一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及膜材料技术领域，公开了一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，该水溶性无塑包装纸复合膜是通过使用京尼平未交联剂，甘油为增塑剂，明胶和壳聚糖为膜材料基材，氧化石墨烯抗菌改性剂为添加剂，通过交联和流延成膜制得，通过在氧化石墨烯表面接枝抗菌改性剂和含氟基团，不仅能够提高复合膜的机械强度，另还能能通过氧化石墨烯的物理阻隔作用和含氟基团的化学疏水效果，改善复合膜的防水性能，此外，乳酸链球菌素作为天然抗菌剂，不含毒性，还能有效赋予复合膜优异的抗菌效果。还能有效赋予复合膜优异的抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及膜材料
，具体涉及一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法。

技术介绍

[0002]包装纸是指用于包装目的的一类纸的统称，目前市场上使用的包装纸主要有牛皮纸、鸡皮纸、羊皮纸等。根据不同商品的特点，包装纸应具有相应的特殊功能，其中，电子产品和灯具外壳包装纸为了防止水分渗入导致产品发生损坏，应具有防水的效果，目前，常使用淋膜或者覆膜的方式，在包装纸内部形成疏水表面，达到防水的效果，但是，常规的聚乙烯、聚丙烯等石油基膜材料不可降解，易迁移，存在一定的环境问题和安全问题，而且这些膜材料本身不具有抗菌性能，如果在长期存放过程中发生细菌侵蚀，容易影响膜材料的使用寿命，而且随着限塑令的颁布，寻找一种安全、环保的代替材料具有重要意义。
[0003]申请号为CN201710617390.0的中国专利技术专利公开了一种香蕉纤维素薄膜的制备方法及其应用，该专利使用离子液体1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐溶解碱化香蕉纤维素，再通过涂膜器刮制成膜，使制备的薄膜具有良好的机械性能和生物可降解性能，但是离子液体本身具有一定的毒性，而且该种方法制备的薄膜防水效果较差，也不具备抗菌效果，无法满足大多数包装纸的要求。
[0004]基于此，本专利技术提供了一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，通过采用天然高分子材料作为膜材料基体，并添加石墨烯抗菌改性剂，提高膜材料的防水、抗菌等综合性能，有利于其在包装纸领域的进一步应用。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于提供一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，解决了常规包装纸用塑料基膜材料，容易造成环境污染问题，同时解决了包装纸膜材料防水效果差，且不具有抗菌性能的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：将明胶与纯水混合，于50
‑
55℃的温度条件下搅拌至完全溶解，获得明胶溶液；
[0009]步骤二：将壳聚糖加入冰醋酸溶液中，于45
‑
50℃的温度条件下搅拌至完全溶解，加入京尼平混匀，获得壳聚糖溶液；
[0010]步骤三：在搅拌条件下，将明胶溶液与壳聚糖溶液混合，加入甘油，于50
‑
55℃的温度条件下搅拌均匀，获得复合膜液；
[0011]步骤四：向复合膜液中加入氧化石墨烯抗菌改性剂，超声振荡20
‑
30min后，将获得的复合膜分散液铺展在干燥洁净的有机玻璃板表面，自然干燥成膜后，脱膜，获得水溶性无塑包装纸复合膜。
[0012]所述氧化石墨烯抗菌改性剂是表面接枝有含氟基团和季铵盐抗菌剂的氧化石墨烯。
[0013]进一步地，步骤一中，所述明胶溶液的质量分数为4
‑
10％。
[0014]进一步地，步骤二中，所述冰醋酸溶液的体积分数为1
‑
2％；所述壳聚糖溶液的质量分数为2
‑
5％；所述壳聚糖与京尼平的质量比为10:0.05
‑
0.15。
[0015]进一步地，步骤三中，所述明胶溶液、壳聚糖溶液和甘油的体积比为1.5
‑
2:10:0.5
‑
1。
[0016]进一步地，步骤四中，所述复合膜液和氧化石墨烯抗菌改性剂的液固比为200
‑
300:0.05
‑
0.1。
[0017]进一步地，步骤四中，所述氧化石墨烯抗菌改性剂的制备方法包括以下步骤：
[0018]第一步：将氧化石墨烯分散在甲苯中，加入4,4
’‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐和催化剂，搅匀，通氮气保护，室温搅拌4
‑
8h后，离心分离出固体物料，洗涤，真空干燥，获得氧化石墨烯中间体；
[0019]第二步：将氧化石墨烯中间体置于四氢呋喃中，超声20
‑
40min，加入乳酸链球菌素搅匀，室温搅拌12
‑
18h，出料，洗涤，真空干燥，获得氧化石墨烯抗菌改性剂。
[0020]进一步地，第一步中，所述催化剂为对甲苯磺酸。
[0021]进一步地，第二步中，所述氧化石墨烯和乳酸链球菌素的质量比为1:2
‑
5.5。
[0022]通过上述技术方案，氧化石墨烯结构中的羟基可以在对甲苯磺酸的作用下与4,4
’‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐结构一端的马来酸酐基团发生酯化缩合，获得修饰有含氟链段和马来酸酐基团的氧化石墨烯中间体，其表面修饰的马来酸酐基团可以在常温下与乳酸链球菌素结构中的氨基发生缩合反应，从而将天然抗菌剂乳酸链球菌素接枝在氧化石墨烯表面，获得表面含有含氟链段和乳酸链球菌素天然抗菌剂的氧化石墨烯抗菌改性剂。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术在明胶与壳聚糖的交联过程中氧化石墨烯抗菌改性剂，由于氧化石墨烯经表面改性后，可以克服片层之间的范德华作用力，实现均匀分散的效果，进而改善其在复合膜液中的分散性，使其最终能够均匀分散在复合膜中，避免了因氧化石墨烯团聚导致对复合膜产生负面作用的问题。
[0025]本专利技术制备的氧化石墨烯抗菌改性剂结构中含有含氟链段和乳酸链球菌素天然抗菌剂，由于氧化石墨烯具有独特的片层结构和超高的强度，一方面能够提高复合膜的机械强度，另一方面也能通过物理阻隔作用，改善复合膜的防水效果，而氧化石墨烯抗菌改性剂结构中的含氟链段表面能低，可产生化学疏水效果，因此可实现物理阻隔和化学疏水协同作用，进一步改善复合膜的防水性能。此外，乳酸链球菌素作为天然抗菌剂，无毒，还能有效赋予复合膜优异的抗菌效果。
[0026]本专利技术采用的明胶和壳聚糖均为天然高分子材料，因此复合膜中不含塑料成分，且具有良好的生物可降解性能，不会产生环境污染问题。此外，明胶为蛋白质大分子，分子链上含有大量的亲水基团，可使复合膜表现出良好的水溶性。
[0027]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法的制备方法包括以下步骤：
[0031]步骤一：将10g明胶与纯水混合，于50℃的温度条件下搅拌至完全溶解，配置成质量分数为4％的明胶溶液；
[0032]步骤二：将10g壳聚糖加入体积分数为1％的冰醋酸溶液中，于45℃的温度条件下搅拌至完全溶解，加入0.05g京尼平混匀，配置成质量分数为2％的壳聚糖溶液；
[0033]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将明胶与纯水混合，于50
‑
55℃的温度条件下搅拌至完全溶解，获得明胶溶液；步骤二：将壳聚糖加入冰醋酸溶液中，于45
‑
50℃的温度条件下搅拌至完全溶解，加入京尼平混匀，获得壳聚糖溶液；步骤三：在搅拌条件下，将明胶溶液与壳聚糖溶液混合，加入甘油，于50
‑
55℃的温度条件下搅拌均匀，获得复合膜液；步骤四：向复合膜液中加入氧化石墨烯抗菌改性剂，超声振荡20
‑
30min后，将获得的复合膜分散液铺展在干燥洁净的有机玻璃板表面，自然干燥成膜后，脱膜，获得水溶性无塑包装纸复合膜；所述氧化石墨烯抗菌改性剂是表面接枝有含氟基团和季铵盐抗菌剂的氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述明胶溶液的质量分数为4
‑
10％。3.根据权利要求1所述的一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述冰醋酸溶液的体积分数为1
‑
2％；所述壳聚糖溶液的质量分数为2
‑
5％；所述壳聚糖与京尼平的质量比为10:0.05
‑
0.15。4.根据权利要求1所述的一种水溶性无塑包装纸复合膜的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志贤，
申请(专利权)人：厦门市笑纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：