CN104878655B - 防水纸袋涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水纸袋涂料及其制备方法，包括：1)将稀硫酸与淀粉进行糊化以制成淀粉溶液；2)将淀粉溶液进行蒸煮以制得糊状物；3)将甘油、水杨酸、乙醇、松香、成膜助剂、木质纤维素、纳米钯、硅乳胶、氧化镁、表面活性剂和所述糊状物混合制得防水纸袋涂料。通过该方法制得的防水纸袋涂料能够稳定地附着于纸袋的表面，进而提高纸袋的机械性能，尤其是防水性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料，具体地，涉及一种防水纸袋涂料及其制备方法。
背景技术
食品袋即用于盛装食品的袋体，从材质上进行划分，包括纸质食品袋和塑料食品袋。塑料食品袋具有优异的力学性能、防腐蚀和防水的特性，但是塑料食品袋难以分解，及其不符合当下环保的理念；而纸质食品袋由于具有优异的可降解性，完全符合环保的要求，因此能够得以大范围使用。
虽然纸质食品袋具有优异的可降解性，但是食品袋的机械性能较塑料食品袋而言较差，尤其是防水性能，从而导致纸质食品袋在使用过程中出现破裂和遇水破损的情况的发生，极大地限制了进一步的推广和使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种防水纸袋涂料及其制备方法，通过该方法制得的防水纸袋涂料能够稳定地附着于纸袋的表面，进而提高纸袋的机械性能，尤其是防水性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种防水纸袋涂料的制备方法，包括：
1)将稀硫酸与淀粉进行糊化以制成淀粉溶液；
2)将淀粉溶液进行蒸煮以制得糊状物；
3)将甘油、水杨酸、乙醇、松香、成膜助剂、木质纤维素、纳米钯、硅乳胶、氧化镁、表面活性剂和所述糊状物混合制得防水纸袋涂料。
本发明还提供了一种防水纸袋涂料，该防水纸袋涂料通过上述的方法制备而成。
通过上述技术方案，本发明提供的防水纸袋涂料中各组分通过协同作用使得该防水纸袋涂料能够稳定地附着于纸袋的纸袋表面进而提高纸袋的机械性能，同时由于纸袋的主要原料为纤维素，由葡萄糖组成的大分子多糖，多糖表面的羟基为极性基团，表面活性剂的极性基团(亲水基)能够与羟基相结合，而表面活性剂的非极性基团(疏水基)一致朝外，因为疏水基与水的亲和力小，进而能够防止水进入纸袋，从而使得纸袋达到了防水的性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种防水纸袋涂料的制备方法，包括：
1)将稀硫酸与淀粉进行糊化以制成淀粉溶液；
2)将淀粉溶液进行蒸煮以制得糊状物；
3)将甘油、水杨酸、乙醇、松香、成膜助剂、木质纤维素、纳米钯、硅乳胶、氧化镁、表面活性剂和糊状物混合制得防水纸袋涂料。
在步骤1)中，各物质的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了淀粉能够于稀硫酸更加快速地糊化，优选地，相对于100重量份的淀粉，稀硫酸的用量为2-4重量份。其中，稀硫酸的具体浓度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步优化糊化效果，更优选地，稀硫酸中的硫酸的浓度为2-5重量％。
在本发明中，糊化的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高糊化效果，优选地，糊化满足以下条件：糊化温度为15-35℃，糊化时间为30-60min。
在本发明的步骤2)中，蒸煮的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得纤维素细胞完全破裂进而使得糊化过程充分完成，优选地，蒸煮满足以下条件：蒸煮温度为70-80℃，蒸煮时间为2-4h。
在本发明的步骤3)中，各物质的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的防水纸袋涂料具有更优异的粘结和防水效果，优选地，相对于100重量份的糊状物，甘油的用量为1-5重量份，水杨酸的用量为2-6重量份，乙醇的用量为0.5-1.5重量份，松香的用量为0.5-1.2重量份，成膜助剂的用量为1.5-3.5重量份，木质纤维素的用量为0.7-1.6重量份，纳米钯的用量为0.05-0.08重量份，硅乳胶的用量为0.8-2.5重量份，氧化镁的用量为1.5-2重量份，表面活性剂的用量为4-8重量份。
在本发明中，成膜助剂的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的防水纸袋涂料具有更优异的粘结和防水效果，优选地，成膜助剂选自中的丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚醋酸酯。
在本发明中，表面活性剂的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的防水纸袋涂料具有更优异的粘结和防水效果，优选地，表面活性剂选自十二烷基苯磺酸盐、硬脂酸和硬脂酸盐中的一种或多种。
在本发明中，纳米钯的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的防水纸袋涂料具有更优异的粘结和防水效果，优选地，纳米钯的粒径为10-30nm。
在本发明的步骤3)中，混合的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得各物料充分的混合，优选地，混合满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间为20-40min。
本发明还提供了一种防水纸袋涂料，防水纸袋涂料通过上述的方法制备而成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，抗张强度(σb/kN·m-1)和断裂时伸长率(δ/％)参数通过国标GB/T 12914-2008的方法测得。
实施例1
1)在25℃下，将稀硫酸(含有4重量％的硫酸)与淀粉进行糊化40min以制成淀粉溶液；其中，稀硫酸与淀粉的重量比为100：3。
2)在75℃下，将淀粉溶液进行蒸煮3h以制得糊状物；
3)在25℃下，将上述糊状物、甘油、水杨酸、乙醇、松香、丙二醇丁醚、木质纤维素、纳米钯(粒径为20nm)、硅乳胶、氧化镁和十二烷基苯磺酸钠(各物质的重量比为100：3：4：1：0.8：2.5：1.2：0.06：1.5：1.7：6)混合30min制得防水纸袋涂料A1。
实施例2
1)在15℃下，将稀硫酸(含有2重量％的硫酸)与淀粉进行糊化30min以制成淀粉溶液；其中，稀硫酸与淀粉的重量比为100：2。
2)在70℃下，将淀粉溶液进行蒸煮2h以制得糊状物；
