【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装材料，涉及阻隔剂，尤其涉及一种涂膜阻隔剂及其应用于高阻隔性纸的制备。
技术介绍
1、目前国内外高阻隔食品包装常用的材料是塑料类以及塑、铝复合类包装材料，此类材料由于用到塑料、铝箔、粘结剂等物质，存在消耗大量不可再生资源、材料层间结合紧密、无法拆解、回收难、可降解性能差等问题，这些材料会长期存留于环境中，严重影响生态平衡，给海洋和陆地环境造成极大的污染，间接或直接威胁着生物和人类的生存。
2、纸张替代部分塑料制品大有可为，纸张以其无所不在、成本低廉、制造简单、易于加工等优点，在能量收集元件、存储、生物医学和包装等领域具有广阔的应用前景。但现有的环保纸基包装材料，由于原纸本身为多孔纤维结构，微观上是含有孔洞的材料，表面粗糙，采用普通处理工艺很难将缺陷密闭，在接触热的水汽或油气很容易渗透，阻隔性能、防潮性能有限，限制其在直接接触食品类包装领域的广泛应用。
3、通过分析纸张和塑料的性能，解析纸张在食品包装应用中存在的问题；探索涂布纸对纸张性能的提升，可明确纸张在食品包装中的发展方向。分析结果得出：通过涂布技术的提升，“以纸代塑”将会在食品包装行业中被广泛使用。因此，赋予可回收制造利用的纸基材料，通过技术创新解决纸基材料低阻隔性问题。通过引入实用的先进前沿技术以及开发可生物降解的纸基复合新材料等创新手段，开发适用代塑产品满足市场需求。
4、未经加工的纸基材料在强度、耐久性、阻隔性等方面都弱于塑料，令其应用范围受到限制。为了扩大纸基材料的应用范围，涂布法和加入功能性材料是当下较实用可行的
5、通过开发新型纸基材料，纸张的阻隔性、抗菌性和机械性都有所提高。纸张的多孔性和纤维网状结构会影响其阻隔性，较弱的耐油性、耐水性严重限制了纸基包装材料的应用范围。业内人士也在改善纸张阻隔性方面提出了新的方法，一是在纸张表面涂布疏水化合物，诸如液体蜡、乳液涂料等；二是在纸张表面涂布壳聚糖；通过探索新涂布技术，大大提升了纸张的阻隔性，为食品保鲜提供了条件，使纸张在食品包装领域有巨大的发展前景。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是公开一种涂膜阻隔剂，并进而制得高阻隔性环保纸基材料。
2、技术方案
3、一种涂膜阻隔剂，由丙烯酸树脂和蜡乳液组成混合体系，还包括不超过混合体系总质量的1％的颜料和交联剂，其中，所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1～3。
4、本专利技术较优公开例中，所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1。
5、本专利技术较优公开例中，所述丙烯酸树脂的固含量不超过56wt％，粘度500～2000mpa·s，ph值7～9。
6、本专利技术较优公开例中，所述交联剂为二异氰酸酯。
7、本专利技术的另外一个目的，在于公开了所述涂膜阻隔剂的应用，即将其均匀涂布于纸基表面，干涂量为5～30g/m2，制得高阻隔性纸。
8、本专利技术较优公开例中，所述纸基为50～70g/m2的牛皮纸，优选在63g/m2牛皮纸上干涂15～25g/m2的涂膜阻隔剂。
9、在本专利技术中，涂布量以干燥重量计，一般为5～30g/m2。当涂布量少于5g/m2时涂布液完全覆盖原纸比较困难，从而无法获得均一的水分阻隔性。另一方面，当超过30g/m2时，涂布时的干燥负荷变大，不利于单层涂布，从操作、成本两方面不选择。
10、本专利技术所用丙烯酸树脂材料，购自上海保立佳化工股份有限公司。
11、纸基材料
12、一般来说，传统造纸的原材料可分为三类:(1)可持续发展的林业；(2)回收纸，再造纸的制作方法包括用水将废纸混合，然后分解成纤维素链。新型再生纸可以由纸浆经脱墨、漂白及其它清洗方法得到；(3)非木材纤维。非木材植物纤维(如芦苇和谷类秸秆)尤其适用于造纸。由于功能纸的迫切需要，目前正研究发现和开发新材料，以替代纸张制造所用的材料。为了获得可降解的性能，开发了具有无毒、可生物降解性能的新材料制造纸张。在这一过程中，一方面，聚合物柔韧性好，加工性能好，成本低，已成为最有前途的功能纸材料之一。聚合物基纸一般采用聚乙烯、聚酯、聚酰胺等静电纺丝或熔融纺丝的方法生产。近年来，尽管聚合物基造纸技术得到了广泛的应用，但由无机材料制成的超长纳米线以及无机材料造纸技术引起了人们的广泛关注。本专利技术中，针叶木和阔叶木浆是生产食品包装原纸理想的原料。
