[发明专利]一种纳米水性有机覆膜乳液的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米水性有机覆膜乳液的生产技术，特别是涉及纳米级有机乳液材料，可用于与食品皮肤接触的纸质或纺布包装，减少水性液体的渗漏并增强包装抗拉扯等物理强度，经过覆膜的纸质品可作为塑料袋等难分解包装材料的理想替代产品，减少后续回收利用的难度及减少对环境的污染，且由于其优良性能，在食品包装纸（防潮卫生）、纺织品（纱线）、涂料、玻璃纤维、陶瓷以及皮革加工领域有广泛应用，属于化工技术领域。

背景技术

目前国内主流纸类食品包装技术是在纸张内侧覆膜上塑料薄膜，纸张主要提供增强结构强度和装饰性的功能，而其内覆的塑料薄膜难以进行回收处理不适宜大规模使用。而以高密度聚乙烯均聚物为内相的乳液应用于食品包装纸张的涂层覆膜，具有耐高温、膜层致密、防水防潮、耐高温、安全卫生等优点，涂层覆膜后对包装整体结构强度有较大提升，易于处理且对环境友好、对人体无害等特点，可大规模用于食品包装纸涂层以取代目前市场上常见的塑料及其他聚乙烯类覆膜包装纸，由于其优异的性能也可作为纺织、纤维、陶瓷及皮革类制品的表面修饰，且本产品生产过程完全密封且无任何有害物质产出，对环境没有影响。

纳米水性有机覆膜乳液具有用途广阔、环保节能、经济、安全等特点，在欧美等发达国家和地区已投入大规模使用。但由于原材料和生产技术制约，国内大部分乳液产品依赖进口。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种能用于食品包装纸的纳米水性覆膜乳液的制备工艺，采用该生产工艺可以得到一种能在包装纸表面形成安全卫生、防潮防渗的覆膜涂层，后续容易处理和能实现包装纸的回收利用且安全环保，替代PE或PET覆膜（不利于回收）包装纸，通过本发明制备的水性覆膜乳液，在一定温度下经过喷涂、热压和干燥后在纸张表面形成一层防潮防渗、安全卫生、优异的抗刮伤、抗磨耐磨等覆膜涂层，利于食品包装材料的循环回收利用和后续无害化处理。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种纳米水性有机覆膜乳液的制备工艺，包括以下步骤：

⑴配制上料：将小分子高密度聚乙烯均聚物、乳化剂、助乳化剂、PH调节剂及去离子水按照质比例（150-300）:（18-36）:（6-12）:（20-35）:（350-800）的质量配比，称重后装入密封蒸汽加热反应釜内。

⑵加热保温：插入热电偶并接通电源，调整涡轮式搅拌器转速至110-180r/min，缓慢升温至120℃时，停止加热，使余热继续加热至140℃后增加转速至300r-450/min，继续保温2-4小时；

⑶冷却出炉：保温期间转速保持300-450r/min，保温结束后排出蒸汽并迅速通入冷却水，并降低转速到60-90r/min，待反应釜腔内温度冷却至50℃，打开密封反应釜，取出水性乳液。

⑷过滤筛检：将取出的水性乳液通过60-300nm过滤网进行筛检，筛检后大块料在保证已生产的乳液固含量下可重复使用。

⑸称重灌装：水性乳液为半透明的乳白色或浅黄色，经过过滤、测试、称重、灌装等工序既得到纳米级水性有机覆膜乳液。

进一步地，步骤⑴中乳化剂、助乳化剂主要为烷基酚聚氧乙烯醚类非离子助剂，加入量为聚乙烯均聚物材料质量的20-35%；

进一步地，步骤⑴中PH调节剂为食品级氨水，加入量为乳化剂及助乳化剂质量的15-20%。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

⑴本发明工艺过程简单，对设备要求较低，节能环保。

⑵制备的覆膜乳液为浅黄色透明液体，乳液内聚乙烯均聚物颗粒粒径可达到100nm以下；固含量29.3-38.5。

⑶覆膜乳液能在纸张表面形成致密、均匀的涂层薄膜，聚乙烯均聚物的分子支链能渗入纸张内与纸张形成偶联共价界面，不易脱落；

静态水接触角℃（30s）为75.36°；水分吸附率%为11.34；高温蒸煮（100℃）未见涂覆层与纸张分离；摩擦次数达到527，是未涂敷乳液的6.3倍。

⑷所用原辅料皆为安全环保的绿色材料，过程简单，无有毒有害物质产生；

⑸水性覆膜乳液可添加水按照所需进行勾兑，使用简单方便；

⑹后续处理简单易行，是循环利用的绿色包装材料。

下面结合实施实例对本发明做进一步说明。

具体实施方式

实施例1，一种纳米水性有机覆膜乳液的制备工艺，包括以下步骤：