一种胶乳及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于包装材料领域，特别涉及一种胶乳及其制备方法和应用。


背景技术：

2.防油纸是一种能防油脂渗透的特种纸，一般通过高打浆度处理和抄造处理制得。现在更多地在纸张表面进行淋膜加工或涂布防油剂，进而使纸张具有防油脂渗透的作用。防油纸在食品制作和包装中应用广泛。
3.目前，国内外大多采用表面能低的高碳链含氟化合物作为防油剂对纸张表面进行处理以达到防油的效果。但含氟化合物的主要组分为全氟辛烷磺酰基化合物，持久性极强，难以代谢和降解，会持久地在生物体和环境中积累，对食品安全和环境带来巨大的隐患。
4.除了含氟防油剂外，无氟防油剂和淋膜加工也赋予纸张防油的性能，但这两种途径制得的防油纸，为了获得很高的防油防水的阻隔性，均破坏了原纸的透气性，造成水蒸汽无法透过阻隔层而在包装袋内部凝结，导致食品的色香味的改变。尤其是在包装油炸食品、需要蒸煮或微波加热的食品时，从食品中散发的水蒸汽充满包装袋内部，使得油炸食品的外层含有水分而变得过于柔软，或者在纸面产生粘性，导致味道或口感明显变差。
5.因此，亟需提供一种不含氟，且在提高纸张防油性能的同时，也使得纸张透气性好的材料，是十分有必要的。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种胶乳及其制备方法和应用，本发明所述的胶乳涂覆在纸张表面，可使得纸张具有良好的防油防水性能，且同时使得水蒸气容易通过，本发明所述的胶乳不含氟，十分环保。涂覆本发明所述的胶乳的纸张在食品包装领域具有广泛的应用。
7.本发明的第一方面提供一种胶乳。
8.具体的，一种胶乳，包括防油粒子a和防油粒子b，所述防油粒子a为聚酯乳液、聚烯醇乳液或苯丙乳液中的至少一种；所述防油粒子b为纤维素成膜剂和/或含苯环的聚合物。
9.优选的，所述防油粒子a选自聚羟基烷酸酯(pha)乳液、聚乳酸(pla)乳液或聚乙烯醇(pva)乳液中的至少一种。
10.优选的，所述纤维素成膜剂为纤维素醋酸丁酸酯。
11.优选的，所述含苯环的聚合物选自苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物和/或苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
12.优选的，所述胶乳还包括助剂和/或溶剂。
13.优选的，所述消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂、聚醚改性硅油、双烷基磷酸酯或脂肪醇中的至少一种。
14.优选的，所述助剂包括消泡剂；进一步优选的，所述消泡剂为油类消泡剂(例如聚醚改性硅油)。
15.优选的，所述溶剂为水；进一步优选的，所述溶剂为去离子水。
16.优选的，所述胶乳，按重量份数计，包括12
‑
36份防油粒子a和8
‑
27份防油粒子b；进一步优选的，所述胶乳，按重量份数计，包括17.6
‑
31.5份防油粒子a和10
‑
25份防油粒子b。
17.优选的，所述胶乳，按重量份数计，还包括助剂0.4
‑
6份；进一步优选的，所述胶乳，按重量份数计，还包括助剂0.4
‑
3.5份。
18.优选的，所述胶乳，按重量份数计，还包括溶剂30
‑
80份；进一步优选的，所述胶乳，按重量份数计，还包括溶剂40
‑
72份。
19.本发明的第二方面提供一种胶乳的制备方法。
20.具体的，一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
21.将各组分搅拌混合，制得所述胶乳。
22.优选的，一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
23.将防油粒子a与溶剂混合，然后加入防油粒子b，搅拌，制得所述胶乳。
24.优选的，所述防油粒子a与溶剂混合的过程中还加入助剂。
25.优选的，所述搅拌的速度为700
‑
1500转/分钟；进一步优选的，所述搅拌的速度为800
‑
1000转/分钟。高速搅拌有助于提升制得的胶乳应用在纸表面时，提高纸的防油、透气性能。
26.优选的，所述搅拌的时间为10
‑
20分钟；进一步优选的，所述搅拌的时间为10
‑
15分钟。
27.优选的，所述搅拌是在常温密闭条件下进行。
28.本发明的第二方面提供一种胶乳的应用。
29.一种纸，所述纸表面包括涂层，所述涂层由本发明所述胶乳形成。
30.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
31.取原纸作为基材，然后将本发明所述胶乳涂布在基材表面，干燥，制得所述纸。
32.优选的，所述原纸为180
‑
220g/m2的原纸；进一步优选的，所述原纸为180
‑
200g/m2的原纸。
33.优选的，所述涂布为正面两道涂布或原纸上下两面涂布。
34.优选的，所述胶乳涂布在基材表面的涂布量为7
‑
14.5g/m2；进一步优选的，所述胶涂布在基材表面的涂布量为10
‑
13.5g/m2。
35.优选的，所述干燥时采用热风进行干燥；所述干燥的温度为102
‑
105℃。
36.所述纸在包装领域中的应用。
37.优选的，所述包装领域为食品包装领域。
38.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
39.(1)本发明利用相容性不一的两种防油粒子组成非均相的防油的胶乳，在防油的同时，又可提供水蒸汽通过的通道，以达到防油、透气的性能。
40.(2)所述胶乳不含氟，十分环保。
41.(3)将所述胶乳应用在纸表面，得到防油、透气的纸，应用在食品包装领域，该纸可直接粉碎打浆进行回收利用。
附图说明
42.图1为本发明实施例1制得的纸的结构示意图；
43.图2为本发明实施例2制得的纸与原纸、淋膜纸的防油性能对比图；
44.图3为本发明实施例2制得的纸与淋膜纸的回收浆料图。
具体实施方式
45.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
46.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
47.本发明实施例中所用聚羟基烷酸酯(pha)乳液可由蓝晶微生物公司出售。
48.本发明实施例中所用聚乳酸(pla)乳液可由安徽丰源公司出售。
49.本发明实施例中所用苯丙乳液可由珠海金鸡化工出售，产品型号sa618。
50.本发明实施例中所用聚乙烯醇(pva)乳液可由长春化工出售，产品型号bf17。
51.本发明实施例中所用纤维素醋酸丁酸酯可由美国伊士曼公司出售。
52.实施例1：胶乳以及纸的制备
53.一种胶乳，包括17.6份防油粒子a、20份防油粒子b、2份聚醚改性硅油、60.4份去离子水；防油粒子a为聚羟基烷酸酯(pha)乳液；防油粒子b为纤维素醋酸丁酸酯。
54.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
55.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为1000转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
56.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
57.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
58.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(基材上下表面涂布，涂布量为10.5g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
59.图1为本发明实施例1制得的纸的结构示意图，图中的“1”表示涂层，图中的“2”表示原纸。从图1可以看出，在原纸的上下表面都有涂层。
60.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit(kit是一种测试纸的防油等级的方法，为本领域常规测试方法)防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2300g/m2·
d。
61.实施例2：胶乳以及纸的制备
62.一种胶乳，包括25份防油粒子a、25份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、47份去离子水；防油粒子a为聚羟基烷酸酯(pha)乳液；防油粒子b为纤维素醋酸丁酸酯。
63.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
