疏水疏油的纸质包装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种疏水且疏油的纸质包装材料的制备方法，其步骤为：制备氟改性丙烯酸酯树脂；加入疏水性氧化铝微粒对所述氟改性丙烯酸酯树脂进行改性，制备疏水疏油剂；将所述疏水疏油剂涂布在纸质包装材料表面。利用本发明专利技术的方法制备的疏水疏油的纸质包装材料具有超疏水并且疏油的特点，水以及油在其表面无法附着，具有卓悦的防水防油效果。

Method for preparing paper packaging material with hydrophobic and oil repellent

The invention discloses a preparation method of paper packaging materials a hydrophobic and oleophobic, comprising the following steps: preparation of fluorine modified acrylic resin; adding hydrophobic alumina particles on the fluorine modified acrylic resin was modified, preparation of hydrophobic and oleophobic agent; the hydrophobic and oleophobic agent in coating the surface of paper packaging materials. The paper packaging material prepared by the method of the present invention has the characteristics of super hydrophobic and oil repellent, water and oil can not be attached on the surface of the paper, and has the effect of waterproof and oil proof.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纸质包装材料的制备方法，具体地说，是一种疏水疏油的纸质包装材料的制备方法。
技术介绍
纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一，有着较大的发展空间，被认定为最有前途的绿色包装材料之一。而纸张的主要化学成分是纤维素和半纤维素，属于大分子多糖，其分子结构亲水性强，比较容易从周围的环境中吸收水分，从而导致纸板的强度下降。已有许多研究表明，纸制包装材料在吸水受潮后其强度会降到原来的10％～20％。因此纸制包装材料在运输、储存过程中，防水性能非常重要。此外，包装材料在使用过程中也会有机油柴油等油类物质的沁染，会造成印刷图案的毁坏，和纸质包装性能的降低，因此，材料的防油功能也是现在工艺上的要求。材料表面的自由能决定了这种材料是亲水还是疏水，自由能越低，疏水性越强；表面微观的粗糙度则决定了亲疏水的强度，表面粗糙，疏水性越强。按照热力学的规律，表面能高的物质无法在表面能低的表面铺展开。水是表面能比较高的物质，因此水在表面能比水低的物质表面无法铺开渗入，因此改善纸质包装材料防水性能的手段主要有表面涂布和复合防水层两种，都是运用了这样的原理。复合防水层是在原先纯纸浆的纸质材料上，复合上防水的材料，使得达到具有防水性的效果。一种是在普通纸质材料表面贴合防水材料，如塑料树脂薄膜等防水的片状结构；一种是在纸浆中加入防水材料，从而使得制成的材料具有防水性能。单独增贴防水材料的方法，表面防水性能良好，但是一旦水从接缝处渗入纸质包装，就会造成包装的软化变形，失去了防水的功能。而且增加复合层一般成本比表面涂布处理高，而且对于纸质包装材料后续的回收也会增加工序。而采用防水混合纸浆制造来获取防水性能往往为了权衡包装要求，防水性能较差，在长期高湿度情况下，防水性能难以保障。表面涂布只需要在普通纸质包装材料表面通过涂布设备增加一层防水的表层，因此工艺简单，而且防水表层可以在印刷等工艺结束后进行，对于包装的其中通过表面涂布来增加包装材料的防水性能，是厂家普遍使用的方法。常见的手段包括施胶、光油涂布等。施胶多用松香胶，纸张获得的防水性能有限，施胶剂的疏水性不强，涂布不均匀厚度不一会造成防水性能的不稳定；通过光油涂布也只能部分提高防水性能，很难满足日益提高的防水要求。防油工艺与防水工艺相类似，多采用表面复合塑料薄膜的方式，阻隔纸张与油类的接触。但是成本较高，而且会影响材料印刷。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，含硅、氟的物质的表面能低，液体在这样的表面会尽量让自已缩成一个球形，无法铺开渗入。基于这种发现，专利技术人在普通丙烯酸酯树脂的合中引入含氟丙烯酸树脂，合成了一种氟改性丙烯酸酯树脂，并加入疏水性氧化铝微粒作为改性剂制备得到疏水疏油剂，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决上述问题，提供一种成本低廉使用方便的使得纸质包装产品具有较好防水防油性能的纸质材料制备方法，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是通过简单涂布的方法，提供一种可以在大部分纸质包装生产企业实施的制备方法，不需要额外增设设备，只需将涂布进行替换在普通包装材料成型的基础上提高其防水防油的能力，以便获得性能更好的产品。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：按重量份计，在反应釜中，加入10～30重量份的溶剂和0.2～1重量份的引发剂，再滴加入包含25～50重量份的丙烯酸酯类单体、10～20重量份的含氟丙烯酸酯单体、15～30重量份的环氧功能单体和0.3～1重量份的引发剂的混合溶液，保温反应，然后加入5～10重量份的多元胺进行开环反应，最后降温后得到氟改性环氧丙烯酸酯树脂；步骤二：将50～60重量份的氟改性丙烯酸酯树脂、20～25重量份的交联剂和0.5～5重量份疏水性氧化铝微粒混合均匀，然后加入胶黏剂，搅拌分散得到疏水疏油剂；步骤三：将所述疏水疏油剂涂布在纸质包装材料表面。优选的是，其中，所述步骤一的反应釜还装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管。优选的是，其中，所述步骤一的反应温度为70～100℃，所述滴加时间为2～4小时，所述保温反应时间为2～4小时，所述开环反应时间为2～4小时。优选的是，其中，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述环氧功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚和缩水甘油醚基封端烯丙醇无规聚醚中的一种或者多种的混合物；所述丙烯酸酯混合单体，包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或多种。优选的是，其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述溶剂为乙酸丁酯，所述的多元胺为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺中的一种或者多种的混合物。优选的是，其中，所述步骤二中交联剂由50重量份的异佛尔酮二异氰酸酯和75重量份的二乙二醇丁醚制备得到，制备过程为在装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管的反应釜中，加入所述异佛尔酮二异氰酸酯，在搅拌条件下，通过所述漏斗缓慢将二乙二醇丁醚滴加到反应釜中，加热到70℃，反应2-4小时，当测定的游离NCO含量低于0.5％时，降温出料。优选的是，其中，所述步骤二的搅拌时间为15～30分钟，优选的是，其中，所述胶黏剂由30-60重量份淀粉或聚乙烯醇和2000-3000重量份的水混合制备得到，所述疏水性氧化铝微粒为经辛基硅烷处理的气相法氧化铝。优选的是，其中，所述步骤三中涂布采用网纹辊上胶的方式，涂布压力0.2～0.4MPa，冷缸压力0.3～0.4MPa，烘道张力0.2～0.4MPa，涂布过程中所述疏水剂的涂布量为1～50g/m2。优选的是，其中，所述纸质包装材料为纸板、瓦楞纸或其他包装纸，其由基于纤维的原材料制成，并且所述纸质包装材料至少在其中一个表面上涂布所述疏水疏油剂，所述涂布表面压制有规律的网格结构，所述网格为边长为1～3mm的正方形或者菱形，压制深度为0.05～0.2mm，所述涂布表面经磨毛处理。本专利技术至少包括以下有益效果：由于将氟改性丙烯酸酯单体引入丙烯酸酯树脂中，利用含氟树脂的优异耐化学性和低表面能，因此有效改善包装纸和纸板的疏水疏油性能；由于将丙烯酸单体和环氧功能单体一起合成，树脂具有两者的优点，制备疏水疏油剂分布更加均匀，性能稳定；由于采用了疏水性氧化铝微粒作为涂料改性剂，因此在增加疏水性的同时，改善了涂料中由于含氟树脂存在导致疏水剂中淀粉胶水乳液难以分散，难以稳定存储和利用的关键难题；由于涂布过程中所述疏水剂的涂布量极少，因此对纸质包装的其他性能没有影响；由于疏水剂中绝大部分为水和淀粉，因此成分低廉，且附着能力强，不易脱落；由于表面疏水疏油，污水和油渍无法附着在其表面，因此也具有防脏防污渍的效果。由于纸质包装材料实现压制网格并磨毛，是的疏水疏油剂在其表面更好的附着。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面将对本专利技术做进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：按重量份计，在反应釜中，加入10～30重量份的溶剂和0.2～1重量份的引发剂，再滴加入包含25～50重量份的丙烯酸酯类单体、10～20重量份的含氟丙烯酸酯单体、15～30重量份的环氧功能单体和0.3～1重量份的引发剂的混合溶液，保温反应，然后加入5～10重量份的多元胺进行开环反应，最后降温后得到氟改性丙烯酸酯树脂；步骤二：将50‑60重量份的氟改性丙烯酸酯树脂、20～25重量份的交联剂和0.5～5重量份疏水性氧化铝微粒混合均匀，然后加入胶黏剂，搅拌分散得到疏水疏油剂；步骤三：将所述疏水疏油剂涂布在纸质包装材料表面。

