CN106115072A - 一种不沾型酸奶包装材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不沾型酸奶包装材料的制备方法，属于包装材料制备领域。该方法首先制得磁铁胶体，用水解缩合法包覆一层二氧化硅制得磁性纳米粒，再将聚乙烯醇和聚四氟乙烯经柠檬酸酯化改性，辅以制得的磁性纳米粒，涂覆在铝箔纸上形成不粘膜，在磁场作用下使纳米粒上浮至膜层表面，形成突触，经食用型蜂蜡辅助，干燥后即得不沾型酸奶包装材料。本发明制得的酸奶包装材料解决了传统酸奶包装容易沾附酸奶，造成浪费的问题，并且制备工艺简单，操作方便，成本低廉，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种不沾型酸奶包装材料的制备方法，属于包装材料制备领域。
背景技术
随着经济的迅速发展和生活质量的不断提高，酸奶作为一种时尚健康的饮品，越来越受到人们的青睐；而它多元化的包装设计更是受到极大的关注。根据酸奶的性质和包装的特殊目的要求所选用的包装材料应具有高强度、高阻隔性、耐高温和低温性好、耐气候性好、包装操作适应性好、卫生安全、包装废弃物处理方便等，因此，目前市场上材质为塑料的酸奶杯及材质为铝箔复合膜的酸奶盖包装设计大受欢迎。
然而，此包装也有缺点存在，就是当我们在喝酸奶时总会发现酸奶盖和酸奶盒身上总会粘上一层厚厚的酸奶，扔掉既可惜又浪费，而舔着吃既不卫生又不雅观，给消费者带来了困扰。因此，需要一种能够不沾酸奶并仍然具有良好性能的酸奶包装材料，以克服此问题。于是，日本模拟荷叶不沾水的原理发明了不沾酸奶的酸奶盖，此技术方案并未公开且若进口此产品成本必定会大幅度升高。而且其虽然解决了酸奶盖上沾附酸奶的问题却没有解决酸奶盒本身沾附的问题，仍然会造成浪费。因此，我们需要一种新的酸奶包装材料，解决上述问题。
聚四氟乙烯一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用。
聚乙烯醇是一种生物降解性材料，它可分解为水、二氧化碳等，对环境不产生污染，是一种公认的环保包装材料，价廉易得，被广泛应用于食品包装，农业生产，医药工业等领域。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前酸奶包装盒及盒盖材料总会附着一层厚厚的酸奶，难以食用完全，造成浪费，而国外制造的不沾盖酸奶盖成本高，生产工艺复杂，虽然解决了酸奶盖上沾附酸奶的问题却没有解决酸奶盒本身沾附酸奶的缺陷，提供了一种不沾型酸奶包装材料的制备方法。该方法首先制得磁铁胶体，用水解缩合法包覆一层二氧化硅制得磁性纳米粒，再将聚乙烯醇和聚四氟乙烯经柠檬酸酯化改性，辅以制得的磁性纳米粒，涂覆在铝箔纸上形成不粘膜，在磁场作用下使纳米粒上浮至膜层表面，形成突触，经食用型蜂蜡辅助，干燥后即得不沾型酸奶包装材料。本发明制得的酸奶包装材料解决了传统酸奶包装容易沾附酸奶，造成浪费的问题，并且制备工艺简单，操作方便，成本低廉，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积8～10倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；
（2）将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入40～50℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物2～3h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；
（3）称取100～200g聚乙烯醇溶解于800～900mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入100～200mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和100～150mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至90～100℃，搅拌酯化反应3～5h；
（4）反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入10～15g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和30～40g蜂蜡，以2800～2900r/min转速高速乳化分散30～50min，制得涂膜液；
（5）将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为0.8～1.0mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在40～50℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
本发明的具体应用方法：将本发明制得的不沾型酸奶包装材料制成一体型酸奶包装盒，盛装酸奶即可，本发明利用低表面能聚四氟乙烯和可降解的聚乙烯醇为原料制得成膜基液，本身防水性极佳，用磁场使磁性纳米粒上浮至膜层表面，形成纳米级疏水突触，使材料表层粗糙并结合蜂蜡的蜡质特性，具有极强的防粘能力。
本发明的有益效果：
（1）本发明制得的不沾型酸奶包装材料制备工艺简单，操作方便，成本低廉；
（2）本发明制得的不沾型酸奶包装材料具有良好的阻隔性能，可以保证酸奶保质期甚至延长保质期；
（3）本发明制得的不沾型酸奶包装材料具有良好的防水性能，不沾附酸奶，可以保证食用完全，避免浪费。
具体实施方式
按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积8～10倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入40～50℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物2～3h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；称取100～200g聚乙烯醇溶解于800～900mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入100～200mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和100～150mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至90～100℃，搅拌酯化反应3～5h；反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入10～15g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和30～40g蜂蜡，以2800～2900r/min转速高速乳化分散30～50min，制得涂膜液；将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为0.8～1.0mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在40～50℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
实例1