64.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为1000转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
65.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
66.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
67.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(基材上下表面涂
布，涂布量为12.4g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
68.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2375g/m2·
d。
69.图2为本发明实施例2制得的纸与原纸、淋膜纸的防油性能对比图；图2中的试样2表示本实施例2制得的纸，试样3为现有技术中的淋膜纸，试样1为原纸，(对比例4表示原纸)。图2中的上半部分为在试样上滴加菜籽油的图，下半部分为将菜籽油擦拭后的图。将菜籽油滴加到原纸表面，10秒后原纸已经被菜籽油浸透，擦拭后有明显的透油点。本实施例2制得的纸和现有技术中的淋膜纸，在滴加菜籽油1分钟后，都没有透油点，说明本实施例2制得的纸的防油性能好。
70.图3为本发明实施例2制得的纸与淋膜纸的回收浆料图；图3中试样2为本实施例2制得的纸，试样3为现有技术中的淋膜纸。将试样打浆回抄，获得回收浆料，从图3可以看出，现有技术中的淋膜纸由于含塑料，导致难以成浆，回抄后有大量塑料碎片(图3中的试样3所示)，而本实施例2所制备的纸可以直接回抄，获得的回收浆料中没有碎片(图3中的试样2所示)，有利于纸的回收利用。
71.实施例3：胶乳以及纸的制备
72.一种胶乳，包括25份防油粒子a、20份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、52份去离子水；防油粒子a为聚羟基烷酸酯(pha)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
73.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
74.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
75.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
76.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
77.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为11.7g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
78.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2361g/m2·
d。
79.实施例4：胶乳以及纸的制备
80.一种胶乳，包括23.5份防油粒子a、18份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、55.5份去离子水；防油粒子a为聚羟基烷酸酯(pha)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
81.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
82.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
83.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
84.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
85.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为12.0g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
86.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相
对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2397g/m2·
d。
87.实施例5：胶乳以及纸的制备
88.一种胶乳，包括19份防油粒子a、15份防油粒子b、2.5份聚醚改性硅油、63.5份去离子水；防油粒子a为聚羟基烷酸酯(pha)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
89.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
90.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
91.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
92.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
93.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为10.2g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
94.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2422g/m2·
d。
95.实施例6：胶乳以及纸的制备
96.一种胶乳，包括25份防油粒子a、12份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、60份去离子水；防油粒子a为聚乳酸(pla)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物。
97.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
98.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
99.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
100.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
101.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为12.6g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
102.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2312g/m2·
d。
103.实施例7：胶乳以及纸的制备
104.一种胶乳，包括31.5份防油粒子a、18份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、47.5份去离子水；防油粒子a为聚乳酸(pla)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
105.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
106.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
107.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
108.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
109.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为13.2g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
110.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相
对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2308g/m2·
d。
111.实施例8：胶乳以及纸的制备
112.一种胶乳，包括30份防油粒子a、10份防油粒子b、3份聚硅氧烷消泡剂、57份去离子水；防油粒子a为聚乳酸(pla)乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物。
113.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
114.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
115.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
116.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
117.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为11.4g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
118.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2451g/m2·
d。
119.实施例9：胶乳以及纸的制备
120.一种胶乳，包括28份防油粒子a、12份防油粒子b、2份聚醚改性硅油、58份去离子水；防油粒子a为苯丙乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物。
121.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
122.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
123.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
124.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
125.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为11.5g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
126.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2426g/m2·
d。
127.实施例10：胶乳以及纸的制备
128.一种胶乳，包括19份防油粒子a、25份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、53份去离子水；防油粒子a为苯丙乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物。
129.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
130.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
131.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
132.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
133.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为12.1g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
134.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相
对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2417g/m2·
d。
135.实施例11：胶乳以及纸的制备
136.一种胶乳，包括23份防油粒子a、23份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、51份去离子水；防油粒子a为苯丙乳液；防油粒子b为苯乙烯
‑
丁二烯聚合物。
137.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
138.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
139.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
140.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
141.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为13.5g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
142.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2339g/m2·
d。
143.实施例12：胶乳以及纸的制备
144.一种胶乳，包括15份防油粒子a、25份防油粒子b、3份聚醚改性硅油、57份去离子水；防油粒子a为苯丙乳液；防油粒子b为纤维素醋酸丁酸酯。
145.一种胶乳的制备方法，包括以下步骤：
146.将防油粒子a、聚醚改性硅油和去离子水搅拌混合，然后加入防油粒子b，搅拌，搅拌的速度为800转/分钟，搅拌的时间为15分钟，制得胶乳。
147.一种纸，纸表面包括涂层，涂层由上述胶乳形成。
148.上述纸的制备方法，包括以下步骤：
149.取200g/m2的原纸作为基材，然后将上述胶乳涂布在基材表面(正面两道涂布，涂布量为12.7g/m2)，采用热风进行干燥，干燥的温度为105℃，制得纸。
150.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2502g/m2·
d。
151.实施例13：胶乳以及纸的制备
152.与实施例12相比，实施例13的区别仅在于，搅拌速度为200转/分钟，其余组分与制备方法与实施例13相同。
153.对本实施例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境下的水蒸汽透过率，结果为，本实施例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为2445g/m2·
d。
154.对比例1
155.与实施例2相比，对比例1的区别仅在于，对比例1的胶乳的制备过程中不加入聚羟基烷酸酯(pha)乳液，其余组分和制备方法与实施例2相同。
156.对本对比例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本对比例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为1033g/m2·
d。
157.对比例2
158.与实施例6相比，对比例2的区别仅在于，对比例2的胶乳的制备过程中不加聚乳酸(pla)乳液，其余组分和制备方法与实施例6相同。
159.对本对比例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本对比例制得的纸的kit防油等级为8级，水蒸汽透过率为1086g/m2·
d。
160.对比例3
161.与实施例7相比，对比例3的区别仅在于，对比例3的胶乳的制备过程中不加入聚乳酸(pla)乳液，其余组分和制备方法与实施例7相同。
162.对本对比例制得的纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本对比例制得的纸的kit防油等级为9级，水蒸汽透过率为1088g/m2·
d。
163.对比例4
164.对比例4为实施例2中使用的原纸。
165.对本对比例的原纸进行测试，测试项目包括：kit防油等级，高湿环境(38℃，相对湿度为90％)下的水蒸汽透过率，结果为，本对比例制得的纸的kit防油等级为1级，水蒸汽透过率为3528g/m2·
d。
166.本发明实施例制得的纸具有防油透气性能，可广泛应用在食品包装领域。