CN102936309A - 一种耐蒸煮pvdc水性乳液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐蒸煮PVDC水性乳液，按重量份数该PVDC水性乳液由以下组分组成：偏氯乙烯88~95份，共聚单体5~12份，种子乳化剂0.10~0.3份，pH调节剂0.02~0.05份，乳化剂1.0~3.0份，引发剂0.03~0.2份，去离子水100份，本发明的耐蒸煮PVDC水性乳液适用于双向拉伸尼龙膜的涂布，成膜后阻隔性能好，制得的涂布膜具有良好的抗水煮“泛白”特性，水煮后涂布膜外观透明，可广泛应用于果蔬类水煮杀菌食品的包装材料。

Description

一种耐蒸煮PVDC水性乳液

技术领域

本发明涉及一种PVDC共聚乳液，更具体的说，本发明涉及一种耐蒸煮PVDC水性乳液。

背景技术

聚偏二氯乙烯（简称PVDC）高分子材料作为一种综合阻隔性能好的包装材料，安全无毒，在食品包装领域有着广泛的应用。通用型PVDC乳液在食品涂布膜BOPP、BOPET薄膜方面应用技术成熟。但是，在出口的水煮果蔬类食品的包装上存在以下不足：

1、提供的包装食品需要消费者自己蒸煮加工后才能食用，浪费时间；

2、提供的食品没有经过高温消毒杀菌，保质期有限；

3、包装不透明，看不到被包装物。

针对以上不足，人们开发了耐蒸煮聚偏二氯乙烯涂布薄膜，这种涂布膜具有耐蒸煮、透明、环保、安全、无毒、成本低的优点，经过复合，这种薄膜可直接包装食品，并可将食品连同包装袋一起蒸煮，经过高温消毒杀菌，消费者打开包装袋后可直接食用。

如中国专利公开号CN102380998A，公开日2012年3月21日，发明名称：一种耐蒸煮聚偏二氯乙烯涂布薄膜及其制造方法。该申请案公布了一种耐蒸煮聚偏二氯乙烯涂布薄膜及其制造方法；包括基材和基材表面的涂料层，涂料层与基材之间有底胶层，所述涂料层是由通过改性制得的耐蒸煮聚偏二氯乙烯乳液涂覆在底胶层表面并烘干后形成的改性聚偏二氯乙烯涂层，所述耐蒸煮聚偏二氯乙烯乳液由含有下述重量含量的原料配制成：聚偏二氯乙烯共混乳液25-95份，软化水0-70份、滑爽剂0-15份、防粘剂0.1-5份；所述聚偏二氯乙烯共混乳液由含有下述重量含量的原料配制成：聚偏二氯乙烯乳液88-98.5份、四乙烯五胺1.5-12份。不足之处是，该方法使用市售的通用型的PVDC乳液制作耐蒸煮PVDC水性乳液涂布膜，然而使用通用型的PVDC乳液制作的PVDC乳液涂布膜在水煮过程中发雾“泛白”，阻隔性下降，透明度变差，影响包装产品外观与性能。因此市售通用型PVDC乳液在水煮食品包装应用上还存在着一定缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种成膜后阻隔性能好、具有良好的抗水煮“泛白”特性的耐蒸煮PVDC水性乳液。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐蒸煮PVDC水性乳液，按重量份数该PVDC水性乳液由以下组分组成：

进一步的：

所述的共聚单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物。

所述的共聚单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物。

所述的种子乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钠中的一种或几种的混合物。

所述的pH调节剂选自冰醋酸、乙二酸、碳酸氢盐之一种或几种的混合物。

所述的乳化剂为山梨醇酐单油酸酯、苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸2-磺酸乙酯、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸中的两种或几种的混合物。

所述的引发剂为过硫酸铵与亚硫酸钠混合物或过硫酸钠与硫代硫酸钠混合物或叔丁基过氧化氢与雕白粉混合物。

所述的种子乳化剂重量份数为0.15～0.25份，pH调节剂重量份数为0.03～0.04份，乳化剂重量份数为1.2～2.5份，引发剂重量份数为0.05～0.15份。

