CN102079914A - 一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液、制备方法及应用,由聚乙烯醇PVA、黏度调节剂、分散剂、水和耐水改性剂混合而成。将制备出来的涂布液匀涂布于PE、PP、PA或PET塑料薄膜上,烘干、卷取后,再置于45摄氏度熟化间熟化。本发明由于涂布液不含有毒物质,没有刺激性气味,从而使本发明能用于食品包装;由于涂布液透明,液黏度稳定,从而使本发明制作的高阻隔膜适合彩色印刷、干式复合和长期储运;由于涂布液制作的涂布膜具有高阻氧性能,从而使本发明制作的高阻隔包装材料具有保鲜、保香和延长产品货架期的功能。
Description
技术领域
本发明属于安全、无毒的高阻隔涂布液,特别是一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液、制备方法及应用。
背景技术
聚乙烯醇(PVA)是一种性能优良,用途广泛的水溶性聚合,其主链上含有大量羟基,结构式为(-CH2CHOH-)n。由于其侧基3/H和3/OH的体积均小,可进入结晶点中而不造成应力,故有高度结晶性,使PVA的透气性很小。由它制备的薄膜具有优异的阻氧性、阻油性、耐磨性、抗撕裂性、透明性、抗静电性、印刷性、耐化学腐蚀性等,并在一定条件下具有可生物降解性,在薄膜材料中占有独特的、十分重要的地位。
由于PVA难于热熔加工,因此目前在包装行业主要将其溶于水配成水溶液,再涂布于各类基材表面,如PE、PET、PA、PP,用以替代昂贵的铝箔作为高阻隔层,以增强塑料薄膜对氧气、二氧化碳和氢气等其他气体的阻隔性能,拓宽这类塑料薄膜的用途,提高附加值。
但由于PVA主链上3/OH基团的存在,使PVA具有很高的吸水性。实验表明,采用醇解度>98%,聚合度为1700~1900的PVA制成的皮膜,在26℃时,当相对湿度小于60%时,氧气透过系数较小,在空气中的平衡吸水率为4%;之后随着相对湿度的上升透氧系数大幅度上升;当相对湿度为80%,PVA皮膜的平衡含水率约为7.5%,此时的氧气透过系数是RH60%时的三倍;当相对湿度大于80%时,透氧系数呈现指数式增长;若将PVA皮膜直接暴露于水中,则会崩裂溶解。
实际上,涂布于塑料基膜上的PVA高阻隔层,因为其高吸潮性,不仅阻隔性能大大降低,而且因为PVA易溶于水,在使用水性油墨印刷时,容易造成印刷质量下降,给实际使用造成很大不便。此外,完全醇解PVA的水溶液表面张力很高,0.2%浓度时,表面张力接近70mN/m,且含有大量的极性基团,在实际生产涂布时胶液容易产生收缩漏涂现象,特别是在PP、PE这类材料上,限制了其使用范围。
因此,使PVA获得一定的耐水性能,对保证PVA涂层的高阻隔性及其使用至关重要。目前,使PVA获得一定耐水性的方法一般都涉及到醛类物质,而残留的醛类物质大大影响了该高阻隔层的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种完全无毒,具有耐水性能,同时有很高氧气阻隔性能的高阻隔涂布液、制备方法及应用,主要用于制作高阻隔牛奶包装膜。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液,由聚乙烯醇PVA、黏度调节剂、分散剂、水和耐水改性剂混合而成。
一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,在质量浓度10%的PVA溶液中先加入黏度调节剂,搅拌均匀;再在快速搅拌下,加入耐水改性剂,搅拌均匀;再加入分散剂,继续搅拌;最后加入水,调节PVA胶液固体含量,搅拌均匀,整个过程在室温下操作。
一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的应用,将制备出来的涂布液匀涂布于PE、PP、PA或PET塑料薄膜上,烘干、卷取后,再置于45摄氏度熟化间熟化。
本发明与现有技术相比,其显著优点:由于涂布液不含有毒物质,没有刺激性气味,从而使本发明能用于食品包装;由于涂布液透明,液黏度稳定,从而使本发明制作的高阻隔膜适合彩色印刷、干式复合和长期储运;由于涂布液制作的涂布膜具有高阻氧性能,从而使本发明制作的高阻隔包装材料具有保鲜、保香和延长产品货架期的功能。本发明克服了PVA亲水性问题,保留了PVA的阻氧性能,同时采用新型改性剂使得本发明安全无毒。
具体实施方式
本发明用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液,由聚乙烯醇PVA、黏度调节剂、分散剂、水和耐水改性剂混合而成。各组分质量比为,10%聚乙烯醇溶液∶分散剂∶耐水改性剂∶黏度调节剂∶水=100∶20∶(30~50)∶0.5∶(30~50)。分散剂为SiO2溶胶或表面活性剂;黏度调节剂为甲醇、乙醇或丁醇;耐水改性剂为氧化铝溶胶。
本发明用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,在质量浓度10%的PVA溶液中先加入黏度调节剂,搅拌均匀;再在快速搅拌下,加入耐水改性剂,搅拌均匀;再加入分散剂,继续搅拌;最后加入水,调节PVA胶液固体含量,搅拌均匀,整个过程在室温下操作。各组分质量比为,10%聚乙烯醇溶液∶分散剂∶耐水改性剂∶黏度调节剂∶水=100∶20∶(30~50)∶0.5∶(30~50)。分散剂为SiO2溶胶或表面活性剂。黏度调节剂为甲醇、乙醇或丁醇。耐水改性剂为氧化铝溶胶。
