一種酸奶不沾蓋專用膠乳及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酸奶不沾蓋專用膠乳及其制備方法和應(yīng)用，屬于高分子材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和生活質(zhì)量的不斷提高，酸奶作為一種時(shí)尚健康的飲品，越來越受到人們的青睞；而它多元化的包裝設(shè)計(jì)更是受到極大的關(guān)注。根據(jù)酸奶的性質(zhì)和包裝的特殊目的要求所選用的包裝材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高阻隔性、耐高溫和低溫性好、耐氣候性好、包裝操作適應(yīng)性好、衛(wèi)生安全、包裝廢棄物處理方便等，因此，目前市場(chǎng)上材質(zhì)為塑料的酸奶杯及材質(zhì)為鋁箔復(fù)合膜的酸奶蓋包裝設(shè)計(jì)大受歡迎。
[0003]然而，此包裝也有缺點(diǎn)存在，就是當(dāng)我們?cè)诤人崮虝r(shí)總會(huì)發(fā)現(xiàn)酸奶蓋上總會(huì)粘上一層厚厚的酸奶，扔掉既可惜又浪費(fèi)，而舔著吃既不衛(wèi)生又不雅觀，給消費(fèi)者帶來了困擾。因此，需要一種能夠不沾酸奶并仍然具有良好性能的酸奶蓋，以克服此問題。于是，日本模擬荷葉不沾水的原理發(fā)明了不沾酸奶的酸奶蓋，此技術(shù)方案并未公開且若進(jìn)口此產(chǎn)品成本必定會(huì)大幅度升高。因此，國(guó)內(nèi)需要一種能夠涂覆于酸奶蓋上的膠乳，使酸奶蓋類似于荷葉一般，具有不沾酸奶的性能?？墒?，大量的研究證明荷葉的防水性能是一種受到乳突結(jié)構(gòu)、空氣和葉片表面蠟質(zhì)的共同作用的效應(yīng):有蠟質(zhì)涂層的乳突結(jié)構(gòu)使葉片表面粗糙，空氣填充這些乳突之間的間隙，當(dāng)水滴落在葉片上時(shí)，一方面空氣托起的液滴，并防止它浸潤(rùn)微細(xì)結(jié)構(gòu)，另一方面，表面粗糙度和蠟質(zhì)使液滴容易滑動(dòng)；而經(jīng)過大量試驗(yàn)表明:市面上普通的膠乳涂覆于酸奶蓋上并不能形成如乳突結(jié)構(gòu)般粗糙并具有蠟質(zhì)的涂層，即利用市面上的普通乳膠涂覆于酸奶蓋上并無法使酸奶蓋具有防沾酸奶的性能，因此，需要一種專用膠乳，使其涂覆于酸奶蓋上具有防沾酸奶的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種酸奶不沾蓋專用膠乳及其制備方法。其創(chuàng)新點(diǎn)在于:在酸奶蓋表面涂布一層本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳，解決酸奶容易粘附在酸奶蓋上的問題。在本發(fā)明酸奶不沾蓋專用膠乳的制備過程中，添加了適量的有機(jī)硅單體和蜂蠟，同時(shí)結(jié)合合適的組分、含量及制備工藝，最終制得聚合物即為本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳，經(jīng)涂布后由于此聚合物中不同化學(xué)性質(zhì)的主鏈和支鏈之間的不相容便產(chǎn)生分子內(nèi)的相分離，并且由于有機(jī)硅的表面能低，迀移排列在酸奶蓋表面，在酸奶蓋表面富集及蜂蠟具有蠟質(zhì)的特性，使得酸奶蓋表面變得粗糙并具有蠟質(zhì)的特性；因此，制得的專用膠乳涂覆于酸奶蓋上顯示出較強(qiáng)的防水和蠟質(zhì)的性能。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:酸奶不沾蓋專用膠乳，由以下反應(yīng)原料通過乳液聚合方式共聚而成，反應(yīng)原料及重量份為:
[0006](1)單體混合物50份，所述單體混合物包括占混合單體總重量80-85 %的偏二氯乙烯、占混合單體總重量8-12%的甲基丙烯酸甲酯、占混合單體總重量5-10%的有機(jī)硅單體、占混合單體總重量0.3-0.7%的蜂蠟和占混合單體總重量0.3-0.7%的甲基丙烯酸；所述有機(jī)硅單體為甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、氯硅烷、γ -氯丙基三氯硅烷中的一種；
[0007](2)引發(fā)劑，所述引發(fā)劑為過硫酸鈉0.08-0.1份；
[0008](3)種子聚合乳化劑，所述種子聚合乳化劑為十二烷基苯磺酸酸鈉0.06-0.1份；
[0009](4)乳化劑，所述乳化劑為仲鏈烷基磺酸鈉1-2份；
[0010](5)助劑，所述助劑包括醋酸銨0.012份和氯化亞鐵0.0005份。
[0011]本發(fā)明還提供所述酸奶不沾蓋專用膠乳的制備方法，采用種子聚合方法制備，具體制備步驟包括:
[0012](1)混合單體配制:將所述偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、有機(jī)硅單體、蜂蠟和甲基丙烯酸混合后高速攪拌2h，備用；