与偏氯乙烯单体共聚的单体优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物，更优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物。共聚单体的用量对乳液成膜结晶度有影响，共聚单体的用量太大使膜变软，阻隔性能下降，太小使膜变脆，失去阻隔性。因此本发明中共聚单体的重量份数为5~12份。

耐水煮PVDC水性乳液对PVDC聚合物的分子结构及乳化剂的互配组合体系有着严格的要求，多层结构PVDC聚合物粒子在分子结构上可以起到组合功效作用，可保证聚合物的阻隔性、结晶速度、结晶率及成膜温度和热封温度，提高聚合物的成膜性和热封性。乳化体系直接影响PVDC乳液的涂布膜是否具有抗水煮“泛白”的特性。由于PVDC聚合物在薄膜表面涂布干燥之后，聚合物与乳化剂分子都会粘附在薄膜表面，PVDC聚合物为疏水性，因此本发明的耐水煮PVDC水性乳液乳化体系可使用非离子型乳化剂或聚合型乳化体系，优选的种子乳化剂为种子乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钠中的一种或几种的混合物；优选的乳化剂为山梨醇酐单油酸酯、苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸2-磺酸乙酯、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸中的两种或几种的混合物。

种子乳化剂和乳化剂的用量对乳液的颗粒大小及粒经有影响，其用量太大则乳液颗粒小，反之则颗粒大，粘度高，因此本发明中种子乳化剂的重量份数为0.1~0.3份，优选为0.15~0.25份；乳化剂重量份数为1.0~3.0份，优选为1.2~2.5份。

引发剂的类型和用量对聚合物的分子量有影响。本发明中的引发剂可使用过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、或过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾分别与亚硫酸钠、硫代硫酸钠复配或叔丁基过氧化氢与雕白粉复配的氧化还原体系中的一种，优选过硫酸铵与亚硫酸钠混合物、过硫酸钠与硫代硫酸钠混合物、叔丁基过氧化氢与雕白粉混合物中的一种，更优选使用叔丁基过氧化氢与雕白粉复配的氧化还原体系的混合物。引发剂用量太大聚合物的分子量变小、乳液成膜后变脆，阻隔性下降，用量太小则聚合物分子量大，反应过程中易出渣，因此，本发明中引发剂的重量份数为0.03~0.2份，优选为0.05~0.15。

pH调节剂的种类和用量直接影响上述引发剂的自由基活性及偏氯乙烯单体的稳定性。本发明中的pH调节剂可以使用冰醋酸、乙二酸、碳酸氢盐中的一种，优选冰醋酸。pH调节剂用量太大易降低引发剂活性，用量太小则降低偏氯乙烯单体的稳定性，因此，本发明中pH调节剂的重量份数为0.02~0.05份，优选为0.03~0.04。

本发明的优点为：

1、制得的双向拉伸尼龙涂布膜具有良好的抗水煮“泛白”特性，水煮后涂布膜外观透明；

2、耐蒸煮PVDC水性乳液适用于双向拉伸尼龙膜的涂布，可广泛应用于果蔬类水煮杀菌食品的包装材料。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限于所述的实施例。

实施例1

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例2

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例3

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例4

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例5

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例6

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

对比例1

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

对比例2

一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其原料配方如下：

实施例7

实施例1的耐蒸煮PVDC水性乳液的制备方法，步骤如下：

（1）在100L不锈钢聚合釜（长径比为2：1，双层两叶45°斜桨）中，投入去离子水38kg、十二烷基硫酸钠80g、冰醋酸20g，用氮气试压试漏后抽真空。

（2）在聚合釜中加入偏氯乙烯3.02kg、丙烯酸甲酯0.28kg，搅拌20分钟后，升温至55℃，连续滴加叔丁基过氧化氢水溶液0.25kg、雕白粉水溶液0.24kg，滴加反应1小时，完成种子聚合。