3)在15℃下，将上述糊状物、甘油、水杨酸、乙醇、松香、丙二醇甲醚醋酸酯、木质纤维素、纳米钯(粒径为10nm)、硅乳胶、氧化镁和硬脂酸盐(各物质的重量比为100：1：2：0.5：0.5：1.5：0.7：0.05：0.8：1.5：4)混合20min制得防水纸袋涂料A2。
实施例3
1)在35℃下，将稀硫酸(含有5重量％的硫酸)与淀粉进行糊化60min以制成淀粉溶液；其中，稀硫酸与淀粉的重量比为100：4。
2)在80℃下，将淀粉溶液进行蒸煮4h以制得糊状物；
3)在35℃下，将上述糊状物、甘油、水杨酸、乙醇、松香、丙二醇丁醚、木质纤维素、纳米钯(粒径为30nm)、硅乳胶、氧化镁和硬脂酸(各物质的重量比为100：5：6：1.5：1.2：3.5：1.6：0.08：2.5：2：8)混合40min制得防水纸袋涂料A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B1，所不同的是步骤1)中无稀硫酸。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B2，所不同的是步骤2)中未蒸煮处理。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B3，所不同的是步骤3)中无甘油。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B4，所不同的是步骤3)中无水杨酸。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B5，所不同的是步骤3)中无松香。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B6，所不同的是步骤3)中无丙二醇丁醚。
对比例7
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B7，所不同的是步骤3)中无木质纤维素。
对比例8
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B8，所不同的是步骤3)中无纳米钯。
对比例9
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B9，所不同的是步骤3)中无硅乳胶。
对比例10
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B10，所不同的是步骤3)中无氧化镁。
对比例11
按照实施例1的方法进行制得防水纸袋涂料B11，所不同的是步骤3)中无十二烷基苯磺酸钠。
检测例1
在25℃下，将上述防水纸袋涂料涂抹于纸袋本体的表面，然后待涂料晾干制得防水纸袋，最后将防水纸袋和纸袋本体通过国标GB/T 12914-2008的方法测得抗张强度(σb/kN·m-1)和断裂时伸长率(δ/％)参数，结果见表1。
检测例2
在25℃下，将上述防水纸袋涂料涂抹于纸袋本体的表面，然后待涂料晾干制得防水纸袋，最后向防水纸袋和纸袋本体中灌水，1h后观察防水纸袋和纸袋的外形，结果见表1。
表1
| 抗张强度(σb/kN·m-1) | 断裂时伸长率(δ/％) | 外形 | |
| A1 | 8.3 | 5.9 | 无渗水 |
| A2 | 8.5 | 6.1 | 无渗水 |
| A3 | 9.1 | 6.3 | 无渗水 |
| B1 | 6.5 | 4.6 | 有渗水 |
| B2 | 6.7 | 4.0 | 有渗水 |
| B3 | 5.9 | 3.9 | 有渗水 |
| B4 | 6.2 | 4.2 | 有渗水 |
| B5 | 6.1 | 4.1 | 有渗水 |
| B6 | 6.3 | 4.4 | 有渗水 |
| B7 | 5.8 | 4.6 | 有渗水 |
| B8 | 5.7 | 4.7 | 有渗水 |
| B9 | 6.0 | 5.0 | 有渗水 |
| B10 | 6.4 | 5.1 | 有渗水 |
| B11 | 6.6 | 5.2 | 有渗水 |
| 纸袋本体 | 4.5 | 3.8 | 有渗水 |
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的防水纸袋涂料能够稳定的附着于纸袋本体的表面，同时使得纸袋本体的机械性能和防水性能得到极大的提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种防水纸袋涂料的制备方法，其特征在于，包括：
1)将稀硫酸与淀粉进行糊化以制成淀粉溶液；
2)将淀粉溶液进行蒸煮以制得糊状物；
3)将甘油、水杨酸、乙醇、松香、成膜助剂、木质纤维素、纳米钯、硅乳胶、氧化镁、表面活性剂和所述糊状物混合制得防水纸袋涂料；
其中，相对于100重量份的所述糊状物，所述甘油的用量为1-5重量份，所述水杨酸的用量为2-6重量份，所述乙醇的用量为0.5-1.5重量份，所述松香的用量为0.5-1.2重量份，所述成膜助剂的用量为1.5-3.5重量份，所述木质纤维素的用量为0.7-1.6重量份，所述纳米钯的用量为0.05-0.08重量份，所述硅乳胶的用量为0.8-2.5重量份，所述氧化镁的用量为1.5-2重量份，所述表面活性剂的用量为4-8重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的淀粉，所述稀硫酸的用量为2-4重量份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述稀硫酸中的硫酸的浓度为2-5重量％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述糊化满足以下条件：糊化温度为15-35℃，糊化时间为30-60min。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述蒸煮满足以下条件：蒸煮温度为70-80℃，蒸煮时间为2-4h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述成膜助剂选自中的丙二醇丁醚和/或丙二醇甲醚醋酸酯。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸盐、硬脂酸和硬脂酸盐中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述纳米钯的粒径为10-30nm。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述混合满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间为20-40min。
10.一种防水纸袋涂料，其特征在于，所述防水纸袋涂料通过权利要求1-8中任意一项所述的方法制备而成。
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