一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法技术

本发明专利技术提供一种可降解的耐水、耐油保护膜的制备方法，该方法将二氧化碳共聚物溶解在低毒或无毒的溶剂中配成３－６ｗｔ％的溶液，经静置、过滤除去金属氧化物，再将溶液喷涂或浸涂在已成型的淀粉、纸模塑或秸秆压制而成的餐具表面，经过干燥处理制成可降解的耐水、耐油、透明的保护膜，厚度１０－２０微米，金属离子含量低于１ｐｐｍ，８０℃水或食品油浸泡４小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为Ｖ级。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法
：本专利技术属于一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法。
技术介绍
：以发泡聚苯乙烯为主的一次性餐具(餐盒、碗、盘、杯)尽管价格低廉，但由于存在“双酚类激素效应”和“白色污染”，其使用已经受到很大限制。中国专利CN1255508A和CN1273255A提出采用淀粉为主要原料制造一次性餐具和食品包装器具，尽管淀粉用量很大，来源也很丰富，但餐具不耐水，也不耐油。中国专利CN1234802A提出秸秆为主要原料制备一次性餐具，但颜色较难被接受(土黄色、土白色或土褐色)，且需要粘合剂。中国专利CN1206675A提出采用纸浆为主要原料制造一次性餐具，但由于其原料以木浆为主，原料上受到很大的限制，且必须采用掺有聚丙烯酸酯的聚偏氯乙烯为防水剂。美国专利USP3,585,168、USP3,900,424和USP3,953,383采用烷基锌/含活泼氢化合物为催化剂制备了二氧化碳与环氧化合物的交替共聚物(Mn＞20,000)和不同分子量的各种聚氨酯和聚醚。日本公开特许专利JP02,575,199和JP02,142,824采用昂贵的卟啉金属络合物为催化体系，但聚合物的分子量偏低(5000左右)。中国专利申请ZL89100701.6和ZL91109459.8制备的聚合物纯化困难，同时分子量也有待提高。中国专利申请CN1257885提供了高分子量脂肪族聚碳酸-->酯的制备方法。中国专利申请号00136189.9采用稀土催化剂合成了环氧化物与二氧化碳的共聚物，共聚物的分子量80,000-200,000，交替结构含量大于98％，二氧化碳固定率超过40wt％。该二氧化碳共聚物可溶于二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等溶剂中。以二氧化碳和环氧化合物为原料合成的具有高度交替结构的二氧化碳共聚物，聚脂肪族碳酸酯，由于主链存在酯键，该聚合物不仅可以光降解，还是一种全生物降解塑料。高分子量二氧化碳共聚物的薄膜具有很好的透明性，还有优良的阻隔氧气和水的性能，有望在一次性餐具、可降解的医药和食品包装材料以及复合材料等方面得到广泛的应用。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法。该保护膜主要由二氧化碳共聚物所组成，具有优良的阻隔氧气的性能。将二氧化碳共聚物溶解在低毒或无毒的溶剂中，配成3~6wt％的溶液，喷涂或浸涂在已经成型的淀粉餐具的表面，经过干燥处理除去残余溶剂，制成可降解的耐水、耐油、透明的保护膜。本专利技术采用的环氧化物与二氧化碳的二元共聚物为环氧乙烷-二氧化碳；环氧丙烷-二氧化碳；氧化苯乙烯-二氧化碳；环氧环己烷-二氧化碳二元共聚物。共聚物分子量80,000-200,000，交替结构含量大于98％，二氧化碳固定率超过40wt％；采用的三元共聚物是环氧物—二氧化碳—酸酐聚合物，环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯-->或环氧环己烷；酸酐为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐或丁二酸酐。共聚物分子量80,000-200,000，交替结构含量大于98％，二氧化碳固定率超过40wt％。本专利技术所采用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯，丁酸甲酯，乙酸丁酯，乙酸辛酯的一种或两种以上混合物。最佳溶剂为甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丁酯的一种或两种以上混合溶剂。两种以上混合溶剂的混合比为95-98∶5-2；95-98∶3-1∶2-1。具体工艺过程是将环氧化物与二氧化碳二元共聚物或三元共聚物溶解在低毒或无毒溶剂中配制成3-6wt％的溶液；该溶液静置2-12小时，随后进行过滤或离心分离，过滤液再静置2-6小时，进行过滤或离心分离，除去残余金属氧化物使金属离子含量低于5.0ppm；金属离子含量低于5.0ppm的二氧化碳二元或三元共聚物溶液，采用喷涂或浸涂的方法直接在餐具：淀粉、秸秆或纸浆的容器表面形成10-20微米厚的保护膜，共聚物重量占餐具的8-12wt％，餐具金属离子含量低于1ppm；80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。具体实施方式：实施例1交替结构含量大于98％，数均分子量87,000，玻璃化转变温度40.1℃的环氧丙烷-二氧化碳二元共聚物20g溶解在400ml二氯甲烷-->中，配成5wt％的溶液。静置10小时后，过滤除去金属氧化物；滤液再静置5小时，过滤后滤液中加入二氯甲烷稀释成3wt％溶液。将该溶液室温喷涂在淀粉餐具的表面，烘干后保护膜厚度为15微米。金属离子含量低于1ppm。80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。