一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法与应用，所述方法包括以下步骤：先制备胍基化丙烯酸酯单体，再利用其制备胍基改性聚丙烯酸树脂乳液，使其与没食子酸改性的纳米二氧化硅搅拌混合，得到高强度复合抗菌铝箔涂层。本发明专利技术提供的铝箔涂层在具有强抗菌性的同时不会对体系稳定性造成影响，且具有良好的生物安全性，以及优异的力学性能和耐酸性、抗氧化性。抗氧化性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种铝箔涂层，尤其涉及一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]铝箔因其优良的特性，广泛用于食品、饮料、香烟、药品、照相底板、家庭日用品等，通常用作其包装材料；电解电容器材料；建筑、车辆、船舶、房屋等的绝热材料；还可以作为装饰的金银线、壁纸以及各类文具印刷品和轻工产品的装潢商标等。
[0003]但是铝箔性脆，在使用过程中容易折断，并且耐酸性较差，限制了其在食品包装等领域中的应用。另外，为提高铝箔的抗菌性，现有技术往往只是在造纸过程中添加一些防霉剂、抗菌剂，但这些成分失效较快，而且基于食品安全的考虑，该方法显然不能应用于制作食品包装用铝箔。
[0004]利用功能涂层对铝箔进行表面处理是一项突破性的技术创新，专利CN112547459A、CN111925682A、JP1999278553A等均对抗菌性铝箔的开发进行了研究，但大多技术效果较为单一，或者无法应用在食品领域包装用铝箔上。因此，开发新型的高强度、耐酸的复合抗菌铝箔涂层具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法与应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)制备胍基化丙烯酸酯单体
[0009]将2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯和S
‑
乙基异硫脲氢溴酸盐在三乙胺的存在下反应，提纯得到胍基化丙烯酸酯单体；
[0010]2)制备胍基改性聚丙烯酸树脂乳液
[0011]按照以下原料的重量比，采用预乳化法制备胍基改性聚丙烯酸树脂乳液：
[0012][0013]反应结束后，加水调整胍基改性聚丙烯酸树脂乳液的固含量为34
‑
36％；
[0014]3)制备没食子酸改性的纳米二氧化硅
[0015]纳米二氧化硅充分分散在无水乙醇中，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷搅拌反应12
‑
48h；反应后离心，将沉淀加入到没食子酸的乙醇溶液中，充分浸渍，再次离心、清洗，得到没食子酸改性的纳米二氧化硅；
[0016]4)制备铝箔涂层
[0017]以铝箔涂层总重量为100％计，按照以下质量比将各组分混合搅拌，至分散均匀，得到铝箔涂层：
[0018]胍基改性聚丙烯酸树脂乳液
ꢀꢀꢀ
30
‑
60％；
[0019]没食子酸改性的纳米二氧化硅
ꢀꢀ5‑
15％；
[0020]水余量。
[0021]在一项优选的实施方案中，步骤1)中，所述2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯、S
‑
乙基异硫脲、三乙胺的质量比为1:(0.8
‑
2):(0.4
‑
1.3)；
[0022]优选地，所述2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯由2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐调节至碱性脱酸后，再通过有机溶剂萃取获得；
[0023]优选地，调节至碱性的pH为9
‑
11。
[0024]所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、N、N
‑
二甲基甲酰胺、环己烷中的一种或多种。
[0025]在一项优选的实施方案中，步骤1)中，反应条件为，室温下搅拌反应10
‑
48h；
[0026]优选地，步骤1)中，反应溶剂为水和乙腈的混合溶液，二者质量比为1:(5
‑
20)。
[0027]在一项优选的实施方案中，步骤2)中，胍基改性聚丙烯酸树脂乳液的制备方法为：
[0028]a、将丙烯酸、丙烯酸酯类单体、胍基化丙烯酸酯单体和乳化剂、水加入至预乳化釜中，混合均匀，得到预乳化液；
[0029]b、将乳化剂和水加入至反应釜中，作为打底液，升温至60
‑
70℃；
[0030]c、将部分预乳化液和引发剂加入至反应釜中，保温1
‑
3h；
[0031]d、将剩余的预乳化液和引发剂缓慢滴加至反应釜中，控制滴加时间为20
‑
30min，滴加完之后反应3
‑
5h；
[0032]e、反应结束后，降至室温，并加入中和剂调节pH至6
‑
7，过滤出料，得到胍基改性聚丙烯酸树脂乳液；