（3）连续滴加偏氯乙烯22.6kg、丙烯酸甲酯2.1kg、甲基丙烯酸-2-磺酸乙酯与山梨醇酐单油酸酯混合配制的水溶液4kg、叔丁基过氧化氢水溶液1.41kg、雕白粉水溶液1.41kg，保持反应温度为54.5～55℃，滴加反应6小时，完成第一阶段聚合。

（4）连续滴加偏氯乙烯12.6kg、丙烯酸甲酯1.41kg、甲基丙烯酸-2-磺酸乙酯与山梨醇酐单油酸酯混合配制的水溶液2kg、叔丁基过氧化氢水溶液0.52kg、雕白粉水溶液0.51kg，保持反应温度为54.5～55℃，滴加反应2小时，完成第二阶段聚合。

（5）连续滴加偏氯乙烯12.08kg、丙烯酸甲酯0.51kg、丙烯酸丁酯0.4kg、甲基丙烯酸2-磺酸乙酯与山梨醇酐单油酸酯混合配制的水溶液4kg、叔丁基过氧化氢水溶液1.2kg、雕白粉水溶液1.2kg，保持反应温度为54.5～55℃，滴加反应4小时，完成第三阶段聚合反应。

（6）快速加入余下的叔丁基过氧化氢水溶液0.645kg、雕白粉水溶液0.66kg，保持反应温度为54.5～55℃，滴加反应1小时后，快速升温至68℃，通入氮气、抽真空脱析2小时，回收未反应完全的单体，最后经过熟化、过滤、出料包装即得到耐蒸煮PVDC水性乳液，其性能见表1

表1实施例1~6及对比例制得的PVDC水性乳液性能

实施例8~15

本发明的耐蒸煮PVDC水性乳液制得的PVDC双向拉伸尼龙涂布膜性能检测。

将本实施例与对比例制得的PVDC乳液以双向拉伸尼龙膜为基材，通过逆转辊式吻式涂布底涂0.4g/m²特种耐蒸煮聚氨酯以后，再面涂3.5g/m²的上述制得该PVDC乳液，经红外线和烘箱干燥形成聚偏氯乙烯涂层，再在45℃烘房内熟化固化48小时，制得PVDC双向拉伸尼龙涂布膜。对制得PVDC双向拉伸尼龙涂布膜进行水蒸气透过量及氧气透过量、雾度性能测试，其中涂布膜水蒸气透过量检测方法按GB1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》标准执行；氧气透过量检测方法按GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》标准执行；雾度检测方法按GB/T2410-2008《透明塑料雾度和透光率试验方法》标准执行。同时对PVDC尼龙涂布膜做水煮对比试验，实验方法为：将涂布膜样品放入装有95℃水的水锅中，维持95℃水温2小时，检测结果见表2。

表2 PVDC水性乳液制得的PVDC双向拉伸尼龙涂布膜性能检测结果

Claims (8)

1.一种耐蒸煮PVDC水性乳液，按重量份数该PVDC水性乳液由以下组分组成：

。

2.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的共聚单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的共聚单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、丙烯酸、衣康酸中的两种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的种子乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钠中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的pH调节剂选自冰醋酸、乙二酸、碳酸氢盐中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的乳化剂为山梨醇酐单油酸酯、苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸2-磺酸乙酯、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸中的两种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的引发剂为过硫酸铵与亚硫酸钠混合物或过硫酸钠与硫代硫酸钠混合物或叔丁基过氧化氢与雕白粉混合物。 

8.根据权利要求1所述的一种耐蒸煮PVDC水性乳液，其特征在于所述的种子乳化剂重量份数为0.15～0.25份，pH调节剂重量份数为0.03～0.04份，乳化剂重量份数为1.2～2.5份，引发剂重量份数为0.05～0.15份。