CN104946037A - 用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液及其制备方法,含有以下质量百分比的原料:改性紫外线吸收剂0.3%~1.2%、PVA9.0%~9.8%、余量为蒸馏水。以经过电晕处理的聚酯薄膜作为基材,将不同种类的紫外线吸收剂经过改性后分别单独与PVA混合制成涂覆液,使用涂布机将制备好的涂覆液涂覆在聚酯薄膜上;然后将涂覆干燥的PET薄膜与PE薄膜进行手工复合用热封机进行制袋,制备几种不同类型的抗紫外线透明薄膜包装袋;将制备好的复合薄膜包装袋用来包装高油脂食品。本发明的抗紫外线性能主要是通过无机紫外线吸收剂纳米氧化锌、纳米二氧化硅以及有机紫外线吸收剂UV-326、UV-531来实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂布液及其制备方法,尤其是一种用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液及其制备方法。
背景技术
目前,研究抗紫外线薄膜用于高油脂食品的包装,主要是利用共挤的方法制备抗紫外线复合薄膜,所制备的复合膜中紫外线吸收剂分布不均匀,影响其抗紫外线效果,而且这种复合薄膜中的部分紫外线吸收剂会直接接触到所包装的高油脂食品中,会关系到油脂食品的安全性。
紫外线吸收剂中有机紫外线吸收剂由于其屏蔽紫外线的波长范围较窄;有效作用时间不长;而且在树脂基体中稳定性差,有机紫外线吸收剂经过较长时间的紫外线辐射后会逐渐分解,导致其失去抗紫外线的特性。因此,现如今无机紫外线吸收剂更受人类欢迎;然而,由于其表面积大,表面性能高,处于非热力学稳态,自身容易发生团聚而导致分散性差无机纳米粒子作为填料使用时,需对其进行表面改性处理来减少或破坏团聚的形成。这里需要加强研究如何改善无机纳米粒子在聚合物中的分散性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种用于涂覆聚酯复合薄膜的涂布液及其制备方法,使聚酯复合薄膜具有食品安全性、抗紫外线性、阻隔性,包装高油脂食品不易变质阻隔紫外线强。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液,含有以下质量百分比的原料:
改性紫外线吸收剂 0.3%~1.2%
PVA 9.0%~9.8%
余量为蒸馏水。
所述改性紫外线吸收剂为改性无机紫外线吸收剂纳米SiO2或纳米ZnO,其改性方法为:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体。
所述改性紫外线吸收剂为改性有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531,其改性方法为:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散。
上述的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液的制备方法,包括以下步骤:
(1)紫外线吸收剂的改性:
A.无机紫外线吸收剂的改性:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体;
B.有机紫外线吸收剂的改性:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散;
(2)PVA的溶解:将水溶性PVA放入盛有蒸馏水的烧杯中,放入水浴锅中升温搅拌,使水浴锅温度逐渐上升到90℃~95℃,充分搅拌45min~60min使PVA充分溶解;
(3)改性紫外线吸收剂的处理:将步骤(1)中改性好干燥的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂放入盛有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min;
(4)将步骤(2)中得到的PVA水溶液与步骤(3)中处理后的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂的水溶液混合,放入水浴锅中搅拌30min~40min后,放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min,然后用三层纱布进行过滤,过滤涂覆液中的杂质和搅拌过程中产生的气泡,将制备好的质地均一的抗紫外线涂膜液静置10h~12h去除气泡。
本发明的有益效果是:使用本发明涂布液生产出来的抗紫外线聚酯薄膜,抗紫外线性强,能有效防止紫外线对包装内容物的危害,从而延缓包装内容物的货架寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
本发明的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液,含有以下质量百分比的原料:
改性紫外线吸收剂 0.3%~1.2%