[0033]优选地，步骤a中乳化剂的添加量占其总质量的50
‑
70％；
[0034]优选地，步骤c中预乳化液的添加量占其总质量的20
‑
40％；
[0035]优选地，步骤c中引发剂的添加量占其总质量的20
‑
40％；
[0036]优选地，所述中和剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
[0037]在一项优选的实施方案中，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。
[0038]在一项优选的实施方案中，所述乳化剂为非离子型乳化剂，优选选自烷基酚聚氧乙烯醚(如OP
‑
10)、山梨醇脂肪酸酯类(如失水山梨醇月桂酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO
‑
3、AEO
‑
7、AEO
‑
9)中的至少一种。
[0039]在一项优选的实施方案中，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
[0040]在一项优选的实施方案中，步骤3)中，纳米二氧化硅、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、没食子酸的质量比为1:(2
‑
8):(20
‑
40)；
[0041]优选地，所述没食子酸的乙醇溶液质量浓度为0.01
‑
0.05g/mL。
[0042]本专利技术还提供一种根据前文所述的制备方法制得的高强度复合抗菌铝箔涂层在铝箔包装材料中的应用。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0044](1)胍基阳离子化合物可以通过静电作用与细菌结合并嵌入到细菌膜中，对细菌膜造成永久性破坏，具有更强的杀菌效果；本专利技术通过将胍基修饰在丙烯酸酯类单体上，在具有强抗菌性的同时不会对体系稳定性造成影响，且具有良好的生物安全性。
[0045](2)利用改性聚丙烯酸树脂乳液和改性二氧化硅形成有机无机复合涂层，纳米二氧化硅一方面能够填充到乳胶粒间，另一方面由于其含有大量的硅醇键,可与树脂分子发生交联作用，增强了膜层致密性，赋予涂层更高的强度以及良好的耐酸性，提高了铝箔的抗撕裂能力，还改善了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备胍基化丙烯酸酯单体将2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯和S
‑
乙基异硫脲氢溴酸盐在三乙胺的存在下反应，提纯得到胍基化丙烯酸酯单体；2)制备胍基改性聚丙烯酸树脂乳液按照以下原料的重量比，采用预乳化法制备胍基改性聚丙烯酸树脂乳液：反应结束后，加水调整胍基改性聚丙烯酸树脂乳液的固含量为34
‑
36％；3)制备没食子酸改性的纳米二氧化硅纳米二氧化硅充分分散在无水乙醇中，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷搅拌反应12
‑
48h；反应后离心，将沉淀加入到没食子酸的乙醇溶液中，充分浸渍，再次离心、清洗，得到没食子酸改性的纳米二氧化硅；4)制备铝箔涂层以铝箔涂层总重量为100％计，按照以下质量比将各组分混合搅拌，至分散均匀，得到铝箔涂层：胍基改性聚丙烯酸树脂乳液
ꢀꢀꢀꢀ
30
‑
60％；没食子酸改性的纳米二氧化硅
ꢀꢀ5‑
15％；水
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
余量。2.根据权利要求1所述的高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯、S
‑
乙基异硫脲、三乙胺的质量比为1:(0.8
‑
2):(0.4
‑
1.3)；优选地，所述2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯由2
‑
氨基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐调节至碱性脱酸后，再通过有机溶剂萃取获得；优选地，调节至碱性的pH为9
‑
11。3.根据权利要求2所述的高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，反应条件为，室温下搅拌反应10
‑
48h；优选地，步骤1)中，反应溶剂为水和乙腈的混合溶液，二者质量比为1:(5
‑
20)。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的高强度复合抗菌铝箔涂层的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双梅，郝宝祥，孙伟祖，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：