一种无塑涂布环保包装材料制造技术

本发明专利技术公开了一种无塑涂布环保包装材料，属于包装材料技术领域，包括改性原纸和涂布于改性原纸上的环保涂层。本发明专利技术的改性原纸以化学接枝有改性剂分子链的植物纤维为原料，植物纤维在经改性剂处理过程中，未使用到有毒的有机溶剂及原料，且植物纤维本身天然环保，获得的包装纸符合环保要求；此外，植物纤维表面的改性剂链团上含有卤胺功能基团，卤胺功能基团不仅具有较强的抗菌特性，而且对人体和环境无害，且与纤维是通过化学接枝作用结合在一起，不易脱落和迁移，因此，赋予改性原纸持久的抗菌性能；改性原纸中氨基与涂层中羧基具有较高的结合性能，增大涂层的附着力，使涂层更好的发挥防油防水效果，并增强原纸的力学性能。并增强原纸的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种无塑涂布环保包装材料


[0001]本专利技术属于包装材料
，具体地，涉及一种无塑涂布环保包装材料。

技术介绍

[0002]纸基包装材料具有来源广泛、成本低、易加工、绿色环保等优点，非常适合用于食品的包装材料。因纸张主要由纤维素组成，故直接用于含油食品包装时，抗油脂性能较差，阻隔性能较差，在潮湿的环境下，容易发霉变质。为了提高纸基包装材料的防油阻隔性能，在纸基表面往往进行真空镀铝、覆膜或涂布含氟等聚合物，来提高抗油脂性能和阻隔性能，但上述方法所制备的纸塑复合材料，环保性差，无法回收利用，在很多国家，已明确禁止该类材料使用。因此，利用天然有机物水溶液对纸基表面进行涂布，来取代纸塑材料是非常有前景的一种食品包装纸制备方法。
[0003]利用壳聚糖能较好提高抗油脂性能和抗菌性能，但壳聚糖的分子量较小，分子量在20～60万之间，直接使用时，力学性能和传统的纸塑材料差距较大，极大的限制了使用范围；同时壳聚糖由于分子量小，阻隔性能与传统的纸塑材料相差较大，水蒸气和氧气阻隔性能一般，降低了食品保质期；此外，天然有机物水溶液与纸质基体的结合作用不够强，有效成分易脱落，不仅影响涂层各项性能的发挥，而且不会对纸基包装材料的力学性能产生正向影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种无塑涂布环保包装材料。
[0005]本专利技术提供的包装材料包括改性原纸和涂布于改性原纸表面的环保涂层，改性原纸以化学接枝有改性剂分子链的植物纤维为原料，植物纤维在经改性剂处理过程中，未使用到有毒的有机溶剂及原料，且植物纤维本身天然环保，因此以该化学接枝的植物纤维为原料抄造成的改性原纸，符合环保要求；此外，植物纤维表面的改性剂链团上含有卤胺功能基团，卤胺功能基团不仅具有较强的抗菌特性，而且对人体和环境无害，且与纤维是通过化学接枝作用结合在一起，不易脱落和迁移，因此，赋予改性原纸持久的抗菌性能；需要进一步说明的是，原纸纤维表面通过化学接枝还含有
‑
NH2，其与涂层中的
‑
COOH基团具有较高的结合性能，使涂层能够通过化学键合与原纸结合，增大涂层的附着力，使涂层更好的发挥防油防水效果，并增强原纸的力学性能。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种无塑涂布环保包装材料，包括改性原纸和涂布于改性原纸上的环保涂层；
[0008]改性原纸的具体制备过程如下：
[0009]S1、将N
‑
异丙基丙烯酰胺和氢氧化钠加入到三口烧瓶中，再加入无水乙醇，升温搅拌至固体完全溶解，减压蒸馏(去除乙醇)，60℃真空干燥12h，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐；N
‑
异丙基丙烯酰胺、NaOH和无水乙醇的用量之比为11.3g:4.0g:100mL；
[0010]S2、将2
‑
氯乙胺盐酸盐、Na2CO3和无水乙醇加入三口烧瓶中，升高温度至40℃搅拌
1h，然后加入N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐，升温至65℃反应16h，过滤(脱去反应形成的盐)，取滤液进行减压蒸馏(脱去乙醇)，将获得的产物在60℃真空干燥12h，获得中间体；2
‑
氯乙胺盐酸盐、Na2CO3、无水乙醇、N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐的用量之比为11.5g:10.6g:150mL:13.6g；
[0011]在碱性条件下，2
‑
氯乙胺分子上的
‑
Cl与N
‑
异丙基丙烯酰胺分子上的
‑
NH
‑
发生化学反应，获得中间体，形成的中间体分子上含有
‑
C＝C以及端
‑
NH2，为后续反应奠定反应位点，反应过程所示：
[0012][0013]S3、将精氨酸、N
‑
羟基琥珀酰亚胺(胺基保护剂)和碳二亚胺盐酸盐(EDC
·
