一種耐水煮聚乙烯醇涂料及其制備方法
【專利說明】一種耐水煮聚乙烯醇涂料及其制備方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐水煮聚乙烯醇涂料及其制備方法，屬于新型環(huán)保高分子材料領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫水煮殺菌是一種常用的延長食品保質(zhì)期的方法，常用于肉類、熟食等包裝。 但由于高溫水煮條件苛刻，水煮過程中常常出現(xiàn)的漲袋、破袋、異味、脫層、表面起皺、卷邊、 漏氣、出現(xiàn)針孔等問題。目前，在選擇高溫水煮袋材料時，除了能解決以上問題外，安全環(huán) 保、低成本、優(yōu)異的阻隔性能以及能更好地延長貨架壽命已成為生產(chǎn)廠家首先考慮的技術(shù) 參數(shù)。
[0003] 食品包裝行業(yè)目前已開發(fā)具備高溫耐水煮功能的PVDC涂布膜，如專利申請 201210294409.X中制造的PVDC涂布膜最高可耐長達(dá)30分鐘135°C的高溫水煮，且不發(fā)白 不發(fā)黃。但由于PVDC材料燃燒后容易產(chǎn)生二噁英等致癌物質(zhì)，很多國家相繼開始限制PVDC 材料的使用。又由于聚乙烯醇具有很高的阻隔氧氣性能，且對環(huán)境無污染，燃燒后只剩下二 氧化碳和水，因此，作為一種理想的高阻隔包裝材料而大受歡迎。然而聚乙烯醇結(jié)構(gòu)中含有 大量羥基，容易吸潮，且未改性的聚乙烯醇在水溫85°C以上即可溶解，現(xiàn)有技術(shù)集中于改善 耐水性能，尚且無法滿足高溫耐水煮要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有的聚乙烯醇涂料存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐水煮聚 乙烯醇涂料，該種涂料具有非常好的耐水性能，作為阻隔涂層涂布于基材并復(fù)合后，適用于 耐水煮，表面不起皺。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于：首先通過在聚乙烯醇中添加聚丙烯酰胺和納米 水滑石進(jìn)行合理配伍，不僅增強了涂料的粘結(jié)性能，同時提高了聚乙烯醇涂料的耐高溫性 能。經(jīng)過測試，如表1所示，耐水煮聚乙烯醇涂布復(fù)合膜，在120°C水煮45min后，剝離強度 仍然保持在1. 6-2. 0N/15mm，且耐水煮聚乙烯醇涂布量僅為0. 6-0. 8g/m2的氧氣透過率可低 至0. 3-0. 6ml/m2. 24h，與常規(guī)聚乙烯醇涂布復(fù)合膜（根據(jù)專利申請201110197929. 4制成聚 乙烯醇涂料，再涂布復(fù)合）水煮后相比，剝離強度和阻氧性能均有大幅提高。另外，通過在 常規(guī)型聚乙烯醇涂料中分別單獨添加聚丙烯酰胺和納米水滑石（聚丙烯酰胺、納米水滑石 的添加比例與本發(fā)明耐水煮型中聚乙烯醇與其相應(yīng)的比例相同）測試結(jié)果對比可知，單獨 添加聚丙烯酰胺后，涂料復(fù)合后的剝離強度從〇. 2-0. 3N/15mm提高到了 0. 5-0. 7N/15mm，氧 氣阻隔性能幾乎未有改善，單獨添加納米水滑石并涂布復(fù)合后，剝離強度幾乎沒有提高，氧 氣透過率從10. 0-12.lml/m2. 24h降至4. 3-5. 7ml/m2. 24h，有所提升。也就是說，單獨添加 聚丙烯酰胺或納米水滑石，無法同時滿足耐水煮和高阻隔性能要求。因此本發(fā)明中創(chuàng)造性 地同時添加聚丙烯酰胺和納米水滑石，達(dá)到了非常好的協(xié)同作用，最終制成了耐水煮高阻 隔聚乙烯醇涂料。這種涂料安全環(huán)保、生產(chǎn)成本較低，拓寬了聚乙烯醇涂布膜的應(yīng)用范圍。
[0005] 表1.常規(guī)型與耐水煮型聚乙烯醇涂布復(fù)合膜水煮后的性能對比
