69.表2高密封性食品包装膜的性能检测
结合表2的内容可知，实施例1-4中包装膜的原料不同，但均使用制备例1制成的微纤化纤维素气凝胶和制备例5制成的抗菌剂，实施例1-4制备的包装膜对水汽和氧气的阻隔性好，而且力学强度高，具有较好的长效抗菌效果，能延长包装食品的货架期。
70.实施例5中使用制备例2制成的微纤化纤维素气凝胶，与实施例1相比，实施例5制备的包装膜对水汽、氧气的阻隔能力相近，而且抗菌效果和力学强度相差不大。
71.实施例6中使用制备例3制成的微纤化纤维素气凝胶，其中未在微纤化纤维素水凝胶中添加二氧化钛，实施例7与实施例1相比，使用制备例4制成的微纤化纤维素气凝胶，其中未添加二氧化钛和抗菌精油，实施例6和实施例7中包装膜的抗菌性均下降，而且实施例7中下降更明显，并且48d后抗菌能力不及实施例6，实施例7中包装膜的阻隔性减弱，说明添加二氧化钛和抗菌精油能提高包装膜的抗菌性和抗菌耐久性，而且抗菌精油还能改善阻隔性。
72.实施例8与实施例1相比，使用制备例6制成的抗菌剂，实施例8制成的包装膜，各项性能与实施例1相近。
73.实施例9与实施例1相比，使用制备例7制成的抗菌剂，其中石蜡内不含phbv抗菌纤维，实施例10中抗菌剂未添加石蜡和phbv纤维，实施例9制备的包装膜的阻隔性有所减弱，而且抗菌性下降，但下降幅度与实施例1相近，实施例10中包装膜的阻隔性明显下降，抗菌力与实施例9相近，而且力学强度与实施例1相比，下降幅度大于实施例9，说明石蜡中添加phbv抗菌纤维能改善包装膜的阻隔性和力学强度，提高抗菌力。
74.实施例11中使用制备例9制成的抗菌剂，其中未将载银生物炭进行疏水处理，实施例12制备的抗菌剂与实施例1相比，载银生物炭疏水处理时，未添加四乙氧基硅烷，实施例12制备的包装膜力学性能下降，且实施例11的力学性能下降更加明显，实施例11和实施例12制备的包装膜的阻隔能力下降不太明显，说明对载银生物炭进行疏水处理，并在疏水处理时添加四乙氧基硅烷，能改善载银生物炭与阻隔层的结合牢度，并改善力学强度。
75.实施例13中使用制备例11制成的抗菌剂，其中生物炭上未负载纳米银颗粒，与实施例1相比，实施例13制备的包装膜的抗菌力下降明显，且长效抗菌能力减弱。
76.实施例14中使用市售抗菌剂，与实施例1相比，实施例14制备的包装膜抗菌力下降显著，而且48d后抗菌力明显减弱，说明市售抗菌持久性不强，另外包装膜的阻隔能力下降，说明市售抗菌剂无法改善包装膜的阻隔性能。
77.对比例1中未添加聚乙醇酸，表1内显示，对比例1制备的包装膜仍具有较好的抗菌力，但拉伸强度和阻隔性下降。
78.对比例2中未添加phbv，与实施例1相比，对比例2制备的包装膜抗菌能力无较大变化，但力学强度和阻隔强度下降。
79.对比例3与实施例1相比，阻隔层中未添加微纤化纤维素气凝胶，对比例2制备的包装膜的力学强度下降，阻隔能力减弱，而且抗菌力变差。
80.对比例4中未设置阻隔层，以基材作为包装膜，可见包装膜的阻隔性能显著降低，而且力学性能下降，抗菌能力和抗菌持久性变差。
81.对比例5为现有技术制备的具有高阻隔性的食品包装膜，其厚度也为0.37μm，但其阻隔性远不及本技术。
82.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种高密封性食品包装膜，其特征在于，包括基材和设置在基材一侧的阻隔层，所述基材包括以下重量份的原料：25-30份pbat、40-50份phbv、15-20份聚碳酸亚丙酯、10-15份聚乙醇酸、0.3-0.8份扩链剂、0.1-0.4份增塑剂、2-5份相容剂；所述阻隔层由包括以下重量份的原料升温混合后干燥形成：0.2-0.5份微纤化纤维素气凝胶、1-1.5份无机阻隔材料、10-15份聚乙烯醇、0.3-0.6份抗菌剂。2.