防油剂及防油纸类制品制造技术

本发明专利技术涉及防油剂及防油纸类制品。本发明专利技术防油剂包括无氟聚合物，所述无氟聚合物主要通过以下单体共聚而成：(A)(甲基)丙烯酸；(B)具有特定组成的一种或多种丙烯酸酯单体。本发明专利技术的防油剂为无氟防油剂，具有优异的防水防油性能，而且还可以获得具有不同表面光泽度的防油纸类制品，能够满足不同消费者的偏好。能够满足不同消费者的偏好。能够满足不同消费者的偏好。

【技术实现步骤摘要】
防油剂及防油纸类制品


[0001]本专利技术涉及防水防油剂领域，特别涉及一种无氟防油剂及防油纸类制品。

技术介绍

[0002]“以纸代塑”是目前解决日益严重的“白色
’
污染问题最为行之有效的途径之一。对于纸质包装而言，纸张自身具有可生物降解和回收再利用的优势，但是对于用于食品、餐饮等领域的纸制品由于要与含油、含脂和/或含水的食品接触，需要一个防渗透的阻挡层，如何赋予纸质包装防水和防油功能是“以纸代塑”的技术关键所在。用于纸张的防油剂开发具有极大的市场潜力，是现行科技创新的重点领域。
[0003]目前纸质材料的防油处理主要分为二种：第一种是在纸张表面上覆上防油塑料(通称淋膜或覆塑)，该种方法只能减少塑料的污染，却不能根治塑料的污染；第二种则是在纸浆中添加或是在纸面上涂抹防油制剂以达到防水防油的功效。这种方法极大保留了纸张生物降解和回收再利用的优势。
[0004]当前防油剂的主流产品是含氟类防油剂，尤其是全氟烷基磷酸酯(盐)和全氟烷基共聚物，这类聚合物之所以有极好的防油性能主要是因为C-F键的存在，C-F键具有很高的键能并且氟原子半径很小，使得-CF3基团具有极低的表面张力，从而全氟烷基化合物具有憎水憎油的优异性质。市面上含氟类防油剂常见的实施方式有多样，可以在纸浆内部添加或者在施胶挤压中添加或者也可以在涂布过程中添加。
[0005]研究表明C8-PFCs(含8个碳的全氟碳化物)由于其毒理学上存在不安全性，具有生物蓄积性和潜在的系统和发育毒性等，因此C8-PFCs正逐步退出市场。以全氟辛基磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)为例，多种含氟化合物的反应原料或者在环境中转化的最终产物均为全氟辛基磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)。从1999年开始，就不断有研究发现，这些物质属于最难分解的有机污染物，不仅在各类热、化学及微生物等作用下不降解，而且可以通过呼吸道吸入和食物摄入等途径进入生物体内，难以被生物体通过代谢排出，使得这些物质将会在环境和生物体内累积并持久存在，从而导致全球的环境中普遍存在了该类污染物，并且影响了生物的血液、肝脏、新生儿发育、免疫系统和激素水平。鉴于它对环境和人体健康带来的极大威胁，世界各国都相继出台了各种政策禁止PFOS和PFOA的使用，各大企业也相继停产了与PFOS和PFOA相关的产品。目前相对安全的短链C6-PFCs(含6个碳的全氟碳化物)正在不断涌现。如专利文献1公开了包括含氟共聚物的防水防油剂，该含氟共聚物通过使含有具有1～6个碳原子的聚氟烷基的(甲基)丙烯酸酯单体共聚而获得，该防水防油剂可以使纸张具有优异的防水防油性。该专利技术还公开了包括该防水防油剂的组合物、由其处理纸张的方法和由其处理的纸张。不足之处是其防水性能较差。但是虽然现在大多数C8系列的含氟防油剂选择了C6类含氟防油剂作为替代，但C6类含氟物质关于许多毒理学节点如慢性、生殖发育毒性等毒理学节点方面的数据仍有所缺失，而且需注意的是针对慢性毒性来说，有数据表明PFHxA(十一氟己酸，C6)与PFOA(全氟辛酸及其盐类，C8及以上)有着相似的毒理学性质，只是其在肝脏中没有蓄积性，因而未观察到损害作用水平(NOEAL)值相对来说
比长链PFCs要高出几个数量级。
[0006]除了含氟类的防油剂，无氟类的防油剂近年来也越来越引起了人们的关注。无氟防油剂从根本上杜绝了含氟防油剂或者覆膜给环境或者生物体带来的危害，更加符合人们对绿色环保的追求。1997年杭州化工研究所开发出食品包装纸专用防油剂HOR，其是一种非含氟类具有核壳结构的共聚物的水性复合乳液。Khaoula Khwaldia等研究提及了作为防油剂使用的天然聚合物有分散乳清蛋白、玉米蛋白、分离大豆蛋白、壳聚糖等。F.Ham-Pichavant对壳聚糖作为防油剂做了细致的研究，其虽然能达到含氟防油剂的防油效果，但是壳聚糖在该浓度下粘度太高，不利于涂抹，造价也过于昂贵，成本是含氟防油剂的3倍，即使通过与其他天然高分子材料进行复配，也还是存在粘度高、价格贵、不便于操作的问题。Hyun J.Park等曾用分离大豆蛋白作为防油剂，分析经处理后的纸的防油和各类机械性能，研究表明在大豆蛋白中加入甘油和聚乙二醇混合物，抗张强度有所下降，伸长率得到提高，且用在快餐三明治中期防油性与聚乙烯的效果差不多。专利文献2公开了一种高性能无氟防油纸及其制备方法与应用，它将聚乙烯醇、增强剂和柠檬酸三乙酯加入到水中，于70～95℃条件下恒温水浴搅拌混合均匀，得到防油剂。专利文献3提供了一种生物聚合物涂布型防油包装纸的制备方法，该专利以壳聚糖、乙酸作为主要原料来制备防油剂。但目前市面上现有的无氟防油剂大多防油性能远远差于含氟防油剂，且使用量极大，例如蜡类的防油制剂，壳聚糖类的无氟防油剂使用浓度下粘度太高，不利于涂抹，造价也过于昂贵。此外，目前含有无氟防油剂的纸制品的光泽度相对难调整，很难满足不同消费者的需求。
[0007]引用列表
[0008]专利文献1：CN102762618A
[0009]专利文献2：CN110528332A
[0010]专利文献3：CN102242533A