[0007] 注：復(fù)合結(jié)構(gòu)為BOPP19//底膠//聚乙烯醇涂層//復(fù)合膠//CPP30,涂布底膠上 膠量為1. 5g/m2,聚乙烯醇涂布量為0. 6-0. 8g/m2,復(fù)合膠上膠量為2g/m2。常規(guī)型為根據(jù)專 利申請201110197929. 4制得聚乙烯醇涂布復(fù)合膜，耐水煮型為根據(jù)本發(fā)明制得聚乙烯醇 涂布復(fù)合膜，除涂料制備不同外，后續(xù)涂布工藝、條件及涂布量均相同。
[0008] 本發(fā)明提供一種耐水煮聚乙烯醇涂料，所述的耐水煮聚乙烯醇涂料由含有下述重 量含量的原料配制成2-11. 5%聚乙烯醇、0. 4-0. 7%納米水滑石、0. 5-1. 4%聚丙烯酰 胺、0. 01-0. 015%催化劑、0. 01-0. 02%表面活性劑、0. 005-0. 008%消泡劑、87. 4-91. 4%去 離子水。
[0009] 所述的聚乙烯醇聚合度為1700,醇解度為88% ;
[0010] 所述的納米水滑石粒徑為400-600nm;
[0011] 所述的聚丙烯酰胺為陰離子型，100-150目白色粉末；
[0012] 所述的催化劑為檸檬酸、對甲苯磺酸的一種或任意組合；
[0013] 所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉的一種或組合；
[0014] 所述的消泡劑為有機硅消泡劑。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種耐水煮聚乙烯醇涂料的制備方法，該方法為：先將 87. 4-91. 4%去離子水加熱至85-100 °C，開啟攪拌，攪拌速度設(shè)定為300轉(zhuǎn)/分鐘，再 加入7. 2-11. 5 %聚乙烯醇，溶解后加入0. 005-0. 008 %消泡劑，降溫至40 °C，再加入 0. 01-0. 02%表面活性劑，持續(xù)攪拌1小時后關(guān)閉攪拌裝置，再添加0. 4-0. 7%納米水滑石 的納米水滑石，超聲波震蕩使晶體充分分散。滴加完畢升溫至60°C恒溫1小時，再次加入 0. 01-0. 015%的催化劑和0. 5-1. 4%的聚丙烯酰胺，恒溫2小時，再次開啟攪拌裝置，充分 攪拌1小時，降到室溫后過濾出料。
【具體實施方式】
[0016] 實施例一：
[0017] 先將45. 3285千克去離子水加熱至85°C，開啟攪拌裝置，攪拌速度設(shè)定為300轉(zhuǎn)/ 分鐘，再加入3. 6千克聚乙烯醇，溶解后加入0. 004千克有機硅消泡劑，降溫至40°C，再加入 〇.01千克十二烷基磺酸鈉，持續(xù)攪拌1小時后關(guān)閉攪拌裝置，再添加〇.35千克納米水滑石 的納米水滑石，超聲波震蕩使晶體充分分散。滴加完畢升溫至60°C恒溫1小時，再次加入 0. 0075千克的檸檬酸和0. 7千克的聚丙烯酰胺，恒溫2小時，再次開啟攪拌裝置，充分?jǐn)嚢?1小時，降到室溫后過濾出料。將制得的涂料經(jīng)過上機涂布，基材為19ym的BOPP光膜，涂布 量為0. 8g/m2,下機固化48小時測試其氧氣透過率為0. 6ml/m2. 24h，剝離強度為1. 8N/15mm。
[0018] 實施例二：
[0019] 先將67. 995千克去離子水加熱至90°C，開啟攪拌裝置，攪拌速度設(shè)定為300轉(zhuǎn)/ 分鐘，再加入5. 625千克聚乙烯醇，溶解后加入0. 00525千克有機硅消泡劑，降溫至40 °C，再 加入0. 015千克十二烷基硫酸鈉，持續(xù)攪拌1小時后關(guān)閉攪拌裝置，再添加0. 45千克納米 水滑石的納米水滑石，超聲波震蕩使晶體充分分散。滴加完畢升溫至60°C恒溫1小時，再 次加入0. 00975千克的對甲苯磺酸和0. 9千克的聚丙烯酰胺，恒溫2小時，再次開啟攪拌裝 置，充分?jǐn)嚢?小時，降到室溫后過濾出料。將制得的涂料經(jīng)過上機涂布，基材為19ym的 B0PP光膜，涂布量為0. 8g/m2,下機固化48小時測試其氧氣透過率為0. 5ml/m2. 24h，剝離強 度為 1. 9N/15mm。
[0020] 實施例三：
[0021] 先將112. 9625千克去離子水加熱至100°C，開啟攪拌裝置，攪