一种具有高抗水性的包装纸及其制备方法与流程

1.本发明涉及包装纸生产技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有高抗水性的包装纸及其制备方法。


背景技术：

2.随着食品加工行业的不断发展，人们对快捷方便的需求，越来越多的包装食品走向市场，也有越来越多自制食品需要包装携带。为了保证食物的品质，防止食品在保藏、流通、销售过程中被污染，包装是必不可少的。常用包装材料包括塑料、天然纤维、化学纤维、玻璃、金属等制品和耐光直接接触食品的涂料。为响应绿色环保理念，纸质等天然材料的使用备受关注。而纸质包装材料易吸水潮湿，易导致细菌滋生，包装纸的霉变，会给食品安全带来极大的安全隐患。因此，我们提出一种具有高抗水性的包装纸及其制备方法来解决上述问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种具有高抗水性的包装纸及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高包装纸的抗水性、韧性和防虫性。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯15-30份、交联剂12-18份、改性聚丙烯18-31份、施胶剂15-26份、水性成膜树脂乳液10-15份、芳香驱虫粉5-10份、水11-14份和助剂5-8份。
5.在一个优选的实施方式中：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯18-24份、交联剂14-16份、改性聚丙烯20-28份、施胶剂19-21份、水性成膜树脂乳液11-13份、芳香驱虫粉6-8份、水12-13份和助剂6-7份。
6.在一个优选的实施方式中：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯22.5份、交联剂15份、改性聚丙烯24.5份、施胶剂20.5份、水性成膜树脂乳液12.5份、芳香驱虫粉7.5份、水12.5份和助剂6.5份。
7.在一个优选的实施方式中：所述助剂为氟乙酸乙酯(cas：459-72-3)，所述芳香驱虫粉的粒径为200-320目，所述施胶剂为淀粉，所述交联剂为二亚乙基三胺(cas：111-40-0)。
8.一种具有高抗水性的包装纸的制备方法，具体制备步骤如下：
9.步骤一：称取甲苯一2，4-二异氰酸酯(tdi)(cas：584-84-9)、聚乙二醇(peg)(cas：25322-68-3)和2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)(cas：4767-03-7)，将dmpa和peg混合，称取一定质量的丁酮(cas：78-93-3)，加入烧瓶中进行加热，同时加入二月桂酸二丁基锡(dbtdl)(cas：77-58-7)，搅拌直至dmpa完全分散在peg和丁酮中，然后再加入tdi，进行升温反应，之后加入适量的乙醇酸(ga)(cas：79-14-1)，继续反应，称取氨水(cas：1336-21-6)，溶解在去离子水(公司：上海泽叶生物科技有限公司)中，然后用滴夜漏斗缓慢滴加到烧瓶中，同时进行降温，之后用氨水调整烧瓶内溶液的ph值，制得改性水性聚氨酯；
10.步骤二：称取碳酸钙(cas：1317-65-3)在烘箱中烘干，然后放入高速搅拌机中，再称取钛酸酯(cas：67691-13-8)偶联剂进行表面处理,钛酸酯用白油(cas：8042-47-5)稀释，分3次等量加入碳酸钙中，搅拌后取出，得到样品a，将样品a与pp粉料以(3-4)：1的质量配比加入高速搅拌机混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到样品b，将pp与制得的样品b按比例1:(2-3)于低速搅拌机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性聚丙烯；
11.步骤三：称取芳香驱虫粉均匀分散于水性成膜树脂乳液中，制得悬浮乳液，向悬浮乳液中依次加入水和助剂，搅拌均匀，从而制得芳香驱虫涂覆溶液，将芳香驱虫涂覆溶液涂覆于基材层表面，烘干成膜，得到芳香驱虫膜；
