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一种水汽阻隔膜及其制备方法和用途
申请号	CN201710591311.3	申请日	2017-07-19	公开(公告)号	CN107379694A	公开(公告)日	2017-11-24
申请人	日氟荣高分子材料(上海)有限公司;			发明人	山口达雄;
摘要	本发明公开了一种水汽阻隔膜及其制备方法和用途，该阻隔膜包含：离型膜，设置在离型膜上的粘结层，设置在粘结层上的气体阻隔层，以及设置在气体阻隔层上的有机疏水层。本发明的阻隔膜具有很好的水氧阻隔率，同时具备耐化学腐蚀、耐高温，耐老化等优良特性，其制备工艺相对简单，生产效率高，弥补了镀膜阻隔膜的镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷。
权利要求	1.一种水汽阻隔膜，其特征在于，该阻隔膜包含：离型膜，设置在离型膜上的粘结层，设置在粘结层上的气体阻隔层，以及设置在气体阻隔层上的有机疏水层。 2.根据权利要求1所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的离型膜为聚酯类离型膜。 3.根据权利要求2所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的聚酯包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯。 4.根据权利要求1所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的粘结层为硅胶粘结层，粘结层的厚度为20μm～30μm。 5.根据权利要求1所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的气体阻隔层为有机聚合物和无机纳米材料的共混物，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％。 6.根据权利要求5所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的有机聚合物包含：聚乙烯醇和/或天然橡胶。 7.根据权利要求5所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的无机纳米材料包含：纳米碳酸钙和/或纳米二氧化硅。 8.根据权利要求1所述的水汽阻隔膜，其特征在于，所述的有机疏水层为有机氟树脂，该有机氟树脂包含：聚三氟氯乙烯。 9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的水汽阻隔膜的制备方法，其特征在于，该方法包含：步骤1：通过熔融挤出成型，得到有机疏水层；步骤2：将无机纳米材料和有机聚合物混合成均匀的浆料，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％；步骤3：将步骤2得到的浆料均匀涂覆在步骤1的有机疏水层上，干燥，得到气体阻隔层；步骤4:在气体阻隔层上涂覆有机硅胶作为粘结层，并粘贴离型膜，得到水汽阻隔膜。 10.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的水汽阻隔膜用途，其特征在于，该水汽阻隔膜用于制作电子元器件的封装膜。
说明书全文	一种水汽阻隔膜及其制备方法和用途技术领域 [0001] 本发明涉及一种水汽阻隔膜，具体涉及一种水汽阻隔膜及其制备方法和用途。背景技术 [0002] 阻隔包装是指采用具有阻隔氧和水蒸汽渗透的材料对产品进行包装，以达到延长食品、药品、化妆品和对环境敏感的物品的保质期和货架寿命的目的，确保其在贮存、运输和商品分销时保鲜、保味、保质和安全。 [0003] 在上世纪90年代年以来，阻隔膜开始主要针对包装材料领域，其所使用的阻隔膜包括铝箔、高阻隔有机高聚物膜和涂布膜。 [0004] 这些阻隔膜具有不同的优点和缺陷，其中铝箔阻水阻氧率最好，但其柔韧性差、成本高，且不透明；高阻隔有机高聚物因透明性好，常温下阻隔性优良，可达到10-1，且柔韧性好，成本较低，目前尚仍广泛用于多种食品的包装，但其最大的缺点是高温湿下阻隔性显著下降，而且多层共挤包装难以回收，PVDC涂布膜也存在对环境的不友好问题。 [0005] 针对上述问题，开展了无机氧化物类镀膜的研究，此时的无机氧化物镀膜多为12μm基材+单层无机阻隔层的结构，其阻隔性多在100～10-1，透明性好，对环境友好，高温湿下阻隔性不下降，可以适用于需要高温蒸煮灭菌的包装材料，及对耐候性有较高要求的太阳电池盒液晶显示等领域。但是，其具有镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷。 [0006] 随着阻隔膜在电子领域的应用的扩大，对阻隔膜的性能要求越来越高，不仅要具有较好的水氧阻隔率，而且要具有很好的力学性能和耐化学腐蚀性能等优点。发明内容 [0007] 本发明的目的是提供一种水汽阻隔膜及其制备方法和用途，该水汽阻隔膜解决了现有技术的阻隔膜具有镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷，其力学性能好，水氧阻隔率高，而且耐化学腐蚀。 [0008] 为了达到上述目的，本发明提供了一种水汽阻隔膜，该阻隔膜包含：离型膜，设置在离型膜上的粘结层，设置在粘结层上的气体阻隔层，以及设置在气体阻隔层上的有机疏水层。 [0009] 所述的离型膜为聚酯类离型膜。 [0010] 所述的聚酯包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯。 [0011] 所述的粘结层为硅胶粘结层，粘结层的厚度为20μm～30μm。 [0012] 所述的气体阻隔层为有机聚合物和无机纳米材料的共混物，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％。 [0013] 所述的有机聚合物包含：聚乙烯醇和/或天然橡胶。 [0014] 所述的无机纳米材料包含：纳米碳酸钙和/或纳米二氧化硅。 [0015] 所述的有机疏水层为有机氟树脂，该有机氟树脂包含：聚三氟氯乙烯。 [0016] 本发明还提供了一种根据所述的水汽阻隔膜的制备方法，该方法包含： [0017] 步骤1：通过熔融挤出成型，得到有机疏水层； [0018] 步骤2：将无机纳米材料和有机聚合物混合成均匀的浆料，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％； [0019] 步骤3：将步骤2得到的浆料均匀涂覆在步骤1的有机疏水层上，干燥，得到气体阻隔层； [0020] 步骤4:在气体阻隔层上涂覆有机硅胶作为粘结层，并粘贴离型膜，得到水汽阻隔膜。 [0021] 本发明还提供了一种根据所述的水汽阻隔膜用途，该水汽阻隔膜用于制作电子元器件的封装膜。 [0022] 本发明的水汽阻隔膜及其制备方法和用途，解决了现有技术的阻隔膜具有镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷，具有以下优点： [0023] (1)本发明的水汽阻隔膜的有机疏水层采用PCTFE，PCTFE水汽渗透率很低，且不渗透气体，具有很好的光学性能和力学性能； [0024] (2)本发明的水汽阻隔膜的气体阻隔层采用有机聚合物和无机纳米材料的共混物，通过无机纳米材料改善有机聚合物的性能，提高有机聚合物的拉伸和弯曲强度等力学性能，以及阻隔性、耐热性、阻燃性和稳定性等； [0025] (3)本发明的水汽阻隔膜的粘结层采用有机硅胶，其具有很好的耐温性和优异的拒水性，无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小，能够保证水汽阻隔膜的性能； [0026] (4)本发明的水汽阻隔膜采用复合膜的结构，具有很好的力学性能，同时具备耐化学腐蚀、耐高温，耐老化等优良特性，其制备工艺相对简单，生产效率高，弥补了镀膜阻隔膜的镀膜较脆、不耐弯折、成本较高的缺陷。附图说明 [0027] 图1为本发明实施例1的水汽阻隔膜的结构示意图。具体实施方式 [0028] 以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。 [0029] 一种水汽阻隔膜，该阻隔膜包含：离型膜，设置在离型膜上的粘结层，设置在粘结层上的气体阻隔层，以及设置在气体阻隔层上的有机疏水层。 [0030] 上述离型膜为聚酯类离型膜，聚酯包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,Polyethylene terephthalate)和/或聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF,Poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate))。 [0031] PET具有良好的力学性能，其冲击强度和耐折性好，气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能，而且透明度高，可阻挡紫外线，其耐温性好，可耐150℃高温，可耐-70℃低温。 [0032] PEF具有耐老化、耐低温、耐腐蚀和阻隔水汽等性能，还具有很高的阻气性能，其抗氧性能和抗二氧化碳性能均比PET好。 [0033] 上述粘结层为硅胶粘结层，粘结层的厚度为20μm～30μm。 [0034] 上述气体阻隔层为有机聚合物和无机纳米材料的共混物，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％。通过无机纳米材料改善有机聚合物的性能，提高有机聚合物的拉伸和弯曲强度等力学性能，以及耐热性、阻燃性和稳定性等。 [0035] 上述有机聚合物包含：聚乙烯醇(PVA)和/或天然橡胶。 [0036] PVA对氧气、氮气、氢气及二氧化碳的阻氧性能优于聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜，也优于乙烯－乙烯醇共聚体(EVOH)五层共挤薄膜，其阻氧性能可与铝箔、玻璃、镀氧化铝薄膜和镀氧化硅薄膜媲美。此外，PVA的结构中含碳、氧、氢，其可降解和回收再利用，其燃烧时仅生成二氧化碳和水，不产生其它有害于环境及人类健康的物质，无污染，是一种对环境友好的材料。 [0037] 但是，PVA耐水性差，在水中会发生溶解，通过无机纳米材料改性后的聚乙烯醇对氧气、氮气、氢气及二氧化碳仍具有优秀的阻隔性，而且其耐水性、耐磨性，以及PVA与粘结层的粘合力均得到了提高。 [0038] 天然橡胶(NR)是一种典型的拉伸结晶性橡胶，其具有较好的回弹性、绝缘性和隔水性等特点，加入无机纳米材料可以显著提高其力学性能、耐热性、阻隔性、阻燃性和抗老化等性能。 [0039] 上述无机纳米材料包含：纳米碳酸钙和/或纳米二氧化硅。 [0040] 上述有机疏水层为有机氟树脂，该有机氟树脂包含：聚三氟氯乙烯(PCTFE,Polytrifluorochloroethylene)。PCTFE的透明度好，具有好的耐化学性、耐高低温、拉伸强度和弯曲性能，其水汽渗透率很低，且不渗透气体。PCTFE还具有很好的光学性能，其红外光透过率能达到95％，对紫外光的吸收率很低，具有很好的隔紫外性能。 [0041] 一种上述水汽阻隔膜的制备方法，该方法包含： [0042] 步骤1：通过熔融挤出成型，得到有机疏水层； [0043] 步骤2：将无机纳米材料和有机聚合物混合成均匀的浆料，无机纳米材料的质量百分比为1％～20％； [0044] 步骤3：将步骤2得到的浆料均匀涂覆在步骤1的有机疏水层上，干燥，得到气体阻隔层； [0045] 步骤4:在气体阻隔层上涂覆有机硅胶作为粘结层，并粘贴离型膜，得到水汽阻隔膜。 [0046] 一种上述水汽阻隔膜用途，该水汽阻隔膜用于制作电子元器件的封装膜。 [0047] 实施例1 [0048] 一种水汽阻隔膜，如图1所示，为本发明实施例1的水汽阻隔膜的结构示意图，该阻隔膜包含：PET离型膜1(离型膜)，设置在PET离型膜1上的硅胶粘结层2(粘结层)，设置在硅胶粘结层2上的气体阻隔层3，以及设置在气体阻隔层3上的聚三氟氯乙烯层4(有机疏水层)。 [0049] 硅胶粘结层2为有机硅胶，其具有很好的耐温性和优异的拒水性。 [0050] 气体阻隔层3为聚乙烯醇和纳米二氧化硅的共混物，纳米二氧化硅的质量百分比为1％。 [0051] 粘结层的厚度为30μm。 [0052] 实施例2 [0053] 一种水汽阻隔膜，该阻隔膜包含：PEF离型膜，设置在PEF离型膜上的硅胶粘结层，设置在硅胶粘结层上的气体阻隔层，以及设置在气体阻隔层上的聚三氟氯乙烯层。 [0054] 气体阻隔层3为天然橡胶和纳米碳酸钙的共混物，纳米碳酸钙的质量百分比为20％。 [0055] 粘结层的厚度为20μm。 [0056] 通过对实施例1和实施例2的水汽阻隔膜进行水氧阻隔性能以及力学性能进行测试，实施例1和实施例2的水汽阻隔膜的水氧阻隔率能达到10-5g/m2·D，其具有高透明度，长期在温度为25℃，湿度为65％RH的条件下，也仍能保持透明，而且甚至在温度为200℃，湿度为50％RH～80％RH的条件下也能够保持较好的阻隔效果。 [0057] 实施例1和实施例2的水汽阻隔膜能够在太阳能组件和电子领域，用于制备高水汽阻隔性能的保护电子元器件的封装膜。 [0058] 实施例3 [0059] 一种实施例1的水汽阻隔膜的制备方法，该方法包含： [0060] 步骤1：通过熔融挤出成型，得到有机疏水层聚三氟氯乙烯； [0061] 步骤2：将纳米二氧化硅和聚乙烯醇混合成均匀的浆料，无机纳米材料的质量百分比为1％； [0062] 步骤3：将步骤2得到的浆料均匀涂覆在步骤1的有机疏水层上，干燥，得到气体阻隔层； [0063] 步骤4:在气体阻隔层上涂覆有机硅胶为粘结层，粘贴层厚度为25μm，并粘贴离型膜PET，得到水汽阻隔膜。 [0064] 综上所述，本发明的水汽阻隔膜及其制备方法和用途，该水汽阻隔膜具有很好的水汽阻隔效果，其制备工艺简单，生产效率高。 [0065] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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