[0013](2)乳化劑配制:將所述仲鏈烷基磺酸鈉加水稀釋至10份，高速攪拌混勻，備用；
[0014](3)引發(fā)劑配制:將所述過硫酸鈉加入去離子水4份中進(jìn)行攪拌混合，備用；
[0015](4)種子聚合反應(yīng):將去離子水或軟水32份、所述助劑、所述種子聚合乳化劑加入反應(yīng)釜中，封釜，通氮?dú)庵脫Q5次，抽真空，吸入5%混合單體作為種子單體，冷分散lh，升溫45°C，以8kg/36h的加料速度栗入引發(fā)劑溶液升溫至55°C恒溫；當(dāng)壓力降至0.01-0.03MPa時(shí)，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
[0016](5)乳液聚合:向種子膠乳中栗入配制好的乳化劑、剩余的混合單體，15小時(shí)加完，當(dāng)壓力降至0-0.0lMPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束；加微晶石蠟0.05份，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C，保持lh，底閥微開，脫吸2h后，加入0.1MPa的水蒸汽，控制溫度為65_70°C，加入pH值調(diào)節(jié)劑三乙胺或氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH值2-2.5，過濾，即得到本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳。
[0017]本發(fā)明還提供所述酸奶不沾蓋專用膠乳在涂覆酸奶蓋上的應(yīng)用。
[0018]本發(fā)明還提供涂覆所述酸奶不沾蓋專用膠乳的酸奶蓋。
[0019]取本發(fā)明制得的專用膠乳涂覆于酸奶蓋(即鋁箔復(fù)合膜)上進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得的氧氣透過率0.2-0.8cc/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 19789-2005)，水蒸汽透過率0.3-0.8g/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 215297-2008)，相對(duì)于常規(guī)鋁箔復(fù)合膜，其阻隔性能加強(qiáng)，保證酸奶的保質(zhì)期甚至延長(zhǎng)其保質(zhì)期。另外，本發(fā)明的專用膠乳涂覆于酸奶蓋上后測(cè)得的表面粗糙度為58462-80254nm(檢測(cè)儀器:0CA20視頻光學(xué)接觸角測(cè)定儀)，與水的接觸角為118-135° (檢測(cè)儀器:NahoscopelllA原子力探針顯微鏡)。由此可見，本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳不僅具有很好的阻隔性能，延長(zhǎng)了酸奶的保質(zhì)期，而且具有良好的防水性能，解決了酸奶容易沾粘酸奶蓋的問題；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的制備方法的真空脫吸步驟前，加入微晶石蠟，起到了消泡作用，改善真空脫吸效果，從而降低單體殘留量(偏氯乙烯單體殘留量< lmg/kg或未檢出)，并且微晶石蠟冷卻后呈固態(tài)，能夠通過過濾進(jìn)行回收利用；本發(fā)明采用特定的加料時(shí)間和工藝控制參數(shù)，使制得的膠乳粒徑分布均勻、穩(wěn)定性好，可達(dá)到常溫下存放2年不破乳、無沉淀，安全性好、環(huán)保、能廣泛運(yùn)用于酸奶包裝行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021](1)混合單體配制:將偏二氯乙烯80kg、甲基丙烯酸甲酯12kg、甲基氯硅烷7kg、蜂錯(cuò)0.3kg和甲基丙稀酸0.7kg混合后高速攪拌2h，備用；
[0022](2)乳化劑配制:將仲鏈烷基磺酸鈉2kg加去離子水稀釋至20kg，高速攪拌混勻，備用;
[0023](3)引發(fā)劑配制:將所述過硫酸鈉160g加入去離子水8kg中進(jìn)行攪拌混合制成引發(fā)劑溶液，備用；
[0024](4)種子聚合反應(yīng):將去離子水或軟水64kg、助劑醋酸銨24g、氯化亞鐵lg、種子聚合乳化劑十二烷基苯磺酸鈉120g加入200L反應(yīng)釜中，封釜，用氮?dú)庵脫Q5次，抽真空，吸入5% (重量)的步驟1制得的混合單體，冷分散lh，升溫至45°C，以8kg/36h的速度連續(xù)栗入配制好的引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度為55°C，當(dāng)壓力降至0.01-0.03MPa時(shí)，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