HCl，羧基活化剂)加入到蒸馏水中，搅拌至完全溶解后，升温至50℃反应20min(充分的活化羧基和保护氨基)，然后加入中间体继续反应24h，在反应结束后，减压蒸馏(除去水)，然后往产物中加入乙醇，不断搅拌洗涤，过滤、收集固体，在80℃下干燥12h，获得改性剂；精氨酸、N
‑
羟基琥珀酰亚胺、碳二亚胺盐酸盐、蒸馏水、中间体和乙醇的用量之比为8.7g:11.6g:9.6g:150mL:7.8g:200mL；
[0014]中间体分子上的
‑
NH2与精氨酸分子上的
‑
COOH发生化学反应，生成改性剂，该改性剂分子链上含有
‑
C＝C以及
‑
NH2，具体反应过程如下所示：
[0015][0016]S4、将植物纤维浸入无水乙醇中，升温至40℃搅拌处理30min，抽滤、并用去离子水洗涤3次，充分干燥，然后向干燥的植物纤维中加入DMF和BPO，常温搅拌30min，再缓慢滴加改性剂的DMF溶解液(质量分数为20％)，并升温至80℃反应4h，抽滤，固体产物经丙酮、去离子水依次分别洗涤3次，充分干燥，获得原纸纤维；植物纤维、DMF、BPO和改性剂的用量之比为10g:80mL:2.5g:25g；
[0017]植物纤维经过乙醇处理后，表面暴露出更多的裸露
‑
OH，在BPO的作用下，其表面的
‑
OH与改性剂分子发生化学接枝反应，从而在原纸纤维上接枝有改性剂分子链，具体反应过程如下所示：
[0018][0019]S5、将原纸纤维浸入质量分数为6％的NaClO水溶液中，调节pH至7，搅拌处理2h，抽滤，用去离子水反复洗涤，烘干，获得造纸纤维，将造纸纤维经过散浆制成纸浆，经过上网成型、压榨脱水后得到改性原纸；
[0020]采用次氯酸钠溶液对纤维表面接枝的
‑
NH
‑
基团进行氯化，形成卤胺，获得改性原纸。
[0021]获得的改性原纸以化学接枝有改性剂分子链的植物纤维为原料，植物纤维在经改性剂处理过程中，未使用到有毒的有机溶剂及原料，且植物纤维本身天然环保，因此以该化学接枝的植物纤维为原料抄造成的改性原纸，符合环保要求；此外，植物纤维表面的改性剂链团上含有卤胺功能基团，卤胺功能基团不仅具有较强的抗菌特性，而且对人体和环境无害，且与纤维是通过化学接枝作用结合在一起，不易脱落和迁移，因此，赋予改性原纸持久的抗菌性能；需要进一步说明的是，原纸纤维表面通过化学接枝还含有
‑
NH2，其与涂层中的
‑
COOH基团具有较高的结合性能(比
‑
OH与
‑
COOH之间的作用更强)，使涂层能够通过化学键合与原纸结合，增大涂层的附着力，使涂层更好的发挥防油防水效果。
[0022]进一步地，改性原纸表面的环保涂层包括第一涂布液形成的第一涂层以及第二涂布液形成的第二涂层，包装纸的具体制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无塑涂布环保包装材料，其特征在于，包括改性原纸和涂布于改性原纸上的环保涂层；其中，所述改性原纸的具体制备过程如下：S1、将2
‑
氯乙胺盐酸盐、Na2CO3和无水乙醇加入三口烧瓶中，升高温度至40℃搅拌1h，然后加入N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐，升温至65℃反应16h，过滤，取滤液进行减压蒸馏，将产物在60℃真空干燥12h，获得中间体；S2、将精氨酸、N
‑
羟基琥珀酰亚胺和碳二亚胺盐酸盐加入到蒸馏水中，搅拌至完全溶解后，升温至50℃反应20min，然后加入中间体继续反应24h，在反应结束后，减压蒸馏，然后往产物中加入乙醇，不断搅拌洗涤，过滤、收集固体，在80℃下干燥12h，获得改性剂；S3、将植物纤维浸入无水乙醇中，升温至40℃搅拌处理30min，抽滤、并用去离子水洗涤3次，充分干燥，然后向干燥的植物纤维中加入DMF和BPO，常温搅拌30min，再缓慢滴加改性剂的DMF溶解液，并升温至80℃反应4h，抽滤，固体产物经丙酮、去离子水依次分别洗涤3次，充分干燥，获得原纸纤维；S4、将原纸纤维浸入质量分数为6％的NaClO水溶液中，调节pH至7，搅拌处理2h，抽滤，用去离子水反复洗涤，烘干，获得造纸纤维，将造纸纤维经过散浆制成纸浆，经过上网成型、压榨脱水后得到改性原纸。2.根据权利要求1所述的一种无塑涂布环保包装材料，其特征在于，步骤S1中N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐的具体制备过程如下：将N
‑
异丙基丙烯酰胺和氢氧化钠加入到三口烧瓶中，再加入无水乙醇，升温搅拌至固体完全溶解，减压蒸馏(去除乙醇)，60℃真空干燥12h，得到N
‑
异丙基丙烯酰胺的钠盐；N
‑
异丙基丙烯酰胺、NaOH和无水乙醇的用量之比为11.3g:4.0g:100mL。3.根据权利要求1所述的一种无塑涂布环保包装材料，其特征在于，步骤S1中2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：于贤保，赵国宇，许瑞明，
申请(专利权)人：安徽紫江喷铝环保材料有限公司，
类型：发明
国别省市：