13、蜡乳液
14、过去人们通常采用在纸张表面涂布液体石蜡的方式来提高食品包装纸的疏水性能，但是由于石蜡不耐热的性质，限制了该类食品包装纸的应用。而如果通过在纸张表面进行涂布具有隔氧隔水性能的乳液涂料，则既可以实现食品包装纸抗水和阻隔氧气的作用，同时，也可满足使用时的温度要求，为新型食品包装材料的研制和生产开辟一条新途径。蜡乳液可混合于成膜剂以增强纸张表面的抗机械力。符合fda的多项规定与要求，可使用于食品接触的纸张及木板涂料或包膜的应用。通过试验证明，在加脂剂中复配1％～5％的蜡乳液，可提高加脂剂的填充性能和纤维中的渗透性能，增加其防水性能。
15、丙烯酸树脂
16、丙烯酸乳液，是由丙烯酸酯和其他功能性单体共聚制成的，因其原料来源广泛，粘接性能好，耐候性、耐水性和光泽度好，而应用非常广泛。热封性能是塑料包装中的常规指标，具备热封性能的涂布乳液，能够使原本不具备热封口功能的薄膜基材，在涂布后，实现包装袋口的封合。通过采用合理的单体聚合，再加入乙烯丙烯酸共聚物(eaa),制备出新型丙烯酸涂布乳液，克服了目前包装热敏性食品时，因封口机温度过高而引起食品软化、变形，甚至损失口感等问题，另外，研究了随着eaa含量的增加，丙烯酸乳液涂布后的低温热封性能的变化。对丙烯酸乳液的进一步开发和利用起了指导作用，埴补了在丙烯酸涂布溶液研究方面的技术空白，成膜性好，透明度高，乳液粒径小，具有较高的光泽度，与其他水性乳液具有较好的相容性。
17、纸页涂布的目的是在由纤维形成的凹凸不平和有较大孔隙的普通纸的表面上，覆盖一层由细微粒子组成的对纤维有良好吸收性的涂料，以便得到具有良好的均匀性和平滑度的纸面。通过涂布还可以提高纸张的光泽度，改善纸张的稳定性和不透明度，这些特性均随着涂布量的增加而增加。
18、有益效果
19、本专利技术改善纸基材料阻隔性，没有生物毒性。以丙烯酸树脂材料，多相体系稳定的蜡乳液作为环保基层，涂布于牛皮纸上，纸张涂布乳液形成的网络结构能够阻隔纸张内外水蒸气和空气的交流，获得高阻隔性的纸基材料。
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1.一种涂膜阻隔剂，由丙烯酸树脂和蜡乳液组成混合体系，还包括不超过混合体系总质量的1％的颜料和交联剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1～3。
2.根据权利要求1所述的涂膜阻隔剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1。
3.根据权利要求1所述的涂膜阻隔剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂的固含量不超过56wt％，粘度500～2000mPa·S，pH值7～9。
4.根据权利要求1所述的涂膜阻隔剂，其特征在于：所述交联剂为二异氰酸酯。
5.一种如权利要求1-4任一所述涂膜阻隔剂的应用，其特征在于：将其均匀涂布于纸基表面，干涂量为5～30g/m2。
6.根据权利要求5所述的涂膜阻隔剂的应用，其特征在于：所述纸基为50～70g/m2的牛皮纸。
7.根据权利要求5所述的涂膜阻隔剂的应用，其特征在于：在63g/m2牛皮纸上干涂15～25g/m2的涂膜阻隔剂。
【技术特征摘要】
1.一种涂膜阻隔剂，由丙烯酸树脂和蜡乳液组成混合体系，还包括不超过混合体系总质量的1％的颜料和交联剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1～3。
2.根据权利要求1所述的涂膜阻隔剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂与蜡乳液的质量比为1～10:1。
3.根据权利要求1所述的涂膜阻隔剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂的固含量不超过56wt％，粘度500～2000mpa·s，ph值7～9。
【专利技术属性】
技术研发人员：卞佳怡，张莹莹，杨业高，
申请(专利权)人：佛山南海力豪包装有限公司，
类型：发明
国别省市：
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