12.步骤四：称取步骤一中得到的改性水性聚氨酯与交联剂混合，然后用途布器均匀涂于玻璃板和马口铁板上，静置放置后，得到改性水性聚氨酯膜；
13.步骤五：称取步骤二得到的改性聚丙烯颗粒倒入单螺杆挤出机，通过单螺杆挤出机将混料倒入模具中进行吹膜，得到预制品，然后将预制品经预热辊加热，之后通过拉伸辊对加热后的预制品进行拉伸，得到改性聚丙烯薄膜；
14.步骤六：将步骤四得到的改性水性聚氨酯薄膜上涂覆施胶剂，然后将步骤三得到的芳香驱虫膜贴合在改性水性聚氨酯薄膜上，之后再在芳香驱虫膜上再次涂覆施胶剂，然后将步骤五得到的改性聚丙烯薄膜贴合在芳香驱虫膜上，得到高抗水性的包装纸。
15.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中加热后的温度为(40-55)℃，所述步骤一中升温后的温度为(70-90)℃并反应(2-3)h，所述步骤一中加入乙醇后反应(0.5-1)h，所述步骤一中烧瓶内溶液调节后的ph值为8-9。
16.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中甲苯-2，4-二异氰酸酯(tdi)、聚乙二醇(peg)、2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)、丁酮、二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、乙醇酸(ga)、氨水和去离子水的重量比为：1：(0.4-0.6)：(0.5-0.7)：(0.3-0.5)：(0.2-0.4)：(0.4-0.6)：(0.6-0.8)：(0.4-0.5)。
17.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中烘箱内温度为(50-60)℃，所述步骤二中搅拌时长为(5-7)min。
18.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中碳酸钙、钛酸酯、白油和聚丙烯的重量比为：1：(0.6-0.8)：(0.7-0.8)：(0.8-0.9)，所述步骤三中的芳香驱虫涂覆溶液粘度为1000pa
·
s-3000pa
·
s。
19.在一个优选的实施方式中：所述步骤四中放置时长为(60-80)h，所述步骤六中的贴合方式采用上下双辊挤压方式复合。
20.本发明的技术效果和优点：
21.1、采用本发明的原料配方所制备出的高抗水性的包装纸，通过三乙胺和氨水为中和剂可以使水性聚氨酯长期稳定的保存，同时改性后水性聚氨酯将pu耐磨性提高，与丙烯酸酯优异的耐候性和耐水性有机地结合起来，通过乙醇酸对预聚物进行封端，合成多羟基化的聚氨酯，使改性后的水性聚氨酯综合性能有很大的提高，进而增加了包装纸的抗水性，同时通过碳酸钙的加入使得碳酸钙刚性填料粒子起到了增强剂的作用，提高了pp的刚性和耐蠕变性；另外，微细的碳酸钙粒子可作为结晶晶核，使pp球晶细化，提高了pp结晶度，增强了pp的弯曲性能，进而增加了包装纸的韧性；
22.2、本发明还通过水性成膜树脂乳液、芳香驱虫粉、水和助剂的结合，使得包装纸能
在有效释放芳香驱虫层挥发气味的同时，避免芳香驱虫层因包装纸浸水而受潮，由此保证整体包装纸的驱虫效果，进而增加了包装纸使用过程中的抗菌性。
具体实施方式
23.下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1：
25.本发明提供了一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯15份、交联剂12份、改性聚丙烯18份、施胶剂15份、水性成膜树脂乳液10份、芳香驱虫粉5份、水11份和助剂5份。
26.在一个优选的实施方式中：所述助剂为氟乙酸乙酯，所述芳香驱虫粉的粒径为200目，所述施胶剂为淀粉，所述交联剂为二亚乙基三胺。
27.一种具有高抗水性的包装纸的制备方法，具体制备步骤如下：
28.步骤一：称取甲苯一2，4-二异氰酸酯(tdi)、聚乙二醇(peg)和2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)，将dmpa和peg混合，称取一定质量的丁酮，加入烧瓶中进行加热，同时加入二月桂酸二丁基锡(dbtdl)，搅拌直至dmpa完全分散在peg和丁酮中，然后再加入tdi，进行升温反应，之后加入适量的乙醇酸(ga)，继续反应，称取氨水，溶解在去离子水中，然后用滴夜漏斗缓慢滴加到烧瓶中，同时进行降温，之后用氨水调整烧瓶内溶液的ph值，制得改性水性聚氨酯；