本发明用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的应用,将制备出来的涂布液匀涂布于PE、PP、PA或PET塑料薄膜上,烘干、卷取后,再置于45摄氏度熟化间熟化。
实施例1
表1PVA高阻隔涂布液各组分配比
PVA高阻隔涂布液配比见表1,制备过程为:在100份10%PVA水溶液中加入0.5份丁醇,搅拌均匀;再在快速搅拌下,缓慢加入50份5%Al2O3溶胶,持续搅拌2h;再缓慢加入20份10%SiO2溶胶,继续搅拌0.5h;最后加入30份水,搅拌均匀即可;整个过程温度控制在25℃左右。通过上述方法得到涂布液为混合物。
将上述高阻隔涂布液倾注于洁净、平整的不锈钢托盘上,置于45℃真空干燥箱中烘干,待水分充分挥发,再将该皮膜置于75℃烘箱中热处理2h,揭下,得到改性PVA皮膜。
表2改性PVA皮膜耐水性能
经改性后PVA皮膜耐水性大大提高,在25℃,RH=80%时,其在空气中的平衡吸水率为3%,与未经改性的PVA皮膜在温度为25℃,相对湿度为50%时的平衡吸水率相当。冷水不溶,但不耐热水。具体数据详见表2。
将上述高阻隔涂布液分别涂布于5s厚的LDPE和1.2s厚的PET薄膜上,胶液涂布量约为10g/m2;干燥,再在45℃的熟化间热处理48h,得到高阻隔涂布膜,结构为PVA/PE、PVA/PET,其氧气阻隔性能列于表3:(数据均在RH0%下测得)
表3改性PVA涂布膜氧气阻隔性能
实施例2
表4PVA高阻隔涂布液各组分配比
PVA高阻隔涂布液配比见表4,制备过程为:在100份10%PVA水溶液中加入0.5份丁醇,搅拌均匀;再在快速搅拌下,缓慢加入30份5%Al2O3溶胶,持续搅拌2h;再缓慢加入20份10%SiO2溶胶,继续搅拌0.5h;最后加入50份水,搅拌均匀即可;整个过程温度控制在25℃左右。
将上述高阻隔涂布液倾注于洁净、平整的不锈钢托盘上,置于45℃真空干燥箱中烘干,待水分充分挥发,再将该皮膜置于75℃烘箱中热处理2h,揭下,得到改性PVA皮膜。
表5改性PVA皮膜耐水性能
经改性后PVA皮膜耐水性有所提高,在25℃,RH=80%时,其在空气中的平衡吸水率为5%,与未经改性的PVA皮膜在温度为25℃,相对湿度为70%时的平衡吸水率相当。冷水微溶,但不耐热水。具体数据详见表5。
将上述高阻隔涂布液分别涂布于5s厚的LDPE和1.2s厚的PET薄膜上,胶液涂布量约为10g/m2;干燥,再在45℃的熟化间热处理48h,得到高阻隔涂布膜,结构为PVA/PE、PVA/PET,其氧气阻隔性能列于表6:(数据均在RH0%下测得)
表6改性PVA涂布膜氧气阻隔性能
Claims (9)
1.一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液,其特征在于:由聚乙烯醇PVA、黏度调节剂、分散剂、水和耐水改性剂混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液,其特征在于:各组分质量比为,10%聚乙烯醇溶液∶分散剂∶耐水改性剂∶黏度调节剂∶水=100∶20∶(30~50)∶0.5∶(30~50)。
3.根据权利要求1所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液,其特征在于:分散剂为SiO2溶胶或表面活性剂;黏度调节剂为甲醇、乙醇或丁醇;耐水改性剂为氧化铝溶胶。
4.一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,其特征在于:在质量浓度10%的PVA溶液中先加入黏度调节剂,搅拌均匀;再在快速搅拌下,加入耐水改性剂,搅拌均匀;再加入分散剂,继续搅拌;最后加入水,调节PVA胶液固体含量,搅拌均匀,整个过程在室温下操作。
5.根据权利要求4所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,其特征在于:各组分质量比为,10%聚乙烯醇溶液∶分散剂∶耐水改性剂∶黏度调节剂∶水=100∶20∶(30~50)∶0.5∶(30~50)。
6.根据权利要求4所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,其特征在于:分散剂为SiO2溶胶或表面活性剂。
7.根据权利要求4所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,其特征在于:黏度调节剂为甲醇、乙醇或丁醇。
8.根据权利要求4所述的用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的制备方法,其特征在于:耐水改性剂为氧化铝溶胶。
9.一种用于制作高阻隔牛奶包装膜的涂布液的应用,其特征在于:将制备出来的涂布液匀涂布于PE、PP、PA或PET塑料薄膜上,烘干、卷取后,再置于45摄氏度熟化间熟化。
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