[0025](5)乳液聚合:向種子膠乳中栗入配制好的乳化劑、剩余的混合單體，15小時(shí)加完，當(dāng)壓力降至0-0.0lMPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束；加微晶石蠟100g，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C，保持lh，底閥微開，脫吸2h后，加入0.1MPa的水蒸汽，過濾，即得到本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳。
[0026]取樣品進(jìn)行檢測(cè)，氧氣透過率0.3cc/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 19789-2005)，水蒸汽透過率0.5g/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 215297-2008)，涂覆于酸奶蓋上后測(cè)得鋁箔復(fù)合膜表面的粗糙度為58462nm(檢測(cè)儀器:0CA20視頻光學(xué)接觸角測(cè)定儀)，與水的接觸角為118° (檢測(cè)儀器:Nahoscope III A原子力探針顯微鏡)。
[0027]實(shí)施例2
[0028](1)混合單體配制:將偏二氯乙烯82kg、甲基丙烯酸甲酯8kg、苯基氯硅烷9kg、蜂錯(cuò)0.4kg和甲基丙稀酸0.6kg混合后高速攪拌2h，備用；
[0029](2)乳化劑配制:將仲鏈烷基磺酸鈉3kg加去離子水稀釋至20kg，高速攪拌混勻，備用;
[0030](3)引發(fā)劑配制:將所述過硫酸鈉180g加入去離子水8kg中進(jìn)行攪拌混合制成引發(fā)劑溶液，備用；
[0031](4)種子聚合反應(yīng):將去離子水或軟水64kg、助劑醋酸銨24g、氯化亞鐵lg、種子聚合乳化劑十二烷基苯磺酸鈉140g加入200L反應(yīng)釜中，封釜，用氮?dú)庵脫Q5次，抽真空，吸入5% (重量)的步驟1制得的混合單體，冷分散lh，升溫至45°C，以8kg/36h的速度連續(xù)栗入配制好的引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度為55°C，當(dāng)壓力降至0.01-0.03MPa時(shí)，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
[0032](5)乳液聚合:向種子膠乳中栗入配制好的乳化劑、剩余的混合單體，15小時(shí)加完，當(dāng)壓力降至0-0.0lMPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束；加微晶石蠟100g，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C，保持lh，底閥微開，脫吸2h后，加入0.1MPa的水蒸汽，過濾，即得到本發(fā)明的酸奶不沾蓋專用膠乳。
[0033]取樣品進(jìn)行檢測(cè)，氧氣透過率0.2cc/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 19789-2005)，水蒸汽透過率0.3g/m2.24h (檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 215297-2008)，涂覆于酸奶蓋上后測(cè)得鋁箔復(fù)合膜表面的粗糙度為73546nm(檢測(cè)儀器:0CA20視頻光學(xué)接觸角測(cè)定儀)，與水的接觸角為130° (檢測(cè)儀器:Nahoscope III A原子力探針顯微鏡)。
[0034]實(shí)施例3
[0035](1)混合單體配制:將偏二氯乙烯83kg、甲基丙烯酸甲酯10kg、甲基乙烯基氯硅烷6kg、蜂錯(cuò)0.4kg和甲基丙稀酸0.6kg混合后高速攪拌2h，備用；
[0036](2)乳化劑配制:將仲鏈烷基磺酸鈉4kg加去離子水稀釋至20kg，高速攪拌混勻，備用;
[0037](3)引發(fā)劑配制:將所述過硫酸鈉200g加入去離子水8kg中進(jìn)行攪拌混合制成引發(fā)劑溶液，備用；
[0038](4)種子聚合反應(yīng):將去離子水或軟水64kg、助劑醋酸銨24g、氯化亞鐵lg、種子聚合乳化劑十二烷基苯磺酸鈉160g加入200L反應(yīng)釜中，封釜，用氮?dú)庵脫Q5次，抽真空，吸入5% (重量)的步驟1制得的混合單體，冷分散lh，升溫至45°C，以8kg/36h的速度連續(xù)栗入配制好的引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度為55°C，當(dāng)壓力降至0.01-0.03MPa時(shí)，種子聚合結(jié)束，得到種子膠乳；
[0039](5)乳液聚合:向種子膠乳中栗入配制好的乳化劑、剩余的混合單體，15小時(shí)加完，當(dāng)壓力降至0-0.0lMPa時(shí)，反應(yīng)結(jié)束；加微晶石蠟100g，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C，保持lh，底閥微開，脫吸2h后，加入0