PVA 9.0%~9.8%
余量为蒸馏水。
所述改性紫外线吸收剂为改性无机紫外线吸收剂纳米SiO2或纳米ZnO,其改性方法为:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体。
所述改性紫外线吸收剂为改性有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531,其改性方法为:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散。
上述的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液的制备方法,包括以下步骤:
(1)紫外线吸收剂的改性:
A.无机紫外线吸收剂的改性:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体;
B.有机紫外线吸收剂的改性:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散;
(2)PVA的溶解:将水溶性PVA放入盛有蒸馏水的烧杯中,放入水浴锅中升温搅拌,使水浴锅温度逐渐上升到90℃~95℃,充分搅拌45min~60min使PVA充分溶解;
(3)改性紫外线吸收剂的处理:将步骤(1)中改性好干燥的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂放入盛有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min;
(4)将步骤(2)中得到的PVA水溶液与步骤(3)中处理后的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂的水溶液混合,放入水浴锅中搅拌30min~40min后,放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min,然后用三层纱布进行过滤,过滤涂覆液中的杂质和搅拌过程中产生的气泡,将制备好的质地均一的抗紫外线涂膜液静置10h~12h去除气泡。
本发明涂布液生产出来的抗紫外线PET薄膜与PE薄膜复合制袋包装高油脂食品,不仅可以是紫外线吸收剂在PET薄膜中分布均匀,而且可以避免紫外线吸收剂与被包装内容物直接接触,保证食品安全性。
实施例1(无机紫外线吸收剂涂覆液)
称取15g的纳米粉体SiO2放入真空干燥箱中,在温度为90℃下干燥4.5h;然后将干燥好的纳米SiO2倒入烧杯中,添加45mL的无水乙醇后在数控超声波清洗器中超声分散30min,将0.75g的硅烷偶联剂KH550溶解于2倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中搅拌1h。最后将分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中95℃干燥11h得到干燥的改性纳米粉体研磨备用。
称取50g絮状的水溶性PVA放入盛有450mL蒸馏水的烧杯中,放入水浴锅中升温搅拌,使水浴锅温度逐渐上升到95℃,充分搅拌1h使PVA充分溶解。称取3.0g干燥且经过改性的纳米SiO2放入盛有50mL蒸馏水的烧杯中,然后放入数控超声波清洗器中超声分散30min。
将上述制备的PVA水溶液与无机紫外线吸收剂纳米SiO2水溶液混合放入水浴锅中搅拌30min后,放入数控超声波清洗器中超声分散30min,然后用三层纱布进行过滤,目的是过滤涂覆液中的杂质和搅拌过程中产生的气泡,将制备好的质地均一的抗紫外线涂膜液静置12h去除气泡后再用于涂覆。
涂覆所采用的是辊式涂布法进行涂覆,将PET薄膜裁切成A4纸张大小,使PET薄膜经过电晕处理的那一面朝上贴在涂布机的胶版上,利用该胶版作为介质使PET薄膜在两辊之间通过,从而实现涂覆液涂覆在PET薄膜上。
实施例2(有机紫外线吸收剂涂覆液)
称取15g有机紫外线吸收剂UV-326与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散30min。
称取50g絮状的水溶性PVA放入盛有450mL蒸馏水的烧杯中,放入水浴锅中升温搅拌,使水浴锅温度逐渐上升到95℃,充分搅拌1h使PVA充分溶解。称取3.0g干燥且经过处理的UV-326放入盛有50mL蒸馏水的烧杯中,然后放入数控超声波清洗器中超声分散30min。
将上述制备的PVA水溶液与有机紫外线吸收剂UV-326水溶液混合放入水浴锅中搅拌30min后,放入数控超声波清洗器中超声分散30min,然后用三层纱布进行过滤,目的是过滤涂覆液中的杂质和搅拌过程中产生的气泡,将制备好的质地均一的抗紫外线涂膜液静置12h去除气泡后再用于涂覆。
涂覆所采用的是辊式涂布法进行涂覆,将PET薄膜裁切成A4纸张大小,使PET薄膜经过电晕处理的那一面朝上贴在涂布机的胶版上,利用该胶版作为介质使PET薄膜在两辊之间通过,从而实现涂覆液涂覆在PET薄膜上。