29.步骤二：称取碳酸钙在烘箱中烘干，然后放入高速搅拌机中，再称取钛酸酯偶联剂进行表面处理,钛酸酯用白油稀释，分3次等量加入碳酸钙中，搅拌后取出，得到样品a，将样品a与pp粉料以3：1的质量配比加入高速搅拌机混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到样品b，将pp与制得的样品b按比例1:2于低速搅拌机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性聚丙烯；
30.步骤三：称取芳香驱虫粉均匀分散于水性成膜树脂乳液中，制得悬浮乳液，向悬浮乳液中依次加入水和助剂，搅拌均匀，从而制得芳香驱虫涂覆溶液，将芳香驱虫涂覆溶液涂覆于基材层表面，烘干成膜，得到芳香驱虫膜；
31.步骤四：称取步骤一中得到的改性水性聚氨酯与交联剂混合，然后用途布器均匀涂于玻璃板和马口铁板上，静置放置后，得到改性水性聚氨酯膜；
32.步骤五：称取步骤二得到的改性聚丙烯颗粒倒入单螺杆挤出机，通过单螺杆挤出机将混料倒入模具中进行吹膜，得到预制品，然后将预制品经预热辊加热，之后通过拉伸辊对加热后的预制品进行拉伸，得到改性聚丙烯薄膜；
33.步骤六：将步骤四得到的改性水性聚氨酯薄膜上涂覆施胶剂，然后将步骤三得到的芳香驱虫膜贴合在改性水性聚氨酯薄膜上，之后再在芳香驱虫膜上再次涂覆施胶剂，然后将步骤五得到的改性聚丙烯薄膜贴合在芳香驱虫膜上，得到高抗水性的包装纸。
34.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中加热后的温度为40℃，所述步骤一中升温后的温度为70℃并反应2h，所述步骤一中加入乙醇后反应0.5h，所述步骤一中烧瓶内溶
液调节后的ph值为8。
35.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中甲苯-2，4-二异氰酸酯(tdi)、聚乙二醇(peg)、2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)、丁酮、二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、乙醇酸(ga)、氨水和去离子水的重量比为：1：0.4：0.5：0.3：0.2：0.4：0.6：0.4。
36.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中烘箱内温度为50℃，所述步骤二中搅拌时长为5min。
37.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中碳酸钙、钛酸酯、白油和聚丙烯的重量比为：1：0.6：0.7：0.8，所述步骤三中的芳香驱虫涂覆溶液粘度为1000pa
·
s。
38.在一个优选的实施方式中：所述步骤四中放置时长为60h，所述步骤六中的贴合方式采用上下双辊挤压方式复合。
39.实施例2：
40.与实施例1不同的是，一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯30份、交联剂18份、改性聚丙烯31份、施胶剂26份、水性成膜树脂乳液15份、芳香驱虫粉10份、水14份和助剂8份。
41.实施例3：
42.与实施例1和2均不同的是，一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯22.5份、交联剂15份、改性聚丙烯24.5份、施胶剂20.5份、水性成膜树脂乳液12.5份、芳香驱虫粉7.5份、水12.5份和助剂6.5份
43.实施例4：
44.本发明提供了一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：改性水性聚氨酯15份、交联剂12份、聚丙烯18份、施胶剂15份、水性成膜树脂乳液10份、芳香驱虫粉5份、水11份和助剂5份。
45.在一个优选的实施方式中：所述助剂为氟乙酸乙酯，所述芳香驱虫粉的粒径为200目，所述施胶剂为淀粉，所述交联剂为二亚乙基三胺。
46.一种具有高抗水性的包装纸的制备方法，具体制备步骤如下：
47.步骤一：称取甲苯一2，4-二异氰酸酯(tdi)、聚乙二醇(peg)和2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)，将dmpa和peg混合，称取一定质量的丁酮，加入烧瓶中进行加热，同时加入二月桂酸二丁基锡(dbtdl)，搅拌直至dmpa完全分散在peg和丁酮中，然后再加入tdi，进行升温反应，之后加入适量的乙醇酸(ga)，继续反应，称取氨水，溶解在去离子水中，然后用滴夜漏斗缓慢滴加到烧瓶中，同时进行降温，之后用氨水调整烧瓶内溶液的ph值，制得改性水性聚氨酯；
48.步骤二：称取芳香驱虫粉均匀分散于水性成膜树脂乳液中，制得悬浮乳液，向悬浮乳液中依次加入水和助剂，搅拌均匀，从而制得芳香驱虫涂覆溶液，将芳香驱虫涂覆溶液涂覆于基材层表面，烘干成膜，得到芳香驱虫膜；
49.步骤三：称取步骤一中得到的改性水性聚氨酯与交联剂混合，然后用途布器均匀涂于玻璃板和马口铁板上，静置放置后，得到改性水性聚氨酯膜；
50.步骤四：称取聚丙烯倒入单螺杆挤出机，通过单螺杆挤出机将混料倒入模具中进行吹膜，得到预制品，然后将预制品经预热辊加热，之后通过拉伸辊对加热后的预制品进行拉伸，得到聚丙烯薄膜；
51.步骤五：将步骤三得到的改性水性聚氨酯薄膜上涂覆施胶剂，然后将步骤二得到的芳香驱虫膜贴合在改性水性聚氨酯薄膜上，之后再在芳香驱虫膜上再次涂覆施胶剂，然后将步骤四得到的聚丙烯薄膜贴合在芳香驱虫膜上，得到包装纸。
52.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中加热后的温度为40℃，所述步骤一中升温后的温度为70℃并反应2h，所述步骤一中加入乙醇后反应0.5h，所述步骤一中烧瓶内溶液调节后的ph值为8。
53.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中甲苯-2，4-二异氰酸酯(tdi)、聚乙二醇(peg)、2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)、丁酮、二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、乙醇酸(ga)、氨水和去离子水的重量比为：1：0.4：0.5：0.3：0.2：0.4：0.6：0.4。
54.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中的芳香驱虫涂覆溶液粘度为1000pa
·
s。
55.在一个优选的实施方式中：所述步骤三中放置时长为60h，所述步骤五中的贴合方式采用上下双辊挤压方式复合。
56.实施例5：
57.本发明提供了一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：水性聚氨酯15份、交联剂12份、改性聚丙烯18份、施胶剂15份、水性成膜树脂乳液10份、芳香驱虫粉5份、水11份和助剂5份。
58.在一个优选的实施方式中：所述助剂为氟乙酸乙酯，所述芳香驱虫粉的粒径为200目，所述施胶剂为淀粉，所述交联剂为二亚乙基三胺。
59.一种具有高抗水性的包装纸的制备方法，具体制备步骤如下：
60.步骤一：称取碳酸钙在烘箱中烘干，然后放入高速搅拌机中，再称取钛酸酯偶联剂进行表面处理,钛酸酯用白油稀释，分3次等量加入碳酸钙中，搅拌后取出，得到样品a，将样品a与pp粉料以3：1的质量配比加入高速搅拌机混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到样品b，将pp与制得的样品b按比例1:2于低速搅拌机中混合均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，得到改性聚丙烯；
61.步骤二：称取芳香驱虫粉均匀分散于水性成膜树脂乳液中，制得悬浮乳液，向悬浮乳液中依次加入水和助剂，搅拌均匀，从而制得芳香驱虫涂覆溶液，将芳香驱虫涂覆溶液涂覆于基材层表面，烘干成膜，得到芳香驱虫膜；
62.步骤三：称取水性聚氨酯与交联剂混合，然后用途布器均匀涂于玻璃板和马口铁板上，静置放置后，得到水性聚氨酯膜；