根据权利要求1所述的高密封性食品包装膜，其特征在于：所述微纤化纤维素气凝胶的制法包括以下步骤：将微纤化纤维素溶解，制成质量浓度为1-3wt%的悬浮液，经加压均质后，制成微纤化纤维素水凝胶；将所述微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合，超声40-60min，真空冷冻干燥，制得微纤化纤维素气凝胶，微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油的质量比为1:0.3-0.5。3.根据权利要求2所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述微纤化纤维素水凝胶与抗菌精油混合前，经过以下预处理：将微纤化纤维素水凝胶与纳米二氧化钛混合后超声20-30min，纳米二氧化钛加入量为微纤化纤维素水凝胶质量的30-45wt%。4.根据权利要求2所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述抗菌精油选自百里香精油、肉桂精油和茶树精油中的至少一种。5.根据权利要求1所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述抗菌剂由以下方法制成：将生物炭浸入硝酸银溶液中，搅拌均匀，调节ph至9-10，搅拌1-1.5h，离心，将生物炭烘干，在氮气保护下，升温至800-850℃煅烧0.8-1h，获得载银生物炭；将所述载银生物炭进行疏水处理，制成疏水载银生物炭；将含有phbv抗菌纤维的石蜡热熔后，涂刷在所述疏水载银生物炭上，干燥，制成抗菌剂。6.根据权利要求5所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述载银生物炭的疏水处理方法如下：以重量份计，将9-12份氨水、8-10份水和16-20份乙醇混合，搅拌并升温至60-65℃，加入8-10份所述载银生物炭、1-2份四乙氧基硅烷、2-4份十八烷基三乙氧基硅烷和0.2-0.4份环氧树脂胶，搅拌3-4h，取出载银生物炭，烘干。7.根据权利要求6所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述石蜡与phbv抗菌纤维的质量比为1:0.08-0.2，石蜡与所述疏水载银生物炭的质量比为0.1-0.2:1。8.根据权利要求1所述的高密封性食品包装膜，其特征在于，所述有机阻隔材料选自水滑石、纳米蒙脱土和膨润土中的至少一种。9.权利要求1-8任一项所述的高密封性食品包装膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将pbat、phbv、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸、扩链剂、增塑剂和相容剂混合，然后挤出造粒，制得共混料；将所得共混料经过吹膜成型，得到基体；将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为10-15wt%的聚乙烯醇溶液，加入纳米纤维素、有机阻隔材料和抗菌剂，升温至60-65℃，搅拌均匀，制成阻隔涂料；
将所述阻隔涂料涂覆在所述基材上，室温下干燥。10.根据权利要求9所述的高密封性食品包装膜的制备方法，其特征在于，所述阻隔涂料的涂覆量为3.8-4g/m2。

技术总结
本申请涉及高分子材料领域，具体公开了一种高密封性食品包装膜及其制备方法。高密封性食品包装膜，包括基材和设置在基材一侧的阻隔层，所述基材包括以下重量份的原料：25-30份PBAT、40-50份PHBV、15-20份聚碳酸亚丙酯、10-15份聚乙醇酸、0.3-0.8份扩链剂、0.1-0.4份增塑剂、2-5份相容剂；所述阻隔层由包括以下重量份的原料升温混合后干燥形成：0.2-0.5份微纤化纤维素气凝胶、1-1.5份无机阻隔材料、10-15份聚乙烯醇、0.3-0.6份抗菌剂。本申请的高密封性食品包装膜具有密封阻隔性好，力学强度优异，抗菌能力强，且抗菌性持久的优点。且抗菌性持久的优点。


技术研发人员：钟起俊
受保护的技术使用者：福建立邦包装有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/10/8