[发明专利]一种食品可接触超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种食品可接触超疏水涂层及其制备方法，属于超疏水材料制备技术领域，该超疏水涂层的主要组成原料为硬脂酸、虫胶和乙基纤维素。制备方法步骤包括：先将虫胶在无水乙醇中搅拌溶解，再加入乙基纤维素和硬脂酸配制成混合溶液，混合溶液浸渍涂布基材后在一定温度下形成涂层。本发明中制备超疏水涂层所使用的原料无毒无污染，可作食品接触用材料，工艺简单，涂层与基材结合性良好，可制备在多种基材上赋予基材超疏水性，起到防液体食品黏附效果。

技术领域

本发明涉及一种食品可接触超疏水涂层及其制备方法，属于超疏水材料制备技术领域。

背景技术

消耗量巨大的常见液体食品如酸奶、番茄酱、调味料等容易粘附在包装容器内壁使产品 无法被完全排空，进而导致大量食品浪费、增加包装回收难度、影响消费者的使用体验。在 包装材料内表面制备超疏水涂层，使液体食品易于从包装中流出是实现防粘特性的一种有效 方法。但目前常采用的低表面能材料如氟化物、有机硅烷等，纳米材料二氧化锌、二氧化钛 等价格高昂、有安全风险，达不到食品可接触要求。另外，传统超疏水涂层的制备方法如相 分离法、溶胶凝胶法、刻蚀法等存在使用大量有害试剂、工艺繁琐耗时等限制超疏水涂层的 生产应用的问题。

食品可接触超疏水涂层以硬脂酸为低表面能物质，虫胶为粘结基质，乙基纤维素为连结 剂通过分子间氢键作用形成稳定的超疏水涂层，赋予基材表面超疏水特性，从而实现防止液 体食品黏附的功能。

硬脂酸是一种饱和脂肪酸，具有长碳链烷基，可以从动植物油脂中提取，其价格便宜、 可降解、生物相容性好。虫胶是一种天然树脂低聚物，主要成分为酸性虫胶树脂，具有较好 的粘着力，易成膜且成膜坚韧，具有热塑性，无毒无刺激，常作为水果涂膜保鲜物质使用。 乙基纤维素是纤维素反应制成的纤维素醚，密度小，机械强度高，稳定性好，无毒，常用于 提高涂层的附着力和机械强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料安全无毒，与基材结合性好，疏水防粘效果好，能防止液 体食品黏附的食品可接触超疏水涂层及其制备方法，解决了现有技术中不适于食品接触使用、 工艺复杂耗时、制备过程造成环境污染的问题。

本发明的技术方案：

本发明制备的食品可接触超疏水涂层外观为橙色半透明状态，涂层的水接触角高于150°， 滑动角小于10°，划叉法附着力等级为4A级。当硬脂酸含量为3wt％、虫胶含量为4wt％、乙 基纤维素含量为1wt％时，超疏水性涂层的水接触角达到153.1°，滑动角6°，划叉法附着力等 级为4A级。涂层粘结基质虫胶的加入提高了涂层与基材的结合强度，乙基纤维素作为连结 剂改善了涂层表面各部分的疏水均匀性和稳定性，使涂层表面结构均匀，提高涂层的机械强 度。

本发明提供了一种食品可接触超疏水涂层，其特征在于，将硬脂酸、虫胶和乙基纤维素 分散在无水乙醇中，混匀，配制得到混合溶液；将涂布基材浸渍混合溶液中，浸渍结束后， 干燥。

本发明提供了一种食品可接触超疏水涂层，其特征在于其以硬脂酸为低表面能物质，虫 胶为主要涂层粘结基质，乙基纤维素为辅助连结剂，在无水乙醇中配制混合溶液，浸渍涂布 基材在一定温度下干燥制得。

本发明提供了一种食品可接触超疏水涂层，其特征征在于混合溶液中各组分的质量浓度 如下：硬脂酸2wt％～4wt％，虫胶2wt％～5wt％，乙基纤维素1wt％～2wt％，余量为无水乙醇。

在本发明的一种实施方式中，优选的硬脂酸的质量浓度为1.5wt％～3wt％；最佳方案中硬 脂酸的质量浓度为2wt％～3wt％。

在本发明的一种实施方式中，优选的虫胶的质量浓度为2wt％～5wt％；最佳方案中虫胶 的质量浓度为3wt％～5wt％。

在本发明的一种实施方式中，优选的乙基纤维素的质量浓度为1wt％～1.5wt％；最佳方案 中乙基纤维素的质量浓度为1wt％。