一种多级结构水滑石的制备及其在阻气包装材料中的应用

摘要

本发明公开了一种多级结构水滑石的制备及其在阻气包装材料中的应用。本发明首先利用水滑石的“记忆效应”，通过焙烧复原方法制备具有多级结构的水滑石，然后采用交替旋转涂膜技术，将多级结构水滑石和聚合物复合成膜，其中多级结构水滑石不仅能够在纵向和横向抑制氧气分子的扩散，有效的延长氧气分子的扩散路径，而且其表面氧空位对氧气存在强烈的化学吸附作用，是一种具有优异的氧气阻隔性能、热稳定性、机械稳定性及储存稳定性的阻气包装材料。本发明原料来源广泛，成本低廉，满足环保和可持续发展的要求。因此，该基于特殊结构水滑石材料制备的阻隔包装材料在食品、药品以及电子器件封装等领域具有潜在的应用价值。

主权项

一种多级结构水滑石阻气薄膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：A.配制可溶二价金属盐和可溶三价金属盐的混合盐溶液，其中二价金属离子M²⁺浓度为0.05‑0.15M，二价金属离子M²⁺与三价金属离子M³⁺摩尔比范围为2‑4；尿素加入摩尔量与金属离子摩尔之和的比例为2‑6，在90℃‑140℃晶化24‑48小时，冷却至室温后离心洗涤，干燥得到水滑石前驱体；B.将步骤A得到的水滑石前驱体于400‑500℃条件下焙烧3‑5小时，得到复合金属氧化物；取0.2‑0.6g复合金属氧化物置于0.5‑1M的氢氧化钠溶液中，剧烈搅拌2‑4小时，离心洗涤、干燥后得到多级结构水滑石，然后分散到水中得到质量分数为0.15‑0.30％的多级结构水滑石分散液；C.将基底依次用水、乙醇、丙酮超声清洗10‑30min，然后将基底用去离子水清洗干净，于室温下干燥；D.将C步骤中处理好的基底吸附在旋转涂膜机上，然后将B步骤得到的分散液与质量分数为2‑5％的聚合物溶液交替旋涂在基底上，滴涂分散液时的旋转速度为1000‑3500转/分钟，滴涂聚合物溶液时的旋转速度为4000‑6000转/分钟，每次旋涂完成后在室温条件下干燥，完全干燥后再进行下一次旋涂，旋涂次数为10‑30次，即得到多级结构水滑石阻气薄膜。