按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积8倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入40℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物2h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；称取100g聚乙烯醇溶解于800mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入100mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和100mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至90℃，搅拌酯化反应3h；反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入10g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和30g蜂蜡，以2800r/min转速高速乳化分散30min，制得涂膜液；将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为0.8mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在40℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
本发明的具体应用方法：将本发明制得的不沾型酸奶包装材料制成一体型酸奶包装盒，盛装酸奶即可，本发明利用低表面能聚四氟乙烯和可降解的聚乙烯醇为原料制得成膜基液，本身防水性极佳，用磁场使磁性纳米粒上浮至膜层表面，形成纳米级疏水突触，使材料表层粗糙并结合蜂蜡的蜡质特性，具有极强的防粘能力。
实例2
按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积9倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入45℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物2h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；称取150g聚乙烯醇溶解于850mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入150mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和130mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至95℃，搅拌酯化反应4h；反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入13g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和35g蜂蜡，以2850r/min转速高速乳化分散40min，制得涂膜液；将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为0.9mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在45℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
本发明的具体应用方法：将本发明制得的不沾型酸奶包装材料制成一体型酸奶包装盒，盛装酸奶即可，本发明利用低表面能聚四氟乙烯和可降解的聚乙烯醇为原料制得成膜基液，本身防水性极佳，用磁场使磁性纳米粒上浮至膜层表面，形成纳米级疏水突触，使材料表层粗糙并结合蜂蜡的蜡质特性，具有极强的防粘能力。
实例3
按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积10倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入50℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物3h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；称取200g聚乙烯醇溶解于900mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入200mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和150mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至100℃，搅拌酯化反应5h；反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入15g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和40g蜂蜡，以2900r/min转速高速乳化分散50min，制得涂膜液；将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为1.0mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在50℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
本发明的具体应用方法：将本发明制得的不沾型酸奶包装材料制成一体型酸奶包装盒，盛装酸奶即可，本发明利用低表面能聚四氟乙烯和可降解的聚乙烯醇为原料制得成膜基液，本身防水性极佳，用磁场使磁性纳米粒上浮至膜层表面，形成纳米级疏水突触，使材料表层粗糙并结合蜂蜡的蜡质特性，具有极强的防粘能力。
Claims (1)
1.一种不沾型酸奶包装材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按摩尔比为2:1将二氯化铁和三氯化铁溶于两者总体积8～10倍的去离子水中，放置在磁力搅拌机上在搅拌状态下缓慢滴加质量浓度为10%的氨水直至出现黑色絮状物，停止滴加氨水，得到四氧化三铁胶体；
（2）将等体积的四氧化三铁胶体和无水乙醇以及正硅酸乙酯混合后加入到带有搅拌器的锥形瓶中，将锥形瓶移入40～50℃的水浴锅中，启动搅拌器边搅拌边滴加混合液总体积1/5的质量浓度为25%氨水，保温反应过夜，将产物磁性分离，再用去离子水冲洗收集到的产物2～3h，干燥后得二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒，备用；
（3）称取100～200g聚乙烯醇溶解于800～900mL去离子水中并倒入反应釜中，再加入100～200mL固含量为60%的聚四氟乙烯乳液和100～150mL质量浓度为10%柠檬酸溶液，加热升温至90～100℃，搅拌酯化反应3～5h；
（4）反应结束后，将反应液移入高速剪切乳化机中，再加入10～15g上述备用的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒和30～40g蜂蜡，以2800～2900r/min转速高速乳化分散30～50min，制得涂膜液；
（5）将上述制得的涂膜液用涂膜机均匀的涂布在铝箔纸上，涂布厚度为0.8～1.0mm并立刻在铝箔纸上方施加匀强磁场，使均匀分散在膜层中的二氧化硅包覆四氧化三铁纳米粒在磁场的作用下上浮到膜层表面，放入烘箱在40～50℃下干燥过夜，即得不沾型酸奶包装材料。
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