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种包括无氟聚合物的防油剂，其是无氟且食品可接触的防油剂，其具有优异的防水防油性能(与含氟材料等同的防油性能)且成本更低。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种用本专利技术的防油剂处理的纸制品。更进一步地，本专利技术的目的在于一种光泽可调的防油纸类制品。
[0014]此外，本专利技术的目的还在于提供一种无氟聚合物作为食品可接触纸质材料的防油组分的用途。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]本专利技术包含如下技术方案：
[0017][1]一种防油剂，其中，所述防油剂包括无氟聚合物，所述无氟聚合物主要通过以下单体共聚而成：
[0018](A)(甲基)丙烯酸；
[0019](B)具有如通式(1)所示的一种或多种丙烯酸酯单体：
[0020]CH2＝CX-C(＝O)-O-Y
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(1)
[0021]通式(1)中，X为氢原子、具有1～10个碳原子的取代或未取代的烃基或除氟原子外的卤素原子，Y为具有1～10个碳原子的取代或未取代的烃基或者具有3～10个碳原子的取代或未取代的环状烃基。
[0022][2]根据[1]所述的防油剂，其中，(B)单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种。
[0023][3]根据[1]或[2]所述的防油剂，其中，所述无氟聚合物的玻璃化转变温度是-30～40℃。
[0024][4]根据[1]～[3]任一项所述的防油剂，其中，所述无氟聚合物的重均分子量在10～70万。
[0025][5]根据[1]～[4]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防油剂，其特征在于，所述防油剂包括无氟聚合物，所述无氟聚合物主要通过以下单体共聚而成：(A)(甲基)丙烯酸；(B)具有如通式(1)所示的一种或多种丙烯酸酯单体：CH2＝CX-C(＝O)-O-Y (1)通式(1)中，X为氢原子、具有1～10个碳原子的取代或未取代的烃基或除氟原子外的卤素原子，Y为具有1～10个碳原子的取代或未取代的烃基或者具有3～10个碳原子的取代或未取代的环状烃基。2.根据权利要求1所述的防油剂，其特征在于，(B)单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的防油剂，其特征在于，所述无氟聚合物的玻璃化转变温度是-30～40℃，进一步地，所述无氟聚合物的重均分子量在10～70万。4.根据权利要求1～3任一项所述的防油剂，其特征在于，所述(A)单体占所述无氟聚合物全部单体总重量为30～60wt％。5.根据权利要求1～4任一项所述的防油剂，其特征在于，所述无氟聚合物的共聚单体还包括(C)单体，所述(C)单体选自乙烯基芳香族单体。6.根据权利要求1～5任一项所述的防油剂，其特征在于，所述防油剂是无氟且食品可接触的防油剂，所述防油剂还包括含水的液态介质和任选添加的表面活性剂、流变剂、分散剂、防腐剂、消光剂和/或pH调节剂中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆威，唐齐，张华，严寒，
申请(专利权)人：四川赛华睿科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：