实施例2交替结构含量大于98％，数均分子量123,000，玻璃化转变温度41.1℃的环氧丙烷-二氧化碳二元共聚物20g溶解在400ml乙酸乙酯中配成5wt％的溶液，静置8小时后，过滤除去金属氧化物；滤液再静置6小时，过滤后滤液中加入乙酸乙酯稀释成3wt％溶液。将淀粉餐具在上述溶液中进行室温浸涂，烘干后保护膜厚度为20微米。金属离子含量低于1ppm。80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。实施例3交替结构含量大于98％，数均分子量196,000，玻璃化转变温度42.5℃的环氧丙烷-二氧化碳-丁二酸酐三元共聚物10g溶解在200ml乙酸丁酯中配成5wt％的溶液。静置10小时后，过滤除去金属氧化物；滤液再静置4小时，过滤后滤液中加入乙酸丁酯稀释成3.5wt％溶液。将该溶液室温喷涂在淀粉餐具的表面，烘干后保护膜厚度为14微米。金属离子含量低于1ppm，80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。-->实施例4交替结构含量大于98％，数均分子量115,000，玻璃化转变温度40.6℃的环氧丙烷-二氧化碳-顺丁烯二酸酐三元共聚物20g溶解在400ml乙酸乙酯/乙酸辛酯混合溶剂，重量比80∶20配成5wt％的溶液。静置12小时后，过滤除去金属氧化物；滤液再静置2小时，过滤后滤液中加入乙酸乙酯/乙酸辛酯混合溶剂，重量比80∶20稀释成3wt％溶液。将该溶液室温喷涂在秸秆餐具的表面，烘干后保护膜厚度为10微米。金属离子含量低于1ppm。80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。实施例5交替结构含量大于98％，数均分子量82,000，玻璃化转变温度55.2℃的环氧丙烷-二氧化碳-环氧环己烷三元共聚物24g溶解在400ml二氯甲烷中，配成6wt％的溶液。溶液静置7小时后，离心除去金属氧化物；再静置10小时，离心后离心液用二氯甲烷稀释成5wt％溶液。将该溶液浸涂在淀粉餐具的表面，烘干后保护膜厚度为20微米。金属离子含量低于1ppm。80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐具不变形。冷餐油和乙醇脱色试验为阴性，霉菌侵蚀试验为V级。实施例6将实施例1中获得的二氧化碳共聚物/二氯甲烷溶液不经稀释浓度浓度5wt％，喷涂在纸浆餐具的表面，得到18微米后的保护膜。金-->属离子含量低于1ppm。80℃水、食品油浸泡4小时，无渗漏、餐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法，其特征是采用环氧化物与二氧化碳的二元共聚物，环氧化物可为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯或环氧环己烷，共聚物的分子量８０，０００－２００，０００，交替结构含量大于９８％，二氧化碳固定率超过４０ｗｔ％；采用环氧化物与二氧化碳及酸酐的三元共聚物，环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯或环氧环己烷，酸酐为顺丁烯二酸酐；反丁烯二酸酐；丁二酸酐，三元共聚物的分子量８０，０００－２００，０００，交替结构含量大于９８％，二氧化碳固定率超过４０ｗｔ％； 用于餐具保护膜的二氧化碳共聚物的纯化方法：将未经纯化的二氧化碳共聚物溶解在低毒或无毒的溶剂中配成溶液；选用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯，丁酸甲酯，乙酸丁酯，乙酸辛酯的一种或两种以上混合物；更适合的溶剂为甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丁酯的一种或两种以上混合物，两种以上混合溶剂的混合比为９５－９８∶５－２；９５－９８∶３－１∶２－１；将该溶液静置２－１２小时，随后过滤或离心分离，滤液再静置２－１０小时后再进行过滤或离心分离，除去残余金属氧化物，使金属离子含量低于５ｐｐｍ； 用于餐具保护膜的制备方法：将除去金属氧化物后的二氧化碳共聚物的浓度调节为３－６ｗｔ％，采用喷涂或浸涂的方法直接在餐具表面形成保护膜，烘干后保护膜厚度１０－２０微米，重量占餐具的３－８ｗｔ％。...

【技术特征摘要】
1.一种可降解的耐水耐油保护膜的制备方法，其特征是采用环氧化物与二氧化碳的二元共聚物，环氧化物可为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯或环氧环己烷，共聚物的分子量80,000-200,000，交替结构含量大于98％，二氧化碳固定率超过40wt％；采用环氧化物与二氧化碳及酸酐的三元共聚物，环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化苯乙烯或环氧环己烷，酸酐为顺丁烯二酸酐；反丁烯二酸酐；丁二酸酐，三元共聚物的分子量80,000-200,000，交替结构含量大于98％，二氧化碳固定率超过40wt％；用于餐具保护膜的二氧化碳共聚物的纯化方法：将未经纯化的二氧化碳共聚物溶解在低毒或无毒的溶剂中配成溶液；选用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯，丁酸甲酯，乙酸丁酯，乙酸辛酯的一种或两种以上混合物；更适合的溶剂为甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、乙酸丁酯的一种或两种以上混合物，两种以上混合溶剂的的混合比为95-98∶5-2；95-98∶3-1∶2-1；将该溶液静置2-12小时，随后过滤或离...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓红，王献红，王佛松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]