[发明专利]一种涂布用低温热封型丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂布用低温热封型丙烯酸乳液及其制备方法，该乳液用于涂布制得的涂布薄膜可广泛用于巧克力、口香糖等包装，属于新型环保高分子领域。

背景技术

糖果作为食品工业中重要的产品之一，早已深受广大甜食爱好者与少年儿童的欢迎和喜爱。据不完全统计，2010年全球糖果与巧克力制品的产量趋近于2000万吨，如此巨大的糖果市场也同样推动着糖果包装行业的飞速发展。目前市场的糖果包装材料主要是镀铝复合膜以及涂布薄膜，其热封合性能主要是依靠复合PE或CPP类热封材料(起封温度＞110℃)，可满足非热敏性糖果加工商的要求，然而对于热敏性糖果却不适用。巧克力、口香糖等糖果，遇高温(≥85℃)容易融化、变形等，为避免产品受到破坏，包装材料的封口温度不能太高(小于85℃)，而常规的复合封口条件(热封强度高于1.8N/15mm)的热封性涂料的封合温度达不到要求(冷封胶常温下可以封合，但价格昂贵，且对设备要求很高；PVDC的起封封合温度为110℃；常规丙烯酸乳液的起封封合温度为100℃)，这就需要开发一种起封温度低(＜85℃)时可达到热封合要求的丙烯酸涂料以满足客户的要求。低温热封丙烯酸乳液具有优秀的保香性能，较高的光泽度，而且其成本小，对涂布设备要求低，这可大大拓展它的应用。

发明内容

高聚物热封是热和力共同作用的结果，一方面在熔融状态下的高聚物表面，高分子链段相互扩散、渗透，相互缠绕，达到封口密闭；另一方面，在熔融粘流状态的高聚物分子在压力作用下变形，相互接近，分子间产生足够的范德华力，使热封表面相互密闭。而市场上普通的丙烯酸由于其粘连温度高(100℃)，导致热封合时的起封温度高，且热封强度小(＜1.0N/15mm)，而本发明的创新点在于两点：一是使用反应型乳化剂及其他乳化剂一起乳化单体，不仅可增强乳化效果，且反应型乳化剂在聚合过程中以共价键的方式与高分子结合，使得聚合物存放、使用时不会发生迁移、解吸，可进一步增强乳液的稳定性及其涂层的性能。二是制得的丙烯酸乳液中添加入粘连温度低的EAA高聚物，该高聚物具有良好的低温热封效果(其粘连温度为80-90℃)，且EAA与丙烯酸酯分子链之间在一定温度下(80℃)，一定压力下(＞0.1MPa)可有效结合，使得热封强度增大(＞1.8N/15mm)。

针对现有市场上丙烯酸存在的起封温度高的问题，本发明的目的在于提供一种涂布用的低温热封丙烯酸乳液，用该乳液涂布在双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)上，可制得供低温热封用的涂布膜，起封温度可降低至80℃，热封强度为1.8-2.2N/15mm(热封条件为：80℃，0.14MPa，0.75s)。可用于一些包装时温度要求控制在85℃以下的糖果类产品的快速包装。

本发明提供的低温热封丙烯酸乳液由改性丙烯酸乳液85-95％(以下均为质量比)与乙烯-丙烯酸共聚乳液(以下简称EAA乳液)5-15％共混制得，其固含量为17.6-25％；所述改性丙烯酸乳液由含有下列质量比的原料配制而成：甲基丙烯酸酯11～18％，丙烯酸酯3～6％，丙烯酸0.1～1％，乳化剂0.01～0.2％，电解质0.01～0.1％，引发剂0.4～0.6％，中和剂1～4％，去离子水72～80％，杀菌剂0.05～0.3％。所述改性丙烯酸乳液的固含量为17.2-25.1％；所述的EAA乳液，其固含为25％；所述的甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯的一种或任意组合；所述的丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯的一种或任意组合；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵的一种或任意组合；所述的乳化剂为反应乳化剂与其他阴离子乳化剂共混物，其中共混比例为1∶0.1～1∶0.5，所述的反应乳化剂为烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、丙烯酰胺基磺酸盐的任意一种，所述的其他阴离子乳化剂为醇醚磺基琥珀酸单酯二纳盐中的任意一种；所述的电解质为碳酸氢钠；所述的中和剂为氨水；所述的杀菌剂为1，2-苯并异噻唑-3-酮。

相应的，本发明还提供一种上述涂布用低温热封型丙烯酸乳液的制备方法，该方法为：

(1)将11～18％的甲基丙烯酸酯、3～6％的丙烯酸酯、0.1～1％的丙烯酸混合搅拌0.5小时，搅拌速度控制80-150转/分钟，得到共混单体；

(2)称取72～80％的去离子水，将0.1％～0.4％的引发剂用去离子水总量的15～30％溶解配成溶液A；