【技术特征摘要】
1.一种疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：按重量份计，在反应釜中，加入10～30重量份的溶剂和0.2～1重量份的引发剂，再滴加入包含25～50重量份的丙烯酸酯类单体、10～20重量份的含氟丙烯酸酯单体、15～30重量份的环氧功能单体和0.3～1重量份的引发剂的混合溶液，保温反应，然后加入5～10重量份的多元胺进行开环反应，最后降温后得到氟改性丙烯酸酯树脂；步骤二：将50-60重量份的氟改性丙烯酸酯树脂、20～25重量份的交联剂和0.5～5重量份疏水性氧化铝微粒混合均匀，然后加入胶黏剂，搅拌分散得到疏水疏油剂；步骤三：将所述疏水疏油剂涂布在纸质包装材料表面。2.如权利要求1所述的疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的反应釜还装有机械搅拌装置、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管。3.如如权利要求1所述的疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一的反应温度为70～100℃，所述滴加时间为2～4小时，所述保温反应时间为2～4小时，所述开环反应时间为2～4小时。4.如权利要求1所述的疏水疏油的纸质包装材料的制备方法，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯和全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述环氧功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚和缩水甘油醚基封端烯丙醇无规聚醚中的一种或者多种的混合物；所述丙烯酸酯混合单体，包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或多种。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，朱民强，孙俊军，黄煜琪，索艳格，钟沙洁，王召霞，
申请(专利权)人：浙江大胜达包装有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33