本实施案例产品的抗紫外线性能测试用日本岛津公司产的紫外可见分光光谱仪UV-2700。实验所测试的数据主要是紫外线透过波长300-400nm,并对其特定波长的紫外线透过率进行横纵向对比。实验结果表2是对实施案例1-4薄膜中紫外线吸收剂含量0.6%时,对某特定波长的紫外线透过率进行定量分析。
表2实施案例1、2薄膜紫外线透过率比较
波长(nm) | 实施案例1 | 实施案例2 |
325 | 68.019% | 59.948% |
360 | 69.036% | 67.769% |
400 | 70.820% | 75.022% |
实施例3(将涂覆抗紫外线涂覆液的PET薄膜与PE薄膜进行复合制袋的具体方法)
将粘合剂涂覆在裁切好A4纸张大小的PE膜上(其方法与PET薄膜涂覆的方法一样)待其乙酸乙酯挥发一段时间后,将涂覆有抗紫外线涂膜液的PET薄膜平放在涂覆有粘合剂的PE膜上,用胶辊对其施加压力使PE膜和PET薄膜较好的复合在一起,复合过程中薄膜底下放一块胶版复合的效果要比直接放在桌面上复合的效果好,主要是因为胶版比较软,在压力的施加会使两张薄膜贴合的更紧实。对复合的薄膜进行熟化一段时间,使用手压式塑料薄膜热封机进行制袋,PE薄膜作为包装袋内层,PET作为包装袋外层制成大小90mm×65mm的包装袋,最后对采购自菜市场的新鲜熟芝麻进行包装。
综上所述,本发明的内容并不局限在上述的实施案例中,相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例,但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液,其特征在于,含有以下质量百分比的原料:
改性紫外线吸收剂 0.3%~1.2%
PVA 9.0%~9.8%
余量为蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液,其特征在于,所述改性紫外线吸收剂为改性无机紫外线吸收剂纳米SiO2或纳米ZnO,其改性方法为:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体。
3.根据权利要求1所述的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液,其特征在于,所述改性紫外线吸收剂为改性有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531,其改性方法为:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散。
4.一种如权利要求1所述的用于制备抗紫外线聚酯薄膜的涂布液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)紫外线吸收剂的改性:
A.无机紫外线吸收剂的改性:将10g~20g无机紫外线吸收剂纳米粉体SiO2或纳米ZnO放入真空干燥箱中,在温度为80℃~95℃干燥4h~5h,然后将干燥好的纳米粉体倒入烧杯中,添加30mL~60mL无水乙醇后在数控超声波清洗器超声分散30min~45min;按纳米粉体质量的5%称取0.5g~1.0g的硅烷偶联剂KH550溶解于2~3倍的体积百分比浓度为10%的乙醇蒸馏水溶液中,在常温下搅拌1h~1.5h;将已分散均匀的KH550溶液缓慢加入到纳米粉体的分散液中进行超声分散30min~45min,将浆液进行抽滤,洗涤,于真空干燥箱中85℃~100℃干燥10h~12h得到干燥的改性纳米粉体;
B.有机紫外线吸收剂的改性:将有机紫外线吸收剂UV-326或UV-531与表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS按质量比1:1混合,然后倒入含有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中进行超声分散;
(2)PVA的溶解:将水溶性PVA放入盛有蒸馏水的烧杯中,放入水浴锅中升温搅拌,使水浴锅温度逐渐上升到90℃~95℃,充分搅拌45min~60min使PVA充分溶解;
(3)改性紫外线吸收剂的处理:将步骤(1)中改性好干燥的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂放入盛有蒸馏水的烧杯中放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min;
(4)将步骤(2)中得到的PVA水溶液与步骤(3)中处理后的改性无机紫外线吸收剂或改性有机紫外线吸收剂的水溶液混合,放入水浴锅中搅拌30min~40min后,放入数控超声波清洗器中超声分散30min~45min,然后用三层纱布进行过滤,过滤涂覆液中的杂质和搅拌过程中产生的气泡,将制备好的质地均一的抗紫外线涂膜液静置10h~12h去除气泡。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150930 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |