【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阻隔层组合物领域，具体涉及一种阻隔层组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、食品、药品易受环境的空气、湿气、油脂、粉尘等影响，通过储存、包装可以延缓食品、药品的变质或损坏。因此，要求对于食品、药品的包材需要具有高阻隔性能，以减少或防止水分、油脂、水蒸气、氧气等物质渗透包装物内部。
2、多用塑料作为该类包材的主要原料，如聚乙烯、聚丙烯等，这种包材具有良好的阻隔气体渗透、防油、防水等功能。但是，这些塑料多为自然降解极其缓慢，甚至自热不可降解的材料，也难以回收利用，导致废弃的包材造成环境污染。为了降低环境压力，可通过在原纸上制备具有阻隔功能的阻隔层，形成具有阻隔功能的复材，以满足食品、药品等包装的需求。但是，因原纸是植物纤维，具有多羟基、可形成毛细管作用、孔隙率高等特点，现有的阻隔层的涂料制得的涂层阻隔氧气和水蒸气等阻隔效果较差。
技术实现思路
1、针对上述现有技术涉及的阻隔层的涂料制得的涂层阻隔氧气和水蒸气等效果较差等问题，本专利技术将提供一种阻隔层组合物及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，具体包括以下技术方案：
3、一种阻隔层组合物，包括如下质量百分含量的组分：
4、树脂30-60％，纳米微晶纤维素5-15％，蒙脱土1-5％，离子液体0.05-1.5％，硅烷偶联剂1-5％，余量溶剂。
5、本专利技术阻隔层组合物中通过纳米微晶纤维素和蒙脱土，协同延长液体、气体分子的扩散路径，提高阻隔层组合物阻隔水及气体的
6、优选地，所述树脂包括聚乙烯醇(pva)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、聚丙撑碳酸酯、聚已内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种。
7、优选地，所述树脂为聚乙烯醇和甲基丙烯酸甲酯，所述聚乙烯醇和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的质量比为(1.5-7):1。
8、树脂不仅具有良好的成膜性，也具有良好的阻隔气体、水蒸气、油脂等功能，特别是使用上述种类的树脂时，能够进一步使得阻隔层组合物具有良好的氧气、水蒸气阻隔效果。
9、优选地，所述纳米微晶纤维素与树脂的质量比(2-8):1。
10、纳米微晶纤维素与树脂通过氢键结合，提高结晶度，降低该组合物制得的涂层的亲水性，提高该组合物制得的涂层阻隔水蒸气及氧气的阻隔性。
11、优选地，所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑辛磺酸盐、1-甲基咪唑四氟硼酸盐、n-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的至少一种。
12、离子液体能够对纳米微晶纤维素、蒙脱土进行活化、疏水改性，提高纳米微晶纤维素、蒙脱土与树脂的复配效果，进而提高该阻隔层组合物制得的涂层的阻隔氧气和水蒸气的能力。
13、优选地，所述硅烷偶联剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
14、硅烷偶联剂具有两亲性，可以促进经过离子液体活化后的纳米微晶纤维素、蒙脱土与树脂的结合，提高组分之间的复配效果，进而提高该阻隔层组合物制得的涂层的阻隔氧气和水蒸气的能力。
15、优选地，所述蒙脱土为层状结构，所述蒙脱土的平均尺寸为10-500nm。
16、优选地，所述蒙脱土与纳米微晶纤维素的质量比为(1.5-11.5)：1。
17、进一步优选地，所述蒙脱土与纳米微晶纤维素的质量比为(3-5)：1。
18、蒙脱土为层状结构，当液体和气体分子进入时，层状的二维结构能够延长分子扩散的路径，进而提高该阻隔层组合物制得的涂层的阻隔液体和气体的能力；此外，纳米尺寸的蒙脱土的粒度更小，提高涂层的致密度的程度更大，可以进一步提高该阻隔层组合物制得的涂层的阻隔氧气和水蒸气的能力。
19、优选地，所述溶剂包括水、醇类溶剂中的至少一种。
20、优选地，当溶剂为水和醇类溶剂时，水的质量百分含量为10-50wt.％，醇类溶剂的质量百分含量为5-10％。
21、优选地，所述醇类溶剂包括乙醇、甲醇、丙三醇中的至少一种。
22、当树脂为聚乙烯醇时，溶剂可以选择水，该树脂可以溶解于热水中，如此，可以降低整体阻隔层组合物有机溶剂的含量，更加环保；当树脂为非水溶性时，可以选择使用醇类溶剂进行溶解、分散。
23、本专利技术还提供一种所述阻隔层组合物的制备方法，包括如下步骤：
24、(1)将纳米微晶纤维素、蒙脱土、离子液体和部分溶剂混合，进行反应，得到第一混合物；
25、(2)将树脂、硅烷偶联剂和剩余部分溶剂混合均匀，得到第二混合物；
26、(3)将所述第二混合物和所述第一混合物混合，均质，得到所述阻隔层组合物。
27、优选地，步骤(1)所述反应的温度为50-90℃，所述反应的时间为1-6h。
28、优选地，步骤(2)所述混合的温度为35-90℃，所述均质的搅拌速率为500-1500rpm。
29、优选地，步骤(3)所述混合的温度为35-80℃。
30、在混合时适当提高温度，可以促进组合之间相互混合的效果。
31、本专利技术还提供一种所述阻隔层组合物在食品、药品包装用纸中的应用，可直接使用常规的涂布方式将所述阻隔层组合物涂布在食品、药品包装用纸上，经过干燥固化，即可在食品、药品包装用纸上形成阻隔层，该阻隔层具有优良的阻隔氧气和水蒸气的性能，同时还具有常规的防油、防水的性能，且环保，满足食品、药品包装用纸的应用需求。
32、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的阻隔层组合中的纳米微晶纤维素、蒙脱土、离子液体、硅烷偶联剂能够相互配合，协同提高阻隔层阻隔氧气和水蒸气的性能。
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1.一种阻隔层组合物，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：
2.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述树脂包括聚乙烯醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、聚丙撑碳酸酯、聚已内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种。
3.如权利要求2所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述树脂为聚乙烯醇和甲基丙烯酸甲酯，所述聚乙烯醇和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的质量比为(1.5-7):1。
4.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑辛磺酸盐、1-甲基咪唑四氟硼酸盐、N-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐中的至少一种。
5.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述蒙脱土与纳米微晶纤维素的质
7.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述溶剂包括水和醇类溶剂。
8.一种权利要求1～7任意一项所述的阻隔层组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.如权利要求8所述的阻隔层组合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为50-90℃，所述反应的时间为1-6h。
10.一种权利要求1～7任意一项所述的阻隔层组合物在食品、药品包装用纸中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种阻隔层组合物，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：
2.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述树脂包括聚乙烯醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、聚丙撑碳酸酯、聚已内酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的至少一种。
3.如权利要求2所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述树脂为聚乙烯醇和甲基丙烯酸甲酯，所述聚乙烯醇和聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯的质量比为(1.5-7):1。
4.如权利要求1所述的阻隔层组合物，其特征在于，所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑辛磺酸盐、1-甲基咪唑四氟硼酸盐、n-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈超，廖国富，高佳，李美灿，康明，
申请(专利权)人：广东冠豪新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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