63.步骤四：称取步骤一得到的改性聚丙烯颗粒倒入单螺杆挤出机，通过单螺杆挤出机将混料倒入模具中进行吹膜，得到预制品，然后将预制品经预热辊加热，之后通过拉伸辊对加热后的预制品进行拉伸，得到改性聚丙烯薄膜；
64.步骤五：将步骤三中得到的水性聚氨酯薄膜上涂覆施胶剂，然后将步骤二得到的芳香驱虫膜贴合在改性水性聚氨酯薄膜上，之后再在芳香驱虫膜上再次涂覆施胶剂，然后将步骤四得到的改性聚丙烯薄膜贴合在芳香驱虫膜上，得到包装纸。
65.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中烘箱内温度为50℃，所述步骤一中搅拌时长为5min。
66.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中碳酸钙、钛酸酯、白油和聚丙烯的重量比为：1：0.6：0.7：0.8，所述步骤二中的芳香驱虫涂覆溶液粘度为1000pa
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s。
67.在一个优选的实施方式中：所述步骤三中放置时长为60h，所述步骤五中的贴合方式采用上下双辊挤压方式复合。
68.对比例：
69.本发明提供了一种具有高抗水性的包装纸：包括以下重量份的原料：水性聚氨酯15份、交联剂12份、聚丙烯18份、施胶剂15份、水性成膜树脂乳液10份、芳香驱虫粉5份、水11份和助剂5份。
70.在一个优选的实施方式中：所述助剂为氟乙酸乙酯，所述芳香驱虫粉的粒径为200目，所述施胶剂为淀粉，所述交联剂为二亚乙基三胺。
71.一种具有高抗水性的包装纸的制备方法，具体制备步骤如下：
72.步骤一：称取芳香驱虫粉均匀分散于水性成膜树脂乳液中，制得悬浮乳液，向悬浮乳液中依次加入水和助剂，搅拌均匀，从而制得芳香驱虫涂覆溶液，将芳香驱虫涂覆溶液涂覆于基材层表面，烘干成膜，得到芳香驱虫膜；
73.步骤二：称取水性聚氨酯与交联剂混合，然后用途布器均匀涂于玻璃板和马口铁板上，静置放置后，得到水性聚氨酯膜；
74.步骤三：称取聚丙烯颗粒倒入单螺杆挤出机，通过单螺杆挤出机将混料倒入模具中进行吹膜，得到预制品，然后将预制品经预热辊加热，之后通过拉伸辊对加热后的预制品进行拉伸，得到聚丙烯薄膜；
75.步骤四：将步骤二得到的水性聚氨酯薄膜上涂覆施胶剂，然后将步骤一得到的芳香驱虫膜贴合在改性水性聚氨酯薄膜上，之后再在芳香驱虫膜上再次涂覆施胶剂，然后将步骤三得到的聚丙烯薄膜贴合在芳香驱虫膜上，得到包装纸。
76.在一个优选的实施方式中：所述步骤一中的芳香驱虫涂覆溶液粘度为1000pa
·
s。
77.在一个优选的实施方式中：所述步骤二中放置时长为60h，所述步骤四中的贴合方式采用上下双辊挤压方式复合。
78.分别取上述实施例1-5所制得的包装纸分别作为实验组1、实验组2、实验组3、实验组4和实验组5，选取对比例生产的包装纸作为对照组，对选择的包装纸进行抗水性、韧性和防虫性进行测试(使用效果总分为5分：五分为最高分，表示很好，非常满意；4分为较好；3分为可以接受；3分以下为不好，不能接受，测试防虫性。将带有涂层的玻璃板放入去离子水，经24小时浸泡后，观察漆膜表面是否有发白、泛起、溶解等现象，测试耐水性。参照gb/t14344-2008的方法对选取的包装膜进行拉伸强度测试，测试韧性)。测试结果如表一：
79.[0080][0081]
表一
[0082]
由表一可知，采用本发明生产的包装纸抗水性、防虫性和韧性效果更好，实施例4对比实施例1添加普通的聚丙烯，实施例1抗水性、防虫性和拉伸强度效果更好，实施例5对比实施例1添加普通的水性聚氨酯，实施例1抗水性、防虫性和拉伸强度效果更好，通过三乙胺和氨水为中和剂可以使水性聚氨酯长期稳定的保存，同时改性后水性聚氨酯将pu耐磨性提高，与丙烯酸酯优异的耐候性和耐水性有机地结合起来，通过乙醇酸对预聚物进行封端，合成多羟基化的聚氨酯，使改性后的水性聚氨酯综合性能有很大的提高，进而增加了包装纸的抗水性，同时通过碳酸钙的加入使得碳酸钙刚性填料粒子起到了增强剂的作用，提高了pp的刚性和耐蠕变性；另外，微细的碳酸钙粒子可作为结晶晶核，使pp球晶细化，提高了pp结晶度，增强了pp的弯曲性能，进而增加了包装纸的